物理机指独立存在的实体计算机硬件设备（如服务器或PC），直接运行操作系统和应用软件，独占所有物理资源（CPU、内存、硬盘等），与虚拟机（通过软件模拟）相对。
通常说的物理机，是指实实在在的、由硬件直接构成的计算机系统，它与虚拟机（Virtual Machine, VM）或容器等基于软件模拟或抽象的计算环境形成鲜明对比，理解物理机的核心在于抓住其“物理性”和“直接性”。
以下是物理机的详细解析：
-
本质：硬件实体
- 物理机由看得见、摸得着的物理硬件组件直接组装而成：
- 中央处理器 (CPU)： 执行计算指令的核心。
- 内存 (RAM)： 临时存储运行中的程序和数据。
- 存储设备： 如硬盘驱动器 (HDD)、固态硬盘 (SSD) 用于永久或半永久存储数据和操作系统。
- 主板 (Motherboard)： 连接所有硬件组件并提供通信通道。
- 网络接口卡 (NIC)： 提供网络连接能力。
- 电源供应单元 (PSU)： 为所有硬件供电。
- 其他扩展卡/外设： 如显卡 (GPU)、声卡、RAID卡等。
- 物理机由看得见、摸得着的物理硬件组件直接组装而成：
-
关键特征：直接性与独占性
- 直接访问硬件资源： 在物理机上运行的操作系统和应用程序直接与底层硬件交互，无需通过虚拟化层（Hypervisor）的翻译或调度，这通常意味着更低的延迟和更高的性能可预测性，尤其对于需要极致性能或直接硬件访问的应用（如高性能计算HPC、实时系统、某些数据库、图形渲染）。
- 资源独占性： 物理机的所有硬件资源（CPU核心、内存、磁盘空间、网络带宽）完全专属于运行在其上的操作系统和应用程序（除非操作系统自身支持多用户或多任务）,没有其他操作系统或应用实例共享这些资源。
- 单一操作系统实例： 一台物理机通常只运行一个操作系统实例（如 Windows Server, Linux发行版）,这个操作系统直接管理硬件。
-
与虚拟机的核心区别
- 虚拟化层： 虚拟机运行在称为“Hypervisor”的虚拟化软件之上，Hypervisor在物理硬件之上创建了一个抽象层,允许多个虚拟机共享同一台物理服务器的资源。
- 资源共享： 一台物理服务器可以承载多个虚拟机，这些虚拟机共享底层的CPU、内存、存储和网络资源,Hypervisor负责资源的分配和调度。
- 隔离性： 虚拟机之间是逻辑隔离的，一个虚拟机崩溃通常不会直接影响其他虚拟机（尽管可能影响物理机整体）,物理机上的故障则直接影响其承载的所有应用。
- 性能开销： 虚拟机由于需要通过Hypervisor访问硬件，会引入一定的性能开销（虽然现代虚拟化技术已将其降到很低）,物理机没有这层开销。
- 灵活性： 虚拟机可以非常快速地被创建、克隆、迁移、快照和销毁，资源调整（如增加内存、CPU）也相对容易，物理机的部署、配置变更（如升级硬件）通常需要物理操作,耗时更长。
-
主要应用场景
- 高性能计算 (HPC)： 需要最大化利用CPU、GPU或内存带宽的科学计算、工程模拟、金融建模等。
- 大型数据库： 某些对I/O延迟极度敏感或需要大量内存的数据库（如大型OLTP、OLAP）。
- 关键业务应用： 对稳定性、性能和可预测性要求极高的核心业务系统。
- 裸金属云服务： 云服务商提供的物理服务器租赁，用户获得对整台物理服务器的独占访问权,常用于需要物理机性能但又想享受云服务便捷性的场景。
- 需要特定硬件或驱动： 依赖于特定硬件（如特殊PCIe卡、高性能GPU）或需要专有驱动程序的场景。
- 安全合规要求： 某些严格的合规性要求可能规定数据或应用必须运行在物理隔离的硬件上。
-
其他常见称呼
- 裸金属服务器 (Bare Metal Server)： 这是云计算和数据中心领域对物理机最常用的同义词，强调其“没有虚拟化层覆盖”的特性。
- 独立服务器 (Dedicated Server)： 指专门分配给单个用户或租户使用的物理服务器，与共享主机或虚拟私有服务器 (VPS) 相对。
- 宿主机 (Host Machine)： 在虚拟化环境中,承载虚拟机的物理服务器被称为宿主机。
- 硬件服务器： 直接点明其硬件本质。
“物理机”指的就是由真实物理硬件（CPU、内存、硬盘、网卡等）直接构成，运行单一操作系统实例，其资源不被虚拟化层分割且完全独占的计算机服务器，其核心价值在于直接访问硬件带来的高性能、低延迟、高可预测性以及资源的完全独占性，虽然虚拟化技术因其灵活性和资源利用率高而广泛应用，但在对性能、隔离性或特定硬件有严苛要求的场景下，物理机（裸金属服务器）仍然是不可或缺的基础设施选择。
引用说明：
- 物理机与虚拟机的定义和区别参考了主流IT基础设施提供商（如 IBM, HPE, Dell）的技术文档和云计算服务商（如 AWS, Azure, GCP）关于裸金属服务的描述。
- 应用场景分析综合了行业实践报告（如 Gartner, IDC）和常见的企业IT架构指南。
- 硬件组件描述基于标准的计算机体系结构知识。
原创文章，发布者：酷盾叔，转转请注明出处：https://www.kd.cn/ask/35154.html
