分析:理性对待数据中心的虚拟化和各项开支

      为了解决服务器的混乱状态、日益庞大的数据增长、令人头疼的功耗问题以及几乎无法管理的底层架构,很多IT机构开始求助于数据中心虚拟化技术和刀片服务器技术。但是,还有很多方面需要认真的考虑。
  
      现在,服务器已经进入进退两难的境地:自动化程度要求越高,则服务器的底层架构就越复杂、越笨重。当服务器的操作与种种相互关联的软件驱动服务息息相关,而每种服务又牵扯到费用支出时,这种情况就变得更为严重。
  
      反过来,这些应用程序又要占用计算机大量资源,但不是说要对服务体系架构和IT底层架构库进行处理,确保平台的可扩展性和灵活性。
  
      那么结果怎样了呢?服务器的混乱状态、日益庞大的数据增长、令人头疼的功耗问题以及几乎无法解决的底层架构等等,总而言之,数据中心的各种问题已经超出了可以控制的范畴。
  
      为了逐一解决服务器现存的问题,许多IT机构开始求助于虚拟化技术和刀片服务器技术。通过很多种方式,可以利用这些技术上的创新完美地解决服务器的不断涌现的各种难题。
  
      虚拟化技术将服务器的处理能力整合到一个紧凑的物理设备中,节省了占地面积,减少了网络连接数量,同时在保证管理效率和工作效率的前提下减少了机架、电线、电缆和电源供应。
  
      除此之外,这种技术以稳定、独立的平台方式解决遗留应用程序的托管,与此同时提供更佳的工具来监控和计算借项冲回。
  
      虚拟化技术还允许中央数据中心向应用程序单元和业务单元提供一致的、可适应性的服务级,而这些单元需要对它们的服务器进行控制。也就是说,它们的操作系统和应用程序无需支持独立、各不相干的平台。
  
       服务器的虚拟化可以帮助IT管理员全面了解物理服务器的资源库和未作修改的操作系统的情况,而这种操作系统允许计算机资源级可以根据需要提高或降低,以满足不同处理能力的要求,如在月末或季度末时需要较高的计算机处理能力。
  
      当你还需要支持多种操作系统和应用程序的时候,很少有物理资源能进行处理,而且硬件平台更要全负荷运转。
  
      HP、IBM、Sun以及其他公司都研发了自己的刀片服务器,因此,你就有办法将更多的虚拟设备或独立的操作系统结合到一个具有极高灵活性和很强的系统恢复能力的平台中。
  
      预计到2008年,这些刀片平台能提供一个无盘的选项,并将SAN和网络开关结合起来,同时采用更多的网络化的存储阵容,将备份、复制合灾难恢复的需求结合起来,更高效地通过存储底层架构进行处理。听起来或许真的很不错,但是能不能实现呢,谁知道。
  
      刀片服务器也有些不足:它们要消耗过多的电能,产生的热量也超过了大多数企业数据中心预计可处理的限度。大约20年前只有一般的设备,并采用水冷的主机,而未采用风冷的微处理器和磁盘。
  
      如果你的数据中心还没有开始跟上这种新技术,那么刀片服务器对你来说可能是太快、太过分了。我们在客户经验的基础上研究了刀片服务器的正反两方面的特点,看看刀片服务器为数据中心到底解决了多少问题或者又产生了什么问题。
  
      刀片服务器产生的工作效率到底有没有超过电力和冷却方面高昂的支出?是否有办法可以设计或改造你的数据中心以确保底层架构和使用支出不会超过运转费用?看来回答这个问题并不那么简单。
  
      就像每台汽车在不同的行驶条件下可以跑的公里数不同一样,你的刀片服务器或虚拟服务器的ROI也取决于你的设施的配置情况。
  
      与此同时,你的预算资金的分配也会决定何时以及是否将你的数据中心重新设计或只是进行部分改造。为了保证适宜的配置方案,我们建议客户一定要考虑以下因素:
  
      工作效率
  
      采用新技术必然要采用新的操作步骤,那么,它们会不会带来更多的问题?例如,在几分钟内就能配置虚拟服务器映像的能力会不会抵消掉标准化的操作系统构建时需要的步骤地改变?
  
      从操作的角度来看,刀片服务器的效率到底如何?管理界面又是如何与现有的企业管理工具结合起来的?在刀片底座内是否会有一个存储器或网络开关,来改善你的电缆槽?或者它也会造成操作更加复杂?
  
      一般来说,硬件和电缆数量越少、平台的独立性越低,服务器的运转效率会越高。电能和冷却。事实上,刀片服务器底座会比单一单元1U产品消耗的能量多。
  
      尽管主机会消耗大量的电能,但是它们的净尺寸会让你在庞大的占地面积基础上增大电流,形成每平方英尺只需消耗一个较低的功率。
  
      现在,根据尺寸要求和业务要求情况会有所不同,但是数据中心通常每平方英尺需要消耗75~150瓦特的功率,而主机设备则要消耗功率30~50瓦特。而且消耗并不会随着处理器而停止:使用计算的能力所需的附加功耗实际上会提高冷却所需要的电能。


      刀片服务器不仅比主机消耗更多的电能,它们还释放更多的热量,而多核处理器引起的问题更为严重。精心设计的散热装置将处理器核心的热量带走了,但却升高了数据中心的温度。而且,CPU不论是在繁忙还是空闲,它的温度始终都很高。
  
      主机的数据中心不太需要冷却,因为它的热量输出相对于地面处热量来说太小了。不仅如此,19世纪80年代末到90年代初,许多在用的主机采用的冷却方式都是水冷,远远低于数据中心内环境所需要的冷却要求。
  
      5年前,而不是15~20年前,周围环境的冷却级已经无法满足当时的需要。恶劣的通风情况使得情况变得更糟。如果稍微提高地板的高度,12英寸或再低一些,又会导致降低从天花板下来电缆的设计。提高地板又会影响气体分布。
  
      降低天花板又会妨碍IT设备产生的热空气上升。而且许多设备缺少充足的热/冷通道,或没有合适的位置安放空调装置。
  
      有几组机架的刀片服务器的数据中心需要一个极为重要的冷却底层架构。IT设备和冷却设备必须放在每个机架内,驱散每个位置所产生的热量。
  
      从安全的角度来看,尽管水和电永远都不是好的搭配组合,但是水冷却是个例外。它的冷却效率要比风冷的效率要搞得多,因为它是在机架内冷却而不是从外部进行冷却。
  
      例如,HP已经发布了水冷、无风扇的游戏盒。与此同时,IT制造商也开始设计绿色环保技术,并将其应用到了厨房电器。
  
      这样,大家就把关注的焦点从处理能力转移到功效使用和冷却设计方面,主要目标是在5年内从根本上降低功耗和减少产生的热量。
  
      又如AMD已经宣布了一项绿色环保活动,目标是实现服务器的低功耗、低热量、低冷却。在加利福尼亚州,电力公司为那些减小服务器底座、降低服务器功耗的企业提供了虚拟化节能荣誉。
  
      占地面积
  
      刀片服务器不需要太多的空间,事实上,你可以设计的更小。首先,你需要容纳附加的配电系统、备用电源,以及冷却设备。你还要扩大通道以保持刀片服务器机架之间有充足的空间进行冷却,防止在某处的热量过于集中。
  
      有些数据中心是垂直建立的,因为大气空间要比地板空间便宜。如果你采用了这种方式,就要注意每层机架上不要过载,因为这样会加大冷却的难度,尤其是它们之间的距离又特别近时。
  
      服务器和应用程序策略
  
      任何的虚拟化或刀片服务器的配置都应该是你的服务器和应用程序底层架构整体设计的一个组成部分。要根据性能要求来确定哪些应用程序是虚拟化或刀片服务器的备用程序。在单独的环境中应用CPU、存储器或网络增强器,工作效率可能会最好。
  
      要了解由谁来确定应用程序的性能要求;应用程序的拥有者、开发商或厂商则有可能对它进行过高的估计。参照厂商的指南是无济于事的,要用你自己的方法和工具对它们进行确认。
  
      在过去的几年时间里,x86性能管理工具市场已经发展的相当成熟。如今的工具都能发现硬件和软件的相互依存性和性能瓶颈。
  
      刀片服务器还要面临旧的底层架构的挑战。在配置刀片之前,要对你的IT要求和当前的能源情况、冷却和地板性能等做一个全面的评估,以此来决定你是要更新设备还是干脆要建立一个新的数据中心。
  大规模的更换是一种高昂的提议。但是如果采用大多数数据中心构建的、很多代以前的主机的IT架构,数据中心就必须要全面重组他们需要支持的硬件。
  
      例如,在保证一般维护的前提下,机房空调器(CRAC)的工作效率每年会下降0.5%~1%。这就是说,使用20年的CRAC的工作效率要比新的设备低10%~20%。将刀片服务器较高的冷却要求和CRAC更新的要求结合起来,那么结果是不言而喻的。
  
      如果你想更换正在运转的数据中心的某些建筑单元,可能会面对很多不方便的地方。例如,除了要解决一般的建筑混乱的问题外,你还必须在拆除旧的空调器的同时提供充足的冷却条件。
  
      数据中心业务的日益集中可能会要求追加更多的投资:客户和业务伙伴会要求经常性地检查数据中心的设施,以发现并保证底层架构能够一直很好地满足他们的需要。
  
      的确很难下定决心要构建一个新的价值1500万美元的设施,但是客户和业务伙伴的要求却是进行投资的最有力的理由。不论你怎样选择,都要坚持下去。
  
      但是所需的占地面积一项,每年都会增长7%~8%。进行设计的时候,要求资金预算要横跨7~10年,这样你就不需要很快再申请更多的费用。
  
      在过去的5年里还没有打算设计刀片服务器底层架构的机构,如果他们现在想要采用这些技术,就会遇到电能和冷却方面的挑战。
  
      虚拟化技术可能会解决上面的种种难题,它能够帮助你将服务器整合到很少的硬件中,并更好地利用你的计算机性能。
  
      在配置之前,要对你目前的底层架构的承载能力和性能进行全面的评估,同时要尽可能地了解整个数据中心构建的目标。