裸金属服务器的计算资源，如何才能实现自动化管理？

近年来，裸金属服务器在云计算市场被大量提及，应对用户对高性能、硬隔离、资源独享、便捷管理、快速响应等更高的要求，裸金属服务器悄然成为云市场的一大增长点。谈及裸金属服务器的核心优势，行业人士认为，主要在于裸金属服务器的无损性能与自动化管理两方面。

无损性能很好理解，裸金属服务器仍然会用到物理机，而物理机的性能保障都是有目共睹的。那在管理方面呢？裸金属服务器如何才能实现自动化管理？为此，我们基于近日在中国IDC产业CEO高峰论坛上，“微微云”透露的旗下DoorOS云操作系统，对裸金属服务器的自动化管理问题进行了深入剖析。

目前，Openstack在虚拟化管理方面已经比较成熟，但在物理机方面，一直没有很好的解决方案。在这样的背景下，Ironic（Bare- Metal Provisioning）诞生了，它能够解决物理机的添加、删除、电源管理和安装部署等大部分问题。

Ironic是OpenStack项目中用来提供物理机管理的模块，依托PXE（Preboot Execution Environment）、IPMI（Intelligent Platform Management Interface）等技术实现批量部署和系统控制。此外，Ironic也提供一系列常用的驱动，同时提供插件的机制让厂商可以开发自己的driver，这让它支持几乎所有的硬件。

通过Ironic组件，OpenStack对物理机的部署，可以和虚拟机部署一样简单。实际上，裸金属服务器的虚拟机和物理级部署原理，在nova看来是大径相同的，只是底层驱动的区别。虚拟机的底层驱动采用了libvirt的虚拟化技术，而物理机是采用Ironic技术，Ironic可以看成一组 Hypervisor API的集合，其功能与libvirt相似。

众所周知，OpenStack 是一款开源的扩展平台，用于构建公有云或私有云。其多数时候是被作为 IaaS（基础设施即服务），由诸如计算（Nova）、网络（Neutron）、存储（Cinder）及其它项目所组成。Ironic作为OpenStack中的一个独立模块，它可以与keystone、nova、neutron、image以及swift进行交互。

云计算的发展推动了OpenStack的进化，为能够全面支持虚拟化，目前OpenStack 支持了多种 Hypervisor，例如原生KVM、Xen、QEMU、Hyper-V、VMWare、LXC等。OpenStack提供的项目让 IaaS成为了可能，让用户能够自助部署配置虚拟机，即让用户能够在界面或命令行自己创建服务器。

在 OpenStack 中部署裸机就意味着用户可以直接操作硬件设施、部署应用负载（镜像）到真正的物理机器，而不是运行在 hypervisor 之上的虚拟机中。OpenStack的部署能力已然非常强大了，但Ironic的加持，对OpenStack的部署能力又进一步注入了强心剂。

从Ironic的架构来看，和其他OpenStack组件一样，Ironic也对外提供一个标准的restful接口Ironic-API。Ironic涵盖了4个主要组件，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下发的命令，实现具体的操作和处理工作；

nova-compute-Ironic可对接Ironic driver，进行物理机的发放等生命周期管理；

Ironic-provision是Ironic tftp服务，为物理机安装部署过程提供tftp服务。

为了能像虚拟机一样部署物理机，Ironic需要能够上报物理机的资源，用以支持操作系统的自动安装和物理机电源状态管理等情况。Ironic-discovered即可实现物理机资源的上报工作，使得管理员在注册物理机时，只需提供物理机BMC的IP地址，Ironic数据库就能获得物理机的相关信息，与此同时nova的compute_nodes表中也拥有物理机相关资源信息。

而接下来，通过PXE技术将物理机安装上操作系统，再通过IPMI技术即可实现物理机的电源状态管理。说到这里，也简单普及一下物理机部署所涉及到的主要技术——PXE和IPMI：

Preboot Execution Environment （PXE）

PXE 是目前主流的无盘启动技术，它可以使计算机通过网络而不是从本地硬盘、光驱等设备启动。利用 PXE 进行系统安装需要被安装的主机上有 PXE 支持的网卡，不过现在的网卡一般都内嵌支持 PXE 的 ROM 芯片。当计算机引导时，BIOS 首先会 把 PXE Client 调入内存中执行，PXE Client 被载入内存后，它便同时具有 DHCP client 和 TFTP Client 的功能，DHCP client 会向 DHCP server 请求 ip 分配给将要安装系统的主机，然后由 PXE Client 将放置在远端的文件通过 TFTP 下载到本地运行。

Intelligent Platform Management Interface （IPMI）

IPMI智能平台管理接口，是一种开放标准的硬件管理接口规格，使用嵌入式管理子系统进行通信而不依赖主机操作系统，这使得在操作系统不响应或未加载的情况下其仍然可以进行开关机、信息提取等操作。Ironic 正是利用此技术可以远程的对物理机进行上下电及其他操作，而不是依赖物理开关或者操作系统。

此外，包括DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）、Network Bootstrap Program （NBP）、Trivial File Transfer Protocol （TFTP）等在内的技术，也是裸金属服务器中物理机部署所会用到的主要技术。

不难想象，Ironic（Bare- Metal Provisioning）的诞生，对物理机的部署及管理问题产生了里程碑式的意义，而对于裸金属服务器来说，依托OpenStack Ironic实现的自动化管理功能，让用户很方便的对指定的一台或多台物理机，执行诸如同时部署大规模物理机群集、硬件基础设施资源的快速交付等一系列操作。

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