Что такое bare metal
Bare metal
С архитектурной точки зрения bare metall гипервизор загружается до загрузки операционной системы и полностью контролирует все привилегированные операции, выполняемые операционными системами (включая специализированную ОС для нужд гипервизора). При использовании аппаратной виртуализации это достигается средствами процессора, при использовании паравиртуализированных режимов — загрузкой только адаптированных ядер ОС, вызывающих гипервизор место выполнения привилегированной операции.
С маркетинговой точки зрения такие системы позиционируются как более быстрые, функциональные и защищённые, чем системы виртуализации, запускающиеся «из-под» операционной системы.
В сравнении с этим гипервизоры второго типа (KVM, Hyper-V) загружаются после загрузки ядра основной операционной системы и сосуществуют вместе с ним на «равных» основаниях. В случае аппаратной виртуализации такой гипервизор может защититься от доступа основной ОС с помощью изменения бита защиты третьего (нулевого) уровня трансляции виртуальных страниц памяти в физические и перехвата части инструкций.
Полезное
Смотреть что такое «Bare metal» в других словарях:
Bare-metal stent — A vascular stent without a coating (as used in drug eluting stents). BMS are mesh like tubes of thin wire.The first stents licenced for use in cardiac arteries were bare metal Often 316L stainless steel.More recent ( 2nd generation ) stents use … Wikipedia
Bare-metal restore — ist die Bezeichnung einer Datensicherungsart, bei der sich alle zur Wiederherstellung benötigten Komponenten wie ein bootbares Live Betriebssystem, Applikationen oder Metadaten in einer Miniversion auf dem Sicherungsmedium befinden. So ist es… … Deutsch Wikipedia
Bare Metal Restore — Pour les articles homonymes, voir BMR. Bare Metal Restore (BMR) est une expression anglaise du monde informatique désignant une technique où les données sont sauvegardées sous une forme telle que l on peut restaurer un ordinateur nu (en… … Wikipédia en Français
metal conditioner — An acid based metal cleaner that removes rust and corrosion from bare metal, etches it for better adhesion and forms a corrosion resistant film … Dictionary of automotive terms
Metal Gear Online — boxart released only in Japan Developer(s) Kojima Productions Publisher(s) Konami … Wikipedia
Metal Female Voices Fest — Location(s) Wieze, East Flanders, Belgium Years active 2003 – present Date(s) Autumn Genre Heavy metal Website metalfemalevoicesfest … Wikipedia
Bare — Bare, n. 1. Surface; body; substance. [R.] [1913 Webster] You have touched the very bare of naked truth. Marston. [1913 Webster] 2. (Arch.) That part of a roofing slate, shingle, tile, or metal plate, which is exposed to the weather. [1913… … The Collaborative International Dictionary of English
bare — <
Bare Die — Ein Die (engl. [daɪ] „Würfel, Plättchen“, Plural: Dies oder Dice [daɪs]) ist in der Halbleitertechnik die Bezeichnung eines einzelnen ungehäusten Halbleiter Chips. Ein solcher Die oder „Nacktchip“ wird üblicherweise durch Sägen oder Brechen des… … Deutsch Wikipedia
Bare-Metal Deployment — или как обеспечивается эластичность облака в System Center 2012 SP1 Virtual Machine Manager
Всем огненного понедельника, коллеги и энтузиасты!
Сегодня, 29 апреля, понедельник — до праздников осталось совсем немного — и почему бы немного не пополнить багаж знаний перед долгожданным отдыхом (ну в формате лайт — без жестких и заумных нравоучений). На этот раз хотелось бы немного поговорить про то, как устроена функции Bare-Metal развертывания гипервизоров на сервера — или, другими словами — как обеспечить автоматизацию эластичности вашего частного облака на базе System Center 2012 SP1.
Более подробно под катом.
Немного об облаке, об эластичности
Прежде чем подробно и детально рассказать про процесс «голо-железного развертывания», стоит немного уделить внимания, той характеристике, той особенности облачной модели, которую покрывает данный процесс. Давайте вспомним про основные характеристики облачной модели согласно NIST (National Institute of Standards and Technology). Чтобы не нагонять тоску, перечислю сразу все основные отличительные особенности облака от традиционной модели потребления ИТ.
1) Измеряемы услуги. Подразумевается, что любая услуга которая предоставляется через облака должна быть измеряема, что в конечном счете ведет к тому, что у услуги появляется стоимость — в результате измеряемость служит инструментом для билинга ИТ-сервисов.
2) Моментальная эластичность. Данный компонент подразумевает то, что облако, независимо от уровня модели услуг (IaaS, PaaS или SaaS), должно быть способным к моментальному (относительно моментальному) увеличению или уменьшению объема своих ресурсов. Именно про увеличение объема ресурсов с точки зрения эластичности мы сегодня с вами и поговорим в контексте SCVMM 2012 SP1. Ведь автоматизация процесса развертывания гипервизоров и включения их в хост-группы и облака является ничем иным как обеспечением эластичности в сторону увеличения объема ресурсов.
3) Пул ресурсов. Очень важной особенностью облака является абстракция от физических хостов, как ресурсов, до уровня их вычислительных мощностей. Иными словами теперь для получения сервиса или услуги вы учитываете не количество серверов, но объем их ресурсов, которые сгруппированы по категориям — ЦП, ОЗУ, Дисковые ресурсы и сети передачи данных — все основные объекты виртуализации, которые нам давно известны.
4) Широкополосный доступ. Вещь вполне естественная, так как мы с вами говорим про «очень клиент-серверную», даже правильнее сказать сервис-ориентированную архитектуру (SOA) — то нагрузка и требования к каналу передачи данных сильно возрастает — причем это справедливо как для провайдера (ему нужно обеспечить множество качественных подключений), так и со стороны клиента (объем трафика для обмена сильно возрастает при такой модели).
5) Самообслуживание по требованию. Под данным постулатом подразумевается наличие инструмента для либо автоматизированного, либо полностью автоматического процесса предоставления услуги или сервиса конечному пользователю. Обычно этим инструментом служит веб-портал, который служит интерфейсом между конечным пользователем и процессами оркестрации (автоматизации рабочего потока), вовлеченных в предоставление и развертывание конкретного сервиса или услуги.
Bare-Metal или «Голожелезяк»
Теперь, когда мы с вами вспомнили про основные характеристики облака, мы поняли также какое место в облачных характеристиках занимает процесс BMD (Bare-Metal Deployment), самое время рассмотреть его более подробно.
Что можно, а что нет?
Прежде чем разобрать процесс развертывания гипервизора на голое железо, неполохо было бы ознакомиться с требованиями к данному процессу.
Вкратце — нам нужны сервера с BMC-котроллером (например, iLO, iDRAC, SMASH, IPMI и прочие), а также учетные данные для доступу к серверу через этот самый контроллер.
PXE-сервер на базе Windows Server 2008 R2 или Windows Server 2012 также будет далеко не лишним, а необходимым компонентом.
Также нам очень будет нужен установленный пакет WAIK — Windows Automation and Installation Toolkit.
Также нам понадобиться генерализированный образ гипервизора (Windows Server 2008 R2 или Windows Server 2012 — Hyper-V Server тоже подойдет) в формате виртуального жесткого диска VHD.
Не стоит также забывать, что вы должны включить функции виртуализации на процессорах вашего сервера, активировать BMC-контроллер и знать его учетные данные для доступа, а также настроить сервер на загрузку через сеть с помощью PXE.
Если взглянуть на процесс последовательно, то картина будет такая.
1) VMM-серверу необходим компонент WAIK c подготовленным образом WInPE.
2) Далее нам, как я уже говорил, понадобиться развернутый сервер WDS (Windows Deployment Services).
3) DHCP-сервер также нам понадобиться для выдачи IP-адресов.
5) Далее VMM установит своего агента на сервере WDS.
6) Далее на WDS-сервере будет создана папка %WDS_Image_Source%\RemoteInstall (т.е. в директории где у вас хранятся образы на WDS-сервере будет создана поддиректория RemoteInstall для служебных целей).
7) Далее кастомизированный образ WInPE от VMM-сервера публикуется на сервере WDS — под процессом публикации подразумевается внедрение в образ VMM-агента и сертификата безопасности).
На данный момент времени мы рассмотрели с вами процесс настройки конфигурации.
Сам процесс
1) Перезагрузка через OOB (Out-of-Band Management). Здесь как раз сервер VMM использует свои нативные возможности общения с внешними BMC-контроллерами серверов — конкретно он отправляет сигнал на перезагрузку сервера.
2) Далее целевой сервер загружается через PXE и хочет получить загрузку с нашего WDS-сервера.
3) Прежде чем предоставить возможность целевому серверу через PXE, WDS-сервер авторизует загрузку в VMM-сервере.
4) После этого целевой сервер получает от WDS-сервера кастомизированный WinPE-образ.
5) После этого целевой сервер запускает скрипты на исполнение команд общего назначения (GCE-скрипты — General Command Execution). Этот момент очень важный, так как включает в себя обновление прошивок вашего сервера в автоматическом режиме, управление RAID-контроллером вашего сервера для создания разделов жесткого диска и прочее. Все эти параметры задаются в профиле хоста в VMM-сервере.
6) Далее происходит загрузка VHD-образа с необходимым нам гипервизором из библиотеки VMM.
7) После добавляются драйвера необходимые для конкретной модели оборудования.
8) Далее происходит процесс установки сервера, его настройки и включения в домен.
9) Установка VMM-агента и включение роли Hyper-V.
10) Исполнение дополнительных пост-инсталляционных скриптов. Примерами таких скриптов могут служить механизмы объединения сетевых адаптеров в агрегаты, настройки iSCSI-соединений. Такими примерами могут служить любые команды на удаленное исполнение.
Я упомянул по ходу статьи такие слова, хост-профили или профили хостов, а также про VHD-диск, который необходим для развертывания.
Давайте более подробно посмотрим как настроить профиль хоста и связать его с VHD-диском.
2) Введите имя профиля.
3) Выберите необходимый VHD-образ с гипервизором Hyper-V нужной версии (кстати, для развертывания на голое железо VMM может похвастаться только поддержкой Hyper-V — другие гипревизоры он не может разворачивать).
4) В области настройки оборудования перейдите к пункту фильтрации драйверов Driver filter и укажите метку драйвера для ваших серверов.
5) Во вкладке настройки ОС укажите всю необходимую информацию.
6) В поле настроек хоста можно ничего не трогать и нажать клавишу Next и на вкладке Summary — нажмите клавишу Fininsh для завершения процесса создания профиля хоста.
Теперь давайте рассмотрим процесс развертывания хоста на железку в данном случае на Dell R710.
2) В пункте расположения ресурсов выберите “Physical computer to be provisioned into Hyper-V” и нажмите Next.
3) Далее введите данные для получения административного уровня доступа к вашему BMC-контроллеру (рекомендую даже создать «Run As» учетку для того чтобы руками это постоянно не делать — я про производственную среду).
В данном случае я выбираю протокол IPMI.
4) В области обнаружения (Discovery Scope) укажите IP-адрес, сконфигурированный на BMC-контроллере.
5) На целевых ресурсах (Target Resources) VMM должен сказать «сервере детектед!»
6) После этого в опциях развертывания (Deployment Options) укажите имя, которое вы вводили или у вас оно задано для BMC-адаптера.
7) После этого проверьте все данные на валидность и нажмите Finish для того, чтобы приступить к процессу развертывания сервера — можно идти и пить кофе!
Небольшой итог
Итак, коллеги, — мы с вами рассмотрели как работает функция автоматического развертывания гипервизора Hyper-V на голое железо с помощью инструментов SC VMM и компонентов Windows Server. Также мы с вами обсудили какую важную задачу с точки зрения облачной модели предоставления и потребления услуг решает данный механизм. Остается надеется, что в будущих версиях можно будет и сторониие гипервизоры также заливать на железо — это на случай гетерогенных сценариев. Но, невозможных вещей не бывает — на сегодняшний день вы сможете решить эту задачу с помощью System Center Configuration Manager, но это уже другая история…
С уважением,
человек-огонь
Георгий А. Гаджиев
Эксперт по информационной инфраструктуре
Microsoft Corporation.
Что такое «облако в bare metal»?
Определенное снижение производительности на уровне конечного пользователя происходит из-за внедрения слоя гипервизора. В то время как гипервизор обеспечивает видимость, гибкость и возможности управления, требуемые для управления несколькими машинами на одной «железке», он также привносит и определенные затраты процессорной мощности.
Для приложений, требующих высокий уровень пропускной способности для данных, изрядные проблемы может создать эффект «шумного соседа», который может быть вызван виртуализированной облачной средой.
В виртуализированной облачной среде виртуальные машины «сражаются», например, за мощности ввода-вывода в системах с интенсивной обработкой данных.
ЧТО ТАКОЕ BARE METAL-ПОДХОД К СОЗДАНИЮ ОБЛАКОВ?
Идея bare metal состоит в использовании выделенных серверов для создания облаков. Этому словосочетанию еще не придумали адекватного перевода на русский язык, в некоторых источниках встречается «голое железо» или «чистое железо».
В среде bare metal виртуальные машины инсталлируются прямо на железо, а не в хост операционной системы.
Облако на «голом железе» обеспечивает возможность заменить виртуальную облачную среду средой с выделенными серверами, что дает возможность «сэкономить» ресурсы на виртуализации, не жертвуя при этом гибкостью, масштабируемостью и эффективностью. Сервера bare metal не содержат гипервизор, и не виртуализированы, но могут быть предоставлены в пользование клиенту через подобную облаку модель услуг.
«Bare metal» возвращается
От DCOps к DevOps
Развитие информационных технологий началось с мейнфреймов. За этим последовала революция x86. И x86 правила миром, предоставляя платформу для запуска приложений и работы с базами данных. Потом наступила эпоха виртуализации, которая сместила фокус с технических средств на программно-ориентированную инфраструктуру, позволяющую ИТ-специалистам запускать несколько приложений на одном физическом сервере и обеспечивающую простую переносимость между серверами.
По мере развития бизнес-среды образуется и новая волна технических продуктов, предоставляемых «как услуга» и направленных на решение целого спектра задач — от инфраструктуры (IaaS) до платформ (PaaS) и всех разновидностей программных приложений (SaaS). Становится очевидным, что решения, предоставляемые «как услуга», просуществуют довольно долгое время, поскольку обеспечивают куда более высокую гибкость с точки зрения коммерческих моделей (например, на основе единоразовых платежей (использование OpEx вместо CapEx), на основе подписки) и гибкости оперативной деятельности (например, опции по требованию, самообслуживание, на базе API, автоматизация).
В то же время Bare metal серверы, хотя и являлись основополагающим фундаментом для всех решений XaaS, были погребены под несколькими уровнями абстракции. Сегодня можно наблюдать возрождение интереса к таким серверным платформам в различных отраслях промышленности. Для некоторых из них эти платформы заменяют ранее используемую концепцию IaaS, которая, будучи изолированной, приносит весомые преимущества для современных организаций.
Что такое bare metal сервер, и по какой причине эти серверы обретают утраченную прежде популярность?
Bare metal сервер — это физический сервер без программного обеспечения или гипервизора, то есть набор аппаратных ресурсов, таких как процессоры, память, сетевые карты и подсистема хранения данных. Главным преимуществом платформы без операционной системы является то, что она позволяет приложениям иметь прямой доступ к аппаратным ресурсам, будь то вычислительные процессоры, оперативная память DDR4, NVMe накопители, ускорители вычислений GPU, со-процессоры FPGA или карты SmartNICs.
Bare metal сервер от Dell
Итак, что же стало причиной возрождения интереса к платформам без операционной системы?
Современные приложения и базы данных требуют все больше вычислительных ресурсов, оперативной памяти и запоминающих устройств. Игры, перекодирование видео и приложения дополненной/виртуальной реальности повышают требования к производительности серверных систем. Чувствительные к времени отклика рабочие нагрузки, например автономные транспортные средства или различные сервисы телекоммуникационных компаний, будут все больше нуждаться в доступе к физическим сетевым картам для ускорения функции передачи данных.
Многие предприятия начали внедрять искусственный интеллект и машинное обучение в свои бизнес-процессы. Это ресуросоемкие вычислительные процессы, требующие дополнительных ресурсов для ускоренной подготовки и формирования логических выводов.
Предоставляя полный контроль и доступ к компонентам аппаратного обеспечения, bare metal серверы позволяют выбирать, как будет использоваться сервер, и кто сможет иметь к нему доступ, обеспечивая тем самым защиту данных для соответствующих прикладных программ.
Многие предприятия находятся в поиске механизма in-memory обработки данных, который бы максимально соответствовал их индивидуальным потребностям. Это позволит им эффективно использовать аналитику в режиме реального времени для обработки своих потоковых данных. Bare metal серверы в свою очередь обеспечивают высокую производительность благодаря использованию NVMe накопителей, памяти DDR4 и ускорителей вычислений, позволяя получить миллионы IOPS для требовательных приложений.
Развертывание bare metal серверов в общем случае — это довольно сложная задача, требующая использования набора различных инструментов и больших временных затрат. Но что, если этот bare metal сервер будет доступен в облаке и его развертывание может быть осуществлено за считанные минуты? Такой новый подход, где bare metal серверы предоставляются в качестве услуги, позволил бы пользователям иметь полный доступ к серверам, используя облачные средства автоматизации рутинных процессов, чтобы они могли полностью сосредоточиться на работе своих приложений без необходимости беспокоиться о запуске и настройке серверов, равно как и о последующем техническом обслуживании.
В качестве примера реализации подобного способа организации работы c bare metal серверами можно привести сотрудничество Dell Technologies и Equinix, результатом которого стал новый облачный сервис – Bare-Metal-as-a-Service («Bare-metal-сервер-как-услуга»). Предлагаемы компанией Equinix облачный сервис BMaaS обладает теми же возможностями, что и bare metal серверы Dell EMC PowerEdge, но это решение основано на модели оплаты в зависимости от потребляемых услуг. В данной модели компания Equinix занимается закупкой, установкой и жизненным циклом оборудования, в то время как заказчики могут в полной мере пользоваться полным доступом к серверам со всеми присущими ему преимуществами автоматизации, ускоряя тем самым процесс внедрения инноваций.
Из чего состоит BMaaS
Стек Bare Metal as-a-service
Решение было полностью разработано с учетом принципов DevOps, где полнофункциональный сервер может быть использован как часть ПО. Пользователи могут применять такие инструменты, как Terraform и Ansible, и интегрировать развертывание сервера в конвейере сборки.
Переменные шаблона Terraform
Чем полезен BMaaS для бизнеса?
Эта новая операционная модель нацелена на:
Выбор правильной вычислительной платформы имеет решающее значение для достижения успеха. Приняв правильное решение, вы сможете сместить бизнес-приоритеты с операций ЦОД на DevOps, где вы заняты управлением приложениями, а мы — управлением операционными системами. И наконец, bare metal серверы являются движущей силой для появления мультиоблачной платформы и платформы гибридного облака. Компания Dell Technologies верит в будущее технологии bare-metal-as-a-service. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше.
Современный хостинг: bare metal против виртуальных платформ
Виртуальные облачные платформы, несомненно, являются важным этапом технологического развития. Если бы всего каких-то 10 лет назад компании могли бы в обычном порядке подключать сотни, а то и тысячи серверов в периоды пикового спроса, а потом, когда нагрузки снижались, просто отказывались бы от всего этого оборудования, то выглядели бы такие действия, по меньшей мере, странно, если не сказать шокирующе, в особенности, если таким компаниям приходилось бы оплачивать только задействованную инфраструктуру.
Можно не быть большим поклоником виртуализации, однако нельзя не признать, что данное технологическое решение, впрочем, как и множество похожих, предусматривает целый ряд специальных сценариев, позволяющих извлекать выгоду от каждого их применения.
С другой стороны, как и другие удобные технологические решения, виртуализация побуждает применять наработанные сценарии даже тогда, существуют более оптимальные варианты. В качестве примера можно рассмотреть веб хостинг.
Тем не менее, это не значит, что можно игнорировать все преимущества облачной платформы (в частности ее масштабируемость) при решении задач по созданию среды для технически совершенного веб хостинга, поскольку теперь есть системы bare metal.
Облако bare metal по сути является более современной и более гибкой реализацией системы, которую ранее принято было называть серверным кластером. Доступные технологии кластеризации позволяют развернуть и масштабировать кластеры выделенных серверов во многом так же, как и серверов виртуальных. Разумеется, некоторые компромиссы неизбежны.
Например, нельзя развернуть тысячи bare metal серверов буквально одним нажатием кнопки, но в подавляющем большинстве случаев для качественного веб хостинга такой сценарий и не требуется.
Зато когда дело касается производительности, то в сравнении с bare metal при эквивалентных затратах на аппаратное обеспечение виртуальные платформы демонстрируют явное отставание. С причинами разобраться не трудно. Сервер, операционная система, гипервизор, плюс несколько виртуальных машин, приложения и сервисы на них — в итоге получается элемент виртуальной облачной платформы.
Сравниваем данный вариант с таким же сервером без гипервизора и без гостевых операционных систем (просто сервер с операционной системой, неважно какие сервисы там функционируют).
Очевидно, что такая система будет работать лучше. Поскольку представляет собой многочисленные виртуальные серверы на одном физическом, а целый кластер физических серверов, объединенных единой системой управления. Собственно, это и есть bare metal.
Вернемся к нашему примеру. Что требуется для построения качественного веб-хостинга? Посекундный биллинг и гибкость, благодаря которым обеспечивается быстрая масштабируемость в том числе и в очень короткие периоды времени, что есть главным достоинством виртуальной платформы.
Что нужно большинству клиентов хостинг-провадера?
Эффективное использование инфраструктуры, максимально возможная производительность, надежная и стабильная работа в течение длительного времени, достаточно предсказуемая масштабируемость с возможностью расширения в случае необходимости. А это уже преимущества систем bare metal.
Таким образом, получается, что при снижении практической ценности виртуальных облачных платформ, и доступности решений на основе bare metal, последние становятся оптимальным вариантом для построения веб-хостинга во всех случаях, кроме некоторых самых экстремальных вариантов.