Bare Metal Cloud

Wie funktionieren Bare-Metal-Clouds?

Bare-Metal-Services sind Cloud-Angebote, die mit der Anmietung eines dedizierten Servers bei einem Managed Service Provider (MSP) vergleichbar sind. Wie herkömmliche dedizierte Server werden Bare-Metal-Instanzen ohne vorinstalliertem Hypervisor bereitgestellt und bieten direkten Zugriff auf die Systemhardware. Im Gegensatz zu herkömmlichen dedizierten Servern sind einige Bare-Metal-Instanzen auf Abruf verfügbar und werden nach einem bestimmten Zeitraum abgerechnet.

Große Cloud-Anbieter wie AWS können zusätzliche Hardware anbieten, um konventionelle Server zu verbessern und damit sie sich besser in virtuelle Privat-Cloud-Netzwerke (VPC), Cloud-Managementsysteme und andere Cloud-Dienste integrieren lassen. AWS-Bare-Metal-Instances sind beispielsweise eigentlich Pseudo-Bare-Metal-Maschinen. Sie enthalten einen leichten Nitro-Hypervisor, der die Speicher- und CPU-Zuweisung verwaltet. (AWS behauptet, dass der Hypervisor-Overhead vernachlässigbar ist und die Serverleistung für die meisten Workloads nicht von Bare-Metal zu unterscheiden ist.) In ähnlicher Weise arbeiten Oracle Cloud Infrastructure Bare-Metal-Server in einem virtuellen Cloud-Netzwerk und verwenden einen speziellen SmartNIC, um das Netzwerk zu isolieren und zu virtualisieren.

Wie dedizierte Server teilen Bare-Metal-Clouds keine Systemressourcen mit anderen Benutzern. Sie haben auch keinen zusätzlichen Overhead durch verschachtelte Virtualisierung, wenn ein Benutzer eine separate Virtualisierungsebene hinzufügt, zum Beispiel, um Container in einer schlanken virtuellen Maschine (VM) auszuführen. Bare-Metal-Server sind ideal für Anwendungen, die Zugriff auf die physische Serverhardware und Leistungsindikatoren benötigen oder die für virtualisierte Umgebungen lizenziert und unterstützt werden.

Der Zugriff auf Bare-Metal-Server erfolgt über die Verwaltungsschnittstellen des Cloud-Dienstes, zum Beispiel eine Browserschnittstelle, eine Kommandozeile oder eine REST-API. Einige Dienste ermöglichen auch den Secure-Shell-Zugriff (SSH) über die Virtual Private Cloud eines Kunden auf die serielle Konsole für Systeme, auf denen bereits ein Betriebssystem ausgeführt wird. Betriebssysteminstallationen werden mit der Unified Extensible Firmware Interface oder dem sicheren Netzwerkstart der Preboot Execution Environment eines Installationsimages durchgeführt.

Vor- und Nachteile der Bare-Metal-Cloud

Eine Bare-Metal-Cloud-Umgebung hat sowohl Vor- als auch Nachteile. Es ist wichtig, diese vor einer Entscheidung für oder gegen diese Technologie sorgfältig zu prüfen.

Vorteile

• Vorhersehbarkeit. Ein Vorteil der Bare-Metal-Cloud-Infrastruktur ist die gleichbleibende Leistung dedizierter Ressourcen.
• Sicherheit. Dedizierte Ressourcen bieten Kunden auch die Kontrolle über die System- und Netzwerksicherheit.
• Flexibilität. Unternehmen können eine Bare-Metal-Cloud so anpassen, dass sie ihre Betriebssystem- und Software-Stack-Anforderungen erfüllt und Probleme bei Anwendungen beheben, ohne sich um benachbarte VMs kümmern zu müssen.
• Keine Ressourcenkonkurrenz. Public-Cloud-Umgebungen sind mandantenfähig und VMs teilen sich physische Server, was dazu führen kann, dass VMs um Ressourcen konkurrieren. Die dedizierten Server, aus denen eine Bare-Metal-Cloud besteht, vermeiden Ressourcenkonflikte.
• Skalierbar. Daher sind die meisten Bare-Metal-Dienste hochgradig skalierbar, einschließlich Systeme mit mehr als 20 Sockeln, Hunderten von CPU-Kernen und Terabyte an Arbeitsspeicher. Das macht sie zu guten Optionen für Big-Data-Anwendungen und transaktionsintensive Workloads, die eine geringe Latenz benötigen.
• Direkter Zugriff auf die Systemhardware. Bare Metal ermöglicht das Ausführen von Anwendungen, die Zugriff auf Systemleistungszähler benötigen, in einer Cloud-Umgebung.
• Finanzierungsflexibilität. Speicher- und andere Hardwareressourcen werden nach Bedarf bereitgestellt und in der Regel basierend auf einem bestimmten Zeitraum abgerechnet – pro Stunde, Tag oder Monat, sodass kein Investitionsbudget gebunden werden muss. Dieser Ansatz ist besonders wertvoll für Workloads, bei denen die Hardwareanforderungen unklar sind oder sich wahrscheinlich ändern werden.
• Zugriff auf High-End-Hardware. Kunden erhalten diesen Zugriff manchmal, bevor er in Unternehmenssystemen verfügbar ist.
• Allgemeine Vorteile der Cloud-Migration. Bare Metal ermöglicht die Verwendung von Cloud-Migrationssoftware, die auf einer VM nicht unterstützt wird oder mit restriktiver hardwarebasierter Lizenzierung.

Nachteile

• Zusätzlicher Verwaltungsaufwand. Der Kunde muss die gesamte Hardware konfigurieren und ist für die Installation und Verwaltung des Betriebssystems, des Hypervisors, des Container-Stack und der gesamten Software verantwortlich.
• Engpässe bei der Anwendungsleistung. Diese Probleme können aufgrund von Netzwerk- und Speicherdurchsatz- und Latenzproblemen auftreten.
• Zusätzliche Kosten. Einige Dienste erfordern monatliche Leasingverträge, was dazu führt, dass nicht ausgelastete Ressourcen, auf denen beispielsweise Worloads mit wechselhaftem Bedarf laufen, unnötig Kosten verursachen. Und Bare Metal kann für anhaltende, vorhersehbare Workloads, die die Kosten eines Servers über drei oder mehr Jahre amortisieren können, teurer sein.
• Begrenzte Möglichkeiten. Abgesehen von AWS und IBM Cloud haben die meisten Anbieter eine begrenzte Auswahl an Bare-Metal-Systemen, wobei einige Konfigurationen in bestimmten Cloud-Regionen nicht verfügbar sind.
• Sicherheitslücken. Cloud-Anbieter können bei Konfiguration, Überwachung und Patching von Systemen für Sicherheitsbedrohungen bessere Arbeit leisten.
• Probleme mit Legacy-Software. Für ältere Software gelten oft strenge Anforderungen an die Hardwarekompatibilität, die möglicherweise nicht die verfügbaren Bare-Metal-Konfigurationen umfassen. Beispielsweise kann es Monate dauern, bis ein Cloud-Anbieter seine Computing-Services für komplexe Produkte wie SAP HANA zertifiziert hat.

Bare Metal Cloud im Vergleich zu anderen Arten von Cloud-Diensten

Bare-Metal-Cloud-Dienste sind Alternativen zu den häufigeren virtuellen Instanzen. Bei der Vielzahl der verfügbaren Cloud-Instance-Typen und Abrechnungsmodelle gibt es einige, die gegenüber der Bare Metal Cloud in vielen Fällen die Nase vorn haben.

Zugehörige Cloud-Dienste, die bei der Bewertung von Bare-Metal-Servern berücksichtigt werden sollten, umfassen:

Herkömmliche Compute-Instanzen

Beispiele hierfür sind AWS EC2, Azure Virtual Machines und Google Compute Engines. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, wie zum Beispiel:

• allgemeine Zwecke
• speicheroptimiert
• rechenoptimiert
• lageroptimiert
• GPU-beschleunigt
• burstable
• preemptable

Compute-Instanzen

Diese gibt es in verschiedenen Preis- und Verfügbarkeitsmodellen, wie zum Beispiel:

• On-Demand, die gebräuchlichste Art, üblicherweise nach Stunden-, Minuten- oder Sekundenpreisen;
• Spot oder Preemptable, die für kurze Zeit überschüssige Cloud-Kapazität nutzen und gegen erhebliche Preisnachlässe vorübergehend ausgesetzt werden können;
• reservierte Instanz, die einen Preisnachlass für eine ein- bis dreijährige Verpflichtung bietet;
• dedizierte Hosts, bei denen ein ganzer Server einem Kunden zugewiesen und in separate VM-Instanzen unterteilt wird. Diese ähneln Bare-Metal-Instanzen, indem sie die Ressourcenvorhersagbarkeit und Sicherheit einer dedizierten Maschine mit dem Komfort einer On-Demand-VM-Instanz bereitstellen.

Beachten Sie, dass einige Bare-Metal-Services keine lokale Festplatte enthalten und ein separat konfiguriertes Block-Volume wie Amazon Elastic Block Store angehängt werden muss. Datenbanken sind ein beliebtes Einsatzszenario von Bare-Metal-Servern, aber jeder Cloud-Dienst verfügt über eine Reihe von Datenbankdiensten – einschließlich RDBMS, NoSQL, Schlüsselwert-Spaltenspeicher, Caching und Graph – die oft genauso gut oder besser funktionieren als die Installation und Verwaltung herkömmlicher Datenbanksoftware.

Bare-Metal-Cloud versus Infrastructure as a Service (IaaS)

Bare-Metal-Services der großen Cloud-Anbieter sind keine Alternative zu herkömmlichen IaaS-Produkten (Infrastucture as a Service). Durch die Integration von Bare-Metal- und konventionellen VMs in ihr Computing-Serviceportfolio machen es Cloud-Betreiber jedoch für Workloads, die auf Bare-Metal ausgeführt werden, einfach, auf Cloud-Datenbanken, Analysen, Künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und DevOps-Dienste zuzugreifen.

So wählen Sie einen Bare-Metal-Cloud-Anbieter aus

Die Anwendungsanforderungen eines Unternehmens und die Gründe für die Wahl von Bare-Metal-Cloud-Diensten gegenüber VM-Instanzen sollten bei der Bewertung von Bare-Metal-Diensten im Vordergrund stehen. Andere Faktoren sind:

• Bestehende Beziehungen zu Cloud-Anbietern. Unternehmen sollten die verfügbaren Optionen der Cloud-Plattformen berücksichtigen, die sie bereits für andere Workloads verwenden.
• Workload-Eigenschaften. Workloads sollten daraufhin untersucht werden, ob sie variabel oder konsistent und periodisch oder kontinuierlich sind. Diese Eigenschaften bestimmen das wirtschaftlichste Abrechnungsmodell, egal ob on-demand oder minuten-, stunden- oder monatsweise.
• Verfügbarkeit und Preis. Sehen Sie sich diese Faktoren für zusätzlichen Speicher, Container, Datenbank, maschinelles Lernen, Sicherheit, Identitäts- und Zugriffsverwaltung und DevOps-Dienste an. Die meisten Unternehmen sollten keine Bare-Metal-Workloads in die Cloud verlagern, es sei denn, sie beabsichtigen, andere Infrastruktur- und Anwendungsdienste zu integrieren oder Bare-Metal-Systeme mit anderen Enterprise-Workloads zu integrieren, die bereits in die Cloud migriert
• Verfügbarkeit und Fachwissen des IT-Personals. Die Fähigkeiten des Personals sind erforderlich, um Cloud-Umgebungen zu betreiben und die Server- und Netzwerksicherheit zu gewährleisten. Bei Bare-Metal-Cloud-Servern müssen Benutzer die Systemkonfiguration und Sicherheitseinstellungen einrichten und verwalten. Unternehmen, die nicht über die erforderliche Erfahrung zur ordnungsgemäßen Wartung eines Cloud-Servers verfügen, können bei der Auswahl von Bare-Metal-Servern Sicherheits- und Zuverlässigkeitsrisiken ausgesetzt sein.