物理机是什么? 这是一个非常好的问题,也是理解整个IT基础设施基础的关键概念。
我们来系统地解释一下“物理机”是什么。
核心定义
物理机,简单来说,就是一台实实在在、看得见摸得着的计算机硬件设备。它是所有计算服务(软件)的物理载体和根基。
你可以把它想象成一栋独立的、完整的别墅:
- 它有自己的地基(主板)、墙体结构(机箱)、独立供电系统(电源)、厨房和卫生间(CPU、内存、硬盘)、花园和车库(扩展插槽)。
- 所有资源都为这一户人家独享,不与其他住户共享(
这里是为了区别虚拟机,因为虚拟机之间是共享硬件资源的)。
如何深入理解物理机?
我们可以从以下几个维度来理解:
1. 从构成上看: 它是由一系列物理硬件组装而成的完整实体,主要包括:
- 机箱/机架: 物理外壳,通常服务器物理机是扁平的长方体,安装在标准机柜里。
- 主板: 所有硬件的连接底座和通信枢纽。
- CPU: 中央处理器,计算的大脑。
- 内存: 临时存储数据的地方。
- 硬盘: 永久存储数据的地方(如HDD机械硬盘、SSD固态硬盘)。
- 电源: 供电单元。
- 网卡: 连接网络的接口。
- 风扇/散热系统: 保证设备正常运行。
2. 从特性上看:
- 实体性: 有物理形态和重量,需要占用实际的物理空间(如数据中心机位)。
- 独占性: 其上的所有硬件资源(CPU核心、内存容量、硬盘空间)百分之百被这一台机器独占使用,不存在与其他机器“共享”底层硬件的情况。
- 性能确定: 性能上限由硬件配置决定,稳定且可预测。例如,一颗8核CPU永远就是8个物理核心。
- 管理直接: 需要对硬件本身进行直接管理,比如插拔硬盘、更换内存条、配置BIOS等。
3. 从对比中看(这是理解的关键):
为了更清楚,我们把它和最常见、最容易混淆的概念做对比:
| 特性 | 物理机 | 虚拟机 | 容器 |
|---|---|---|---|
| 本质 | 硬件实体 | 运行在物理机上的软件模拟的“虚拟电脑” | 运行在操作系统上的隔离进程 |
| 资源 | 独占全部物理资源 | 共享物理机资源,按需分配 | 共享操作系统内核,更轻量 |
| 启动速度 | 慢(分钟级) | 较快(秒到分钟级) | 极快(毫秒级) |
| 隔离性 | 完全物理隔离,最安全 | 进程级隔离,较安全 | 进程级隔离,较弱 |
| 形象比喻 | 一栋独立的别墅 | 别墅里用隔板分出来的多个独立房间 | 房间里用帘子隔开的多个工位 |
虚拟机是运行在物理机之上的软件层(如VMware, VirtualBox)创建的。一台强大的物理服务器可以同时运行很多台虚拟机。云服务器(ECS)在绝大多数情况下,提供给用户的就是虚拟机。
我们口中所说的“物理机”通常指什么?
在日常对话和技术讨论中,“物理机”这个词通常出现在以下语境,并有所特指:
- 区别于虚拟机/云主机: “我们这个数据库对IO要求极高,必须部署在物理机上,不能用云虚拟机。” 这里强调的是对硬件资源的独占和性能的极致追求。
- 指代服务器硬件: “机房新上了20台物理机,用来做我们的私有云集群。” 这里指的就是那些放在机柜里的实体服务器。
- 在本地或数据中心: 它可以是:
- 你办公室角落里的那台塔式服务器。
- 数据中心机房里成排的机架式服务器或刀片服务器。
物理机的主要优缺点
优点:
- 性能极致: 无虚拟化开销,能发挥硬件100%的性能,尤其适合高性能计算、大型数据库、实时交易系统。
- 稳定可靠: 物理隔离,不受同一宿主机上其他虚拟机(邻居)的资源争抢和故障影响。
- 安全可控: 数据完全停留在自己的硬件上,能满足最严格的合规和安全要求。
- 资源独占: 无需与他人共享CPU、内存、I/O,延迟低且可预测。
缺点:
- 成本高: 需要一次性采购硬件,并有维护、电力、机房空间等持续成本。
- 不灵活: 部署和配置慢(需要人工装系统、上架)。资源无法像云上那样分钟级弹性伸缩。
- 资源利用率可能低: 如果只跑一个轻量服务,大部分硬件资源可能被浪费。
- 维护复杂: 需要专业的IT人员进行硬件维护、故障排查和更换。
总结
物理机就是计算机世界的“实体地基”。它是所有虚拟化技术、云计算技术的底层支撑。当我们需要最强大的性能、最严格的隔离和最可控的安全时,物理机仍然是不可替代的选择, 在这一点上, 虚拟机和容器是替代不了的.
你可以这样简单记忆:凡是需要你亲手去插电源线、插网线、拧螺丝安装的设备,就是物理机。而在网页上点几下鼠标就“创建”出来的,基本都是虚拟机。