近年來，裸金屬服務器在云計算市場被大量提及，應對用戶對高性能、硬隔離、資源獨享、便捷管理、快速響應等更高的要求，裸金屬服務器悄然成為云市場的一大增長點。談及裸金屬服務器的核心優(yōu)勢，行業(yè)人士認為，主要在于裸金屬服務器的無損性能與自動化管理兩方面。

無損性能很好理解，裸金屬服務器仍然會用到物理機，而物理機的性能保障都是有目共睹的。那在管理方面呢？裸金屬服務器如何才能實現(xiàn)自動化管理？為此，我們基于近日在中國IDC產業(yè)CEO高峰論壇上，“微微云”透露的旗下DoorOS云操作系統(tǒng)，對裸金屬服務器的自動化管理問題進行了深入剖析。

目前，Openstack在虛擬化管理方面已經比較成熟，但在物理機方面，一直沒有很好的解決方案。在這樣的背景下，Ironic（Bare- Metal Provisioning）誕生了，它能夠解決物理機的添加、刪除、電源管理和安裝部署等大部分問題。

Ironic是OpenStack項目中用來提供物理機管理的模塊，依托PXE（Preboot Execution Environment）、IPMI（Intelligent Platform Management Interface）等技術實現(xiàn)批量部署和系統(tǒng)控制。此外，Ironic也提供一系列常用的驅動，同時提供插件的機制讓廠商可以開發(fā)自己的driver，這讓它支持幾乎所有的硬件。

通過Ironic組件，OpenStack對物理機的部署，可以和虛擬機部署一樣簡單。實際上，裸金屬服務器的虛擬機和物理級部署原理，在nova看來是大徑相同的，只是底層驅動的區(qū)別。虛擬機的底層驅動采用了libvirt的虛擬化技術，而物理機是采用Ironic技術，Ironic可以看成一組 Hypervisor API的集合，其功能與libvirt相似。

眾所周知，OpenStack 是一款開源的擴展平臺，用于構建公有云或私有云。其多數(shù)時候是被作為 IaaS（基礎設施即服務），由諸如計算（Nova）、網絡（Neutron）、存儲（Cinder）及其它項目所組成。Ironic作為OpenStack中的一個獨立模塊，它可以與keystone、nova、neutron、image以及swift進行交互。

云計算的發(fā)展推動了OpenStack的進化，為能夠全面支持虛擬化，目前OpenStack 支持了多種 Hypervisor，例如原生KVM、Xen、QEMU、Hyper-V、VMWare、LXC等。OpenStack提供的項目讓 IaaS成為了可能，讓用戶能夠自助部署配置虛擬機，即讓用戶能夠在界面或命令行自己創(chuàng)建服務器。

在 OpenStack 中部署裸機就意味著用戶可以直接操作硬件設施、部署應用負載（鏡像）到真正的物理機器，而不是運行在 hypervisor 之上的虛擬機中。OpenStack的部署能力已然非常強大了，但Ironic的加持，對OpenStack的部署能力又進一步注入了強心劑。

從Ironic的架構來看，和其他OpenStack組件一樣，Ironic也對外提供一個標準的restful接口Ironic-API。Ironic涵蓋了4個主要組件，即：Ironic- API、Ironic-conductor、nova-compute-Ironic和Ironic-provision。

Ironic- API用于提供北向接口；

Ironic-conductor主要接受Ironic- API下發(fā)的命令，實現(xiàn)具體的操作和處理工作；

nova-compute-Ironic可對接Ironic driver，進行物理機的發(fā)放等生命周期管理；

Ironic-provision是Ironic tftp服務，為物理機安裝部署過程提供tftp服務。

為了能像虛擬機一樣部署物理機，Ironic需要能夠上報物理機的資源，用以支持操作系統(tǒng)的自動安裝和物理機電源狀態(tài)管理等情況。Ironic-discovered即可實現(xiàn)物理機資源的上報工作，使得管理員在注冊物理機時，只需提供物理機BMC的IP地址，Ironic數(shù)據庫就能獲得物理機的相關信息，與此同時nova的compute_nodes表中也擁有物理機相關資源信息。

而接下來，通過PXE技術將物理機安裝上操作系統(tǒng)，再通過IPMI技術即可實現(xiàn)物理機的電源狀態(tài)管理。說到這里，也簡單普及一下物理機部署所涉及到的主要技術——PXE和IPMI：

Preboot Execution Environment （PXE）

PXE 是目前主流的無盤啟動技術，它可以使計算機通過網絡而不是從本地硬盤、光驅等設備啟動。利用 PXE 進行系統(tǒng)安裝需要被安裝的主機上有 PXE 支持的網卡，不過現(xiàn)在的網卡一般都內嵌支持 PXE 的 ROM 芯片。當計算機引導時，BIOS 首先會 把 PXE Client 調入內存中執(zhí)行，PXE Client 被載入內存后，它便同時具有 DHCP client 和 TFTP Client 的功能，DHCP client 會向 DHCP server 請求 ip 分配給將要安裝系統(tǒng)的主機，然后由 PXE Client 將放置在遠端的文件通過 TFTP 下載到本地運行。

Intelligent Platform Management Interface （IPMI）

IPMI智能平臺管理接口，是一種開放標準的硬件管理接口規(guī)格，使用嵌入式管理子系統(tǒng)進行通信而不依賴主機操作系統(tǒng)，這使得在操作系統(tǒng)不響應或未加載的情況下其仍然可以進行開關機、信息提取等操作。Ironic 正是利用此技術可以遠程的對物理機進行上下電及其他操作，而不是依賴物理開關或者操作系統(tǒng)。

此外，包括DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）、Network Bootstrap Program （NBP）、Trivial File Transfer Protocol （TFTP）等在內的技術，也是裸金屬服務器中物理機部署所會用到的主要技術。

不難想象，Ironic（Bare- Metal Provisioning）的誕生，對物理機的部署及管理問題產生了里程碑式的意義，而對于裸金屬服務器來說，依托OpenStack Ironic實現(xiàn)的自動化管理功能，讓用戶很方便的對指定的一臺或多臺物理機，執(zhí)行諸如同時部署大規(guī)模物理機群集、硬件基礎設施資源的快速交付等一系列操作。

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