Bare Metal гипервизоры: полное руководство по производительности и масштабируемости

Ищете высокомасштабируемое, гибкое и быстрое решение для ИТ-бэкбона? Понимание разницы между bare metal и виртуализированными средами позволит взвешенное решение.

Освойте основы: какие требования к проекту по производительности, плотности, соответствию? Они определят стратегию развертывания, включая возможность запуска виртуализированных сред.

Что такое Bare Metal?

Bare Metal — иначе «Выделенный сервер». Однотенантная среда с прямым доступом к базовому железу без накладных расходов гипервизора. Поддерживает множество ОС поверх ядра производительности.

Термин означает прямой доступ к железу, включая возможность использовать все его специфические фичи, недоступные с гипервизорами типа 1 или 2 (они лишь эмулируют среду через виртуализацию).

Что такое Bare Metal гипервизор?

Bare metal гипервизор или гипервизор типа 1 — виртуализационное ПО, устанавливаемое прямо на железо.

В ядре гипервизор — это хост или ОС. Структурирован для виртуализации базовых компонентов железа, чтобы они функционировали так, будто имеют прямой доступ. Гипервизор позволяет компьютеру отделить ОС от физической структуры и железа. С этой позиции он дает физическому хосту способность запускать множество виртуальных единиц.

Возможность разместить многих клиентов на одном сервере. Серверная виртуализация позволяет гораздо более плотное развертывание ценой накладных расходов и ограниченной возможности использовать все фичи железа.

Каждый клиент переживает симуляцию своего выделенного сервера. Но физические ресурсы (CPU, память, полоса) делятся между всеми арендаторами.

Гипервизор — это гибкость и масштабируемость. Позволяет более плотное использование железа, особенно когда не все физические ресурсы задействованы. Виртуализация не требует базовой ОС, особенно для production нагрузок дата-центров. Дата-центры смотрят на гипервизоры, развернутые на bare metal серверах, а не внутри ОС.

Тип образа виртуальной среды также определяет производительность гипервизора.

Microsoft, Citrix, VMware — три самых популярных гипервизора. Hyper-V, XenServer, ESX — большинство рынка.

Для чего идеален Bare Metal?

Bare metal среда подходит многим типам нагрузок независимо от размера компании.

Энтерпрайз дата-центры требуют гранулярного управления ресурсами/доступом, высокой безопасности, масштабируемости. Однотенантные среды работают лучше и не сталкиваются с «шумными соседями». Меньше рисков безопасности за счет физической изоляции.

Основные особенности Bare Metal

Bare metal серверы выделены одному клиенту, никогда не делятся физически с другими. Если клиент запускает виртуализированную платформу поверх — он сам создает мультитенантную среду. Bare metal — самый прямой способ управления ресурсами.

Клиенты избегают «эффекта шумного соседа», присущего гипервизорной среде.

Серверы одинаково хорошо работают в собственных дата-центрах или колокации у провайдеров IaaS/управляемых сервисов. Бизнес может арендовать bare metal сервер по подписке у MSP.

Главное преимущество — изоляция. Система не должна работать внутри другой ОС, но предоставляет все сервисы виртуальным средам.

Преимущества Bare Metal

Без bare metal арендаторы получают изоляцию и безопасность в традиционной гипервизорной инфраструктуре, но «эффект шумного соседа» может остаться.

Если один физический сервер перегружен запросами/потреблением одного арендатора, изоляция становится недостатком. Bare metal полностью исключает это.

Bare metal дает админам возможность добавлять железо для увеличения ресурсов.

• Меньшие накладные расходы — платформы виртуализации несут больше оверхеда, так как гипервизор забирает CPU. Меньше оверхед = выше отзывчивость и скорость. Больше возможностей для кастомизации железа = улучшение скорости.
• Экономичность для передачи данных — провайдеры bare metal часто дают более выгодные условия исходящего трафика. Выделенные среды могут давать несколько ТБ бесплатного трафика. Виртуализированные среды обычно не сравняются. Зависит от офферов и партнерств, не гарантировано.
• Гибкое развертывание — конфигурации серверов могут быть невероятно точными. В зависимости от нагрузки можно миксовать bare metal и виртуальные среды.
• QoS — качество сервиса часто устраняет проблему «шумного соседа» в bare metal. Финансовое и техническое преимущество: при проблеме есть ответственное лицо на бумаге (SLA). Как и любой SLA — может варьироваться.
• Большая безопасность — организации с высокими требованиями к безопасности могут опасаться несоответствия регуляторным стандартам в мультитенантной гипервизорной среде. Это частая причина отказа от bare-metal облака. Bare metal позволяет создать полную физическую разделение ресурсов. Виртуализация не значит меньшую безопасность по умолчанию. Безопасность сложна и многогранна.

Преимущества Bare Metal гипервизоров

Вам может не нужна элитная производительность однотенантного bare metal. Компания может лучше утилизировать ресурсы через гипервизор. У гипервизоров много плюсов даже по сравнению с эффективным bare metal.

Выбирайте гипервизор при динамической нагрузке, когда не нужна абсолютная передовая производительность. Нагрузки, запускаемые на короткий период, идеальны для этой среды.

• Бэкап и защита — ВМ легче защищать, чем традиционные приложения. Для бэкапа приложения его нужно ставить на паузу — долго, простой. Память ВМ захватывается снапшотом за секунды, сохраняется на диск. Каждый снапшот можно восстановить — recovery и restoration по запросу.
• Улучшенное использование железа — bare metal может хостить одно приложение и ОС. Гипервизор использует больше доступных ресурсов для множества экземпляров ВМ. Каждый запускает независимое приложение и ОС на одном физическом железе.
• Улучшенная мобильность — структура ВМ делает её мобильной: независимая сущность от базового железа. ВМ мигрирует между любыми локальными/удалёнными виртуальными серверами с ресурсами. В любой момент с эффективно нулевым нарушением. Частая операция имеет название: live migration. Контейнеризация дает высшую мобильность.
• Достаточная безопасность — виртуальные экземпляры гипервизора изолированы логически, даже если не физически. На одном физическом сервере, но нет фундаментального знания друг о друге. Если одна атакована или ошибается — проблема не переходит к другой напрямую. Хотя «шумный сосед» может возникнуть, гипервизоры невероятно безопасны, даже не будучи физически выделены одному клиенту.

Принятие лучшего решения для вашего проекта

Каждая ситуация уникальна, требует оценки всех решений. Нет однозначного ответа: bare metal с нативной нагрузкой vs bare metal с гипервизором и виртуализированными нагрузками. У обоих плюсы и минусы — решение за тем, что покрывает все бизнес-нужды.

После оценки выбор зависит от комфорта команды и соответствия нуждам. Рекомендуется тестировать обе системы для валидации производительности и влияния на инфраструктуру и управление сервисами.

С пониманием безопасности, масштабируемости, гибкости вы готовы сузить выбор. С руководством и тестированием bare metal тип 1 гипервизор может стать решением, которое бизнес искал.