[IT]物理机(介绍)

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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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。