Servidor bare-metal

En redes informáticas , un servidor físico ( o bare-metal) es un servidor informático que no es una máquina virtual y que normalmente utiliza un único usuario o arrendatario. ^{[ 1 ]} Cada servidor ofrecido en alquiler es una pieza de hardware física independiente que funciona como servidor por sí misma. No se trata de servidores virtuales que se ejecutan en múltiples equipos de hardware compartidos.

El término se utiliza para distinguir entre servidores que pueden alojar a múltiples usuarios y aquellos que utilizan virtualización y alojamiento en la nube . ^{[ 2 ]} A diferencia de los servidores bare-metal, los servidores en la nube se comparten entre múltiples usuarios. Cada servidor bare-metal puede ejecutar cualquier cantidad de trabajo para un usuario o tener varios usuarios simultáneos, pero están dedicados por completo a la entidad que los alquila.

Los hipervisores proporcionan cierto aislamiento entre inquilinos, pero aún puede existir un efecto de vecino ruidoso. ^{[ 3 ]} Si un servidor físico es multiinquilino, los picos de carga de un inquilino pueden consumir suficientes recursos de la máquina como para afectar temporalmente a otros inquilinos. Dado que los inquilinos están aislados, también es difícil gestionar o equilibrar la carga . Los servidores bare-metal y el monoinquilino pueden evitar esto. ^{[ 2 ]} Además, los hipervisores proporcionan un aislamiento más débil y son mucho más riesgosos desde el punto de vista de la seguridad en comparación con el uso de máquinas separadas. Los atacantes siempre han encontrado vulnerabilidades en el software de aislamiento (como los hipervisores), los canales encubiertos son impracticables de contrarrestar sin máquinas físicamente separadas, y el hardware compartido es vulnerable a defectos en los mecanismos de protección de hardware como Rowhammer , Spectre y Meltdown . ^{[ 4 ]} Dado que, una vez más, los costos de los servidores están disminuyendo como proporción del costo total de propiedad en comparación con sus gastos generales de administración, la solución clásica de "añadir hardware al problema" vuelve a ser viable.

Los servidores en la nube sin hardware físico no ejecutan un hipervisor ni están virtualizados, pero aun así pueden ofrecerse mediante un modelo de servicio similar al de la nube.

La infraestructura como servicio , en particular la infraestructura como código , ofrece muchas ventajas para facilitar la gestión del alojamiento. La combinación de las características del alojamiento en la nube y los servidores bare-metal ofrece la mayoría de estas ventajas, manteniendo al mismo tiempo un buen rendimiento. ^{[ 5 ]} Estas ofertas en la nube también se conocen como Bare-Metal-as-a-Service (BMaaS).

Algunos servidores en la nube bare-metal pueden ejecutar un hipervisor o contenedores, por ejemplo, para simplificar el mantenimiento o proporcionar capas adicionales de aislamiento. ^{[ 4 ]}

Cabe destacar que la diferencia entre estos servicios y las ofertas tradicionales de servidores dedicados radica en la capacidad del usuario para aprovisionar infraestructuras compuestas por múltiples servidores, una configuración compleja de red y almacenamiento, en lugar de servidores aislados.

Existen plataformas tanto comerciales como de código abierto que permiten a las empresas construir sus propias nubes privadas bare-metal.

El software BMaaS generalmente se encarga de la gestión del ciclo de vida de los equipos en un centro de datos (computación, almacenamiento, conmutadores de red, firewalls, balanceadores de carga, entre otros). Permite a los operadores de centros de datos descargar gran parte del trabajo manual asociado con el despliegue de hardware. También reduce el desperdicio al simplificar la reutilización y aumenta la seguridad mediante la implementación de limpieza automática y segmentación automática entre inquilinos a nivel de red. Cada vez más, el software BMaaS se utiliza internamente para reducir los costos asociados con la gestión del ciclo de vida de los equipos en empresas con grandes flotas de servidores. ^{[ 6 ]}

El software BMaaS tiene como objetivo simplificar la gestión del hardware y permitir su consumo como servicio. Gestiona principalmente la capa inferior a una solución hiperconvergente o basada en contenedores. A menudo colabora con las capas superiores mediante integraciones como el escalador automático de clústeres de Kubernetes. ^{[ 7 ]}

El software BMaaS tiene un objetivo similar al de la infraestructura desagregada componible, ya que busca ofrecer al usuario la capacidad de "componer" la unidad de computación deseada, definida como un conjunto de recursos (como computación o almacenamiento). La diferencia radica en que el almacenamiento y la computación no necesitan estar "desagregados" (accedidos desde fuera de la unidad del servidor), puesto que esto suele requerir hardware especializado. En cambio, se logra el mismo resultado con hardware estándar, seleccionando un servidor que cumpla con las características deseadas (RAM, núcleos de CPU, capacidad de disco local, GPU, FPGA, SmartNIC) de un conjunto de servidores y reconfigurando la red para que el servidor se una a los demás que el cliente haya implementado.

Cabe destacar que, en algunas implementaciones, el componente de almacenamiento es externo a los sistemas que utilizan iSCSI , lo que difumina la línea entre BMaaS e infraestructura componible. Esto permite al usuario elegir el tamaño y el rendimiento del almacenamiento del nodo de forma similar a las ofertas clásicas de Infraestructura como Servicio virtualizada. Esto ofrece la ventaja de una menor variabilidad (efecto copo de nieve) en el conjunto de hardware y la posibilidad de una migración más rápida de un equipo a otro en caso de fallo de hardware.

A medida que nuevas cargas de trabajo como la realidad aumentada , la realidad mixta , los automóviles conectados y la telerrobótica ganan terreno, la demanda de servicios en la nube de baja latencia —y de computación de borde— está aumentando. ^{[ 8 ]}

El software de automatización Bare Metal y BMaaS se utiliza para implementaciones de nube perimetral, donde se necesita automatizar un gran número de pequeños centros de datos y luego consumirlos como un servicio, y donde el servicio debe ofrecer la menor latencia posible. ^{[ 9 ]}

En un principio, todos los servidores eran servidores bare-metal. Los servidores se mantenían en las instalaciones de la empresa y a menudo pertenecían a la organización que los utilizaba y operaba. Los sistemas operativos se desarrollaron muy pronto (a principios de la década de 1960) para permitir el tiempo compartido . Los ordenadores grandes individuales, mainframes o miniordenadores , se alojaban comúnmente en ubicaciones centralizadas y sus servicios se compartían a través de una centralita . El cambio a los PC comerciales baratos en la década de 1980 cambió esto a medida que el mercado se expandió, y la mayoría de las organizaciones, incluso las más pequeñas, comenzaron a comprar o alquilar sus propios ordenadores. El crecimiento popular de internet, y en particular de la web, en la década de 1990 fomentó la práctica del alojamiento en centros de datos , donde muchos clientes compartían las instalaciones de un solo servidor. Los pequeños servidores web en ese momento a menudo costaban más por su conectividad que por su hardware, lo que fomentó esta centralización. La capacidad de alojamiento virtual de HTTP 1.1 también facilitó el alojamiento conjunto de muchos sitios web en el mismo servidor .

From around 2000, or 2005 in commercially practical terms, interest grew in the use of virtual servers and then cloud hosting, where infrastructure as a service made the computing service the fungible commodity, rather than the server hardware. Hypervisors were developed which could offer many virtual machines hosted on larger physical servers. The load pattern of multiple users has long been recognised as being smoother overall than individual users, so these virtual machines could make more efficient use of the physical hardware and its costs, whilst also appearing to have higher individual performance than a simple cost-share would suggest.

One of the forefathers of bare metal provisioning is Cobbler that appeared in the 1990s and was using the Preboot Execution Environment (PXE) protocol. Since then various cloud providers have been building their own in-house stacks in order to offer variants of dedicated servers or bare metal cloud offerings such as:

• April 2015 OpenStack Ironic component was launched as part of the Kilo release.^[10]
• March 2020, Equinix acquired bare metal cloud provider Packet^[11]

for $335 million.

• May 2020 Packet released a part of their stack as Tinkerbell^[12]
• June 2020 MetalSoft was launched to commercialize the Stack behind Bigstep Cloud.^[13]

Examples of BMaaS software both open-source and commercial:

• OpenStack Ironic (open source)
• Canonical MaaS (open source)
• MetalSoft (commercial)
• RackN DigitalRebar (commercial) ^[14]
• Tinkerbell (open source) ^[15]
• xCAT (open source)
• RackHD (open source)
• Cobbler (open source)
• Foreman (open source)
• Puppet Labs Razor (commercial)

• Equinix Metal (former Packet)
• OVHCloud
• Internap

• On-premises software

• MaaS canónico
• MetalSoft
• Director de Cisco UCS
• Barras de refuerzo digitales RackN
• Equinix Metal
• xCAT
• Navaja de afeitar de Puppet Labs
• Nube metálica de Bigstep
• Cisco UCS