雲計算趨勢下資料中心虛擬化的注意事項

如今，雲計算、大資料、社交、網路四大新興趨勢快速發展，大大推動了公司資訊化的建設步伐。 但企業在享受這些新趨勢帶來的商機和便利的時候，也不得不面對伺服器等IT基礎設施爆炸性增長帶來的後果：伺服器機櫃不斷增加，機房空間不斷擴大，UPS電源、機房空調等相關設施不斷增加投入，資訊能耗快速增加， 對伺服器軟硬體管理也變得越來越複雜。

建設一個資料中心很容易，但運營起來就似乎沒那麼輕鬆，首先要面對的就是能耗難題。 按一台伺服器功率200瓦計算，它一天將會消耗5度電，一般的資料中心至少會擁有上百台伺服器，大的甚至幾千台、上萬台，這些「吃電」的伺服器每天要消耗的電量是個驚人的數位。 一組組有關伺服器和資料中心的統計資料都指向了同一個日漸膨脹問題——功耗。

有資料顯示，國內某大型通訊公司全國的資料中心能耗中僅電費一項年支出就高達5.2億。 能源利用效率低、耗電量大，電費支出超過基礎設施建設成本，佔據企業IT成本的第二位，成為長久以來資料中心最為關注的問題之一。 如何降低PUE和TCO，成為雲計算中心、雲資料中心構建的核心。

虛擬化是最有效手段

資料中心能耗要精打細算，前提是首先要瞭解能耗到底「去哪兒了」。

一般來說，資料中心能源消耗由以下幾部分組成：伺服器等IT設備占50%，製冷和送風設備占40%，剩下的是UPS和照明等設備。 當然，節能要從大頭「開刀」，首先要考慮如何降低伺服器等IT設備的能耗。

目前，降低伺服器能耗的手段大致有以下幾種：採用低功耗設備、提高設備的運行溫度、虛擬化整合。 我們逐一的來進行分析：

採用低功耗設備：這是目前最直接的一種方法，因為即使是讓每台伺服器少耗費一度電，對於一個龐大的資料中心來說，節省的能源也是相當可觀的。 近年來，為了讓伺服器功耗降低，晶片製造商和伺服器製造商可以說是無所不用其極，從系統設計、CPU、電源、散熱、軟體控制等多個方向進行優化，已經取得了明顯的成果。 十年前，我們對伺服器的印象往往是「電老虎」，但如今一台伺服器的能耗並不比一台PC要高多少。

但資料中心對低功耗的追求是無止境的，老闆們總在問，電費能不能再低一點，再低一點?這讓CIO們絞盡腦汁，於是，微伺服器躍入人們的視線。 2013年是微伺服器快速發展的一年，英特爾推出了低功耗淩動處理器「Avoton」，惠普也發佈了「MoonShot」微伺服器，而ARM也得到了進軍資料中心的機會。 今年，64位ARM處理器將正式發佈，微伺服器市場將逐漸走向繁榮。

但是微伺服器並不是一種泛型服務器類型，它有著低功耗、高密度、高並行的特點，更適合那些輕量化、並行化的負載，比如移動平臺的Web訪問，雲計算等等，對於更加繁重的如資料庫、ERP、CRM等交易型負載並不在行。 英特爾曾預計，微伺服器將能占到伺服器整體市場的10%——這雖然是一個巨大的市場，但相對更廣泛的通用市場來說還很小。

再者，雖然產業對ARM寄予厚望，但ARM並非是一個「平民化」的產品，不是每家公司都玩得起，剛剛問世的ARM微伺服器缺乏成熟的生態系統，缺乏完善的軟體支援，使用者少不了要自行承擔一些研發和移植的工作， 所以ARM更適合那些需求量大、研發實力足夠強、並且有著充足資金的企業，比如大型的互聯網公司。

所以說，雖然降低伺服器等IT設備的能耗是降低資料中心整體能耗最直接的方法，但這是一個長期的過程，需要晶片商、伺服器供應商、以及使用者的共同努力。

再來看看提高運行溫度的方法。 通過測算，資料中心運行溫度提升一度，能耗能降低4%。 這是一個可行的方法，其核心理念是「改變環境不如改變自己」，假如要將資料中心一直運行在一個較低的溫度，比如18~20度，和一個運行在25度的資料中心相比，就要建設更多的製冷設備，或者消耗更多的電能來維持低溫。

如今超雲、戴爾等伺服器廠商在推行高溫伺服器產品，這些伺服器能夠運行在更高的溫度，從而降低資料中心的製冷能耗。 這是一個很好的思路，但是也有著局限性。 對於新建資料中心來說，完全可以採購全套的高溫伺服器設備，雖然前期硬體投入相比普通伺服器要大，但長期來看能耗節省是明顯的，運營成本會更低;但是對於現有的資料中心來說，往往有著各種不同類型、不同年代、不同架構的伺服器， 如果耐高溫伺服器和這些伺服器混用的話，優勢也就無從體現了，因為資料中心一旦提升溫度，原有的伺服器可能就無法正常運行了。

再來說虛擬化整合。 虛擬化如今幾乎已經成為資料中心的必由之路，原因在於虛擬化的優勢是明顯的。 據統計，企業大部分伺服器僅能達到10%～30%的系統處理能力，絕大部分的伺服器負載都低於40%，大部分的伺服器處理能力並沒有得到很好的利用，造成了伺服器資源的大量浪費。 隨著伺服器數量增多，管理難度越來越大，造成應用非計畫宕機時間、次數增多，系統災害復原和資料備份方案變得越來越複雜。 安裝配置工作變得更加複雜、緩慢。

虛擬化的優勢在於能夠將多台低利用率的伺服器整合到少數幾台伺服器上，從而降低資料中心伺服器數量，從而實現節能降耗。 當然虛擬化的好處並不止這些，虛擬化將資源池化，是企業實現私有雲的第一步，能夠靈活彈性的提供計算和存儲資源。 虛擬化將資源集中，能夠更加安全可控的實現資源的管理。

相對於前兩種方法來說，虛擬化是實現資料中心節能更加現實的方法。 無論對於新建資料中心還是老舊資料中心來說都適用，而且虛擬化幾乎已經能夠支援所有的負載類型，無論是互聯網應用還是企業關鍵應用。 但是，虛擬化有著天然的安全問題，這種將所有雞蛋放到一個籃子中的方式還是讓不少人有著顧慮，當單台伺服器所能承載的虛擬機器數量越來越多，企業關鍵業務也逐漸虛擬化的時候，這種顧慮就會更加的強烈。

什麼樣的伺服器適合虛擬化?

那麼，要選擇怎樣的伺服器作為虛擬化的承載平臺?

虛擬化對伺服器的記憶體、網路I/O、CPU核心數量要求較高，比較普遍的一種看法是多路伺服器更加適合虛擬化。 比如惠普公司出品的ProLiant DL580 G7最大可以支援4顆至強7500八核處理器(24MB L3緩存)，具備非常出色的處理性能;其64個DDR3 DIMM插槽使得最大記憶體容量達到2TB，可以容納更多的虛擬機器; 最多11個PCIe 2.0插槽帶來的更多I/O頻寬，使得這款伺服器能滿足大多數企業關鍵應用環境的負載需求，包括對記憶體和CPU要求都較高的資料庫、商業應用和虛擬化，以及空間有限的企業資料中心環境。

當然，硬體規格只是一個方面，虛擬化平臺的穩固安全才是最重要的，這就要求伺服器平臺有著較高的RAS特性。 還是以DL580 G7為例，這款伺服器大量採用了模組化、冗余、熱插拔設計，結合至強E7平臺提供的RAS特性，很好的保證了伺服器的可靠性。 而對於要求苛刻的7*24小時不間斷、負載很重的大型資料庫，則可以通過將多台DL580 G7組成資料庫集群系統，大幅提高並行處理性能、可用性和可擴充性，進而避免傳統雙機方案「成本高昂，備機資源平時嚴重閒置浪費， 主機故障切換期間使用者服務被迫停頓」等諸多困境。

如今，虛擬化已經遍佈整個資料中心，伺服器虛擬化、存儲虛擬化、網路虛擬化、I/O虛擬化，這一切組成了一個新的趨勢——「軟體定義」。 「軟體定義」正在掀起一輪新的革命，在不久的將來，「軟體」或將打敗「硬體」，成為資料中心的主導，軟體定義的資料中心，或將成為資料中心演進的一個新的方向和趨勢。