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释放云价值 新一代的高效节能数据中心

  【IT168 资讯】随着概念的不断普及,云计算已经开始深入人心。说到云计算就不得不提数据中心,这是云计算的根本前提。因为技术的不断革新,现状数据中心的建设已经发生了一个本质的变化,基于云计算架构的新一代数据中心已经开始浮出水面。如何让数据中心的建设更加适应科技的发展,并兼顾环保、节能等方面,这正是我们当前要思考的问题。2011年4月21日,由网界网主办的2011年数据中心大会在北京市中关村皇冠假日酒店举行,旨在为云计算架构下的新一代数据中心建设提供理论依据。

  微软发力集装箱式数据中心


▲微软(中国)有限公司开发工具及平台事业部高级软件架构顾问 崔宏禹

  据有关资料显示,数据中心仅有20%的能耗是用于IT设备上,其他能耗则用于IDC机房专用空调等其他方面。在这个低碳、节能观念深入人心的时代,数据中心的节能课题势在必行。

  目前公开的资料表明,微软在芝加哥的数据中心无疑是当前占地面积最大的数据中心,在这个大规模的数据中心的PUE值在世界范围内都是名列前茅的,其PUE值在1.2——1.5之间,平均出在1.3左右。

  微软(中国)有限公司开发工具及平台事业部高级软件架构顾问崔宏禹在数据中心大会上透露,微软在芝加哥的数据中心采用的全部都是由戴尔或者惠普定制的集装箱式服务器,具有可扩展可模块化的战略构架。这类集装箱式服务器在微软的芝加哥数据中心有两种类型,一种是一层式,另一种则是两层式。两层式集装箱下面的一层放的是刀片服务器,服务器是定制的两U的刀片服务器,每个两U刀片服务器里放置4个服务器单元。这两U的刀片服务器除了有一个很简单的可能有两路或者四路备份的直流电源模块,没有其他的电源,进去的都是直流的,没有风扇,剩下的就是X—CPU加上硬盘,所以,两U这么厚的刀片里放四个服务器,完全可以媲美于四台传统的服务器。其最大可以放置2500台物理刀片服务器。

  上层则放置的是网络空调、电源等模块。在集装箱服务器一面的上面一层有两个非常粗的管子,直径七八十公分,一根进水管,一根出水管。进去的是密歇根湖里47华氏度的冷水,出来的是97华氏度热水。还有一种只有一层,一层只有1000—1500个服务器,另外一个空间是把网络空调的设备装到一个集装箱里去了,这样比较方便。最主要的目的是减少废物和碳排放。

  采用这类集装箱式服务器最大的好处在于灵活性。微软将设计规范交由惠普或者戴尔生产,组装完毕之后由卡车运达,运达后,再通过集装箱底下的气垫可以很方便地拖到数据中心去。集装箱运到数据中心以后,只要把外面的设备接上去就可以使用,软件全部都是预装的,这一切一天之内就可以完全安装好。

  不仅如此,一个集装箱内的2500台物理服务器虚拟化成两万个计算节点。传统云计算把一个物理机变小,变成若干个虚机,大变成小容易,回头再收回来就很困难了。而这个集装箱里两万个计算节点只要测试没有问题,马上可以并到微软的云计算服务里工作。

  而这样的一台服务器价格不到1300美金,不仅在成本方面有天然的优势,在整个的架构方面同样具有优势。而目前微软已经开始研发基于集装箱式数据中心的新一代数据中心,新一代的数据中心是模块化的,生产部署时间比集装箱式数据中心更短,集装箱里有2500台服务器,成本却不到1300美金,一个集装箱加上外设算下来大约五六百万美元,对很多初始企业来讲投入还是有问题的。新一代数据中心将采用空冷技术,降低水资源的消耗,PUE降到1.0—1.2。

  据崔宏禹透露,微软将把新一代的模块化的集装箱式数据中心与软件捆绑在一起,作为一个整体的解决方案引进中国市场。

  季晓文:如何构建云计算智能化数据中心


▲Emerson 技术服务部经理季晓文

  原来关于数据中心基础设施方面定义都是分散开的,作为理念上不相关的东西看待。但是现在在云这样一个概念里来讲,数据中心里面所有不可以浮动的设备都应该作为一个基础设施看待,比如微软的集装箱式数据中心,集装箱包括里面的服务器、存储、网络,以及制冷设备、供电系统都是作为一个完整实体被提供的,所有的必要部件都会分装在一个集装箱里,这个集装箱是我们现在所定义的一个数据中心的基础设施。

  因此,Emerson将所有的IT设备和支撑IT设备的环境,以及构建这个环境的(Pce)作为一个完整的对象来考虑,并考虑他们之间的管理,将之作为一个整体的解决方案。就这一点而言,和我们原先所说的数据中心不太一样。

  数据中心从生命周期的角度来讲,从设计,到实施、运营,再到持续的优化,其实是一个循环。就这个循环来言,在数据中心建设过程中,或者说在长期的使用过程中并不是特别明显,但是随着数据中心越来越模块化,其实会变得非常的显现。在设计阶段来讲的话,作为基础设施本身,主要是考虑到IT的需求,所谓的IT需求并不是具体到服务器的数量,而是指所期望的运算能力、网络交换能力以及数据存储能力。因此,数据中心基础设施必须具备这个能力。

  从数据中心基础设施方面讲,必须满足五个需求,即供电、制冷、空间、安防和布线。出于对IT设备本身的考虑,采购的IT设备标准必须统一。新建数据中心,空间已经变成一个不那么重要的要素,更多的是考虑用电。但其实在用电程度上也隐含了对智能的需求。

  运营过程中,IT的部署,不是基础设施的部署,而是在于IT的部署,因为IT的部署,甚至于虚拟机的多少直接影响到整个IT的需求,而且是在不停的动态变化。所以,对一台理想的服务器来讲,对散热和供电的要求应与运算量成正比,因为服务器在空转的时候,至少要跑操作系统,裸机是没有意义的,也许至少要耗掉30%左右,理想的话应该接近于零,但这基本不可能。越来越多的服务器厂商已经往这个方向迈进,在这里面呈一个线性的关系,这样可以更有效地调整需求或者预判。

  从管理层面上讲,有三个地方必须引起重视。第一个,一定要保证IT的可用。把整个数据中心分成几个层面,最下面基础设施,上面是IT,IT上面是业务应用,每个层面和上个层面都是消费关系,服务是否可用直接关系到存在的必要性。所以,这永远是第一位的。在满足第一位的情况下,接下来两点则可以提升运营效率,降低运营成本。

  从数据中心实施的运营过程来讲,可分成几个阶段,第一,部署,就是部署过程。第二是IT业务系统,其实对于任何一个系统上线,统称为业务上线,所有的IT人员都尽量的把自己也称之为一个业务部门。对于任何一个业务构成,就数据中心而言,有纯粹的业务逻辑以及IT层面,以及基础设施层面。所以系统上线会牵涉到所有的人。业务系统上线之后就要提供服务,在最下面的层面提供服务。当然服务跟业务之间没有太多的直接关系,因为这当中隔了IT层面,但是还是需要衡量,然后进行调整。因为数据中心有维护期、维护日,已经预定义出来的维护动作,能否衡量或者评估自己的维护动作对业务产生的威胁。

  第四,持续到优化的层面。数据中心一旦运行起来之后,热力场或者气流场的存在直接会影响数据中心的可用性,是否过热,供电是否足够等等问题。设计最初预想的气场图和实际的气场图是有差异的,需要大量的人员进行管理。尽管科技的发展可以缩小现实与设计之间的差距,不可能完全缩小。到了差距无法缩小的时候,就应该增加一个模块,模块化一个数据中心建设起来不难,但是问题在于模块的边界怎么去突破。为什么集装箱型的数据中心和模块化的数据中心之间存在一个壁垒,两个集装箱之间的壁垒是没有办法突破的,因为它是一个封闭的空间,但是如果是模块化的话,就可以灵活调整,可以融二为一,这就是本质的差别。在这个差别里非常关键的一点,一是模块化,二是管理能力能不能使这个物理的壁垒突破开来。所以,也就意味着我们要做到两点,管理能力能不能实现这种灵活的可调整的可适应的过程。

  徐向东:应用流畅网络打造数据中心


▲上海贝尔企业通信有限公司 技术顾问 徐向东

  现在我们用的数据,包括终端已经跟以前完全不一样了。以前只是在办公室里访问数据,而现在很多移动终端的加入造成数据的激增。就目前的数据网络面临非常多的挑战。我们需要提供更多的数据,更多的服务,虚拟化技术的出现帮我们更好地提供了这些数据和服务,但同时却给我们带来更多数据的增长。另一个压力就是更多终端的使用造成了更多的应用,在这些应用里,从最早简单的数据传输,到现在更多的多媒体传输,对网络的压力也越来越大。

  网络如何很好的支持数据中心,应用流畅网络有三个要素,首先是架构,再有一个就是运营管理。

  从架构来讲,为了保障在新型的数据中心里能够有更高的带宽,更快的数据交换,所以,在全新的网络架构里已经不会再有像传统网络里的三层架构,新型的数据中心能够提供高密度,高带宽的产品。除了架构之外,再有就是面向虚拟化,虚拟化一方面是服务器的虚拟化,另外一方面就是网络的虚拟化,把网络架构多个实体虚拟成一个设备。

  第二个要素就是控制。其实最主要的数据中心是提供一些应用,也就是经常说的应用即是服务,提供这种应用也就是提供一个服务给用户,对于网络来讲,如何来支持这些应用或服务,最重要就是要感知这些应用,我们有一个非常重要的技术,叫VNP,就是虚拟网络档案,服务的变化,包括应用的变化,以及虚拟机的移动,都可以跟虚拟网络档案相关联。这样无论应用或者虚拟机从一个地方移到另外一个地方,对服务质量以及安全性都不会有任何的变化。这是控制的一部分,在控制里主要有两个概念,首先是自动检测现在应用虚机的变化,再有一个就是基于策略的一个控制。这些策略是事先制订好的,包括针对这个虚机,针对这个应用的带宽、安全等等。

  第三点,在应用流畅网络里对数据中心的支持就是在运营管理这一块,首先得有一个专门的软件对虚机进行支持,这也是因为现在虚拟机的应用越来越广泛,在数据中心里必须把虚拟机的

  移动,虚拟机的管理和网络管理统一在一起。另外一个非常重要的,对运营管理或者今后的成本核算非常重要的一点就是节能,实际上在数据中心里,能耗对后期的投入是非常重要,不光是设备的能耗,还包括环境,空调等等。设备的能耗增加,空调也需要增加。所以,在能耗方面,新一代的数据中心产品会将大量的工夫花在能耗方面,而全新的数据中心可以看到每一个端口,每一个千兆端口或者万兆端口上能耗的程度。

  殷浩:安全、高效、便捷的迈向云端


▲深信服公司技术总监 殷浩

  云的兴起给我们描绘了一个美好的愿景,将IT服务的交付方式进行一种转变,让应用和IT设备以一种资源的方式来随意的获取。这样一个美好的愿景如何从高高在上的神坛落到平凡的人间,当前的一些技术热点都集中在云端这一层,都是云内如何进行相关的建设。但是这样一个高高在上的云,即使已经建设就绪完成,并且是高效的,作为终端的用户仍无法安全、快速、便捷地获取这些云的应用的时候,这样一种高投入的建设是否有它的意义呢?因此,如何从终端向云端的接入是目前我们无法忽视的重要问题。

  获取云服务的时候可以分成三个层面看待,就是云端、云接入,以及终端。首先在云端,当我们把所有的应用都放到云上之后,就意味着把所有的鸡蛋摆在了一个筐了,便捷了,但是安全风险也会急剧增加。第二个层面就是云接入,私有云可能会采用专线或者互联网的VPN构建广域网实现用户的接入,很多公有云可能采用移动互联网的方式,这样带来一个问题就是复杂的链路造成链路的质量不可控,用户的体验如何进行一种感知和保证呢?第三个层面就是终端,云的要求就是能够在任何地点通过任何设备轻松的获取资源,但是同样增加了一个复杂度的问题,就是终端的多样性,使用的环境变的多样了,可能让应用系统的部署变得更加复杂。

  首先是数据与接入的安全问题。主要可以从两个层次进行理解。第一,就是如何确保用户以正确的身份,在正确的路径和状态下访问合法的应用。保证数据的安全之后,作为整个云的大平台,尽量放到一个篮子里,整个大平台的安全如何保证,如何防止黑客的入侵,防止数据被篡改。如果没有一种良好的安全,就不会进行业务和数据迁移。第二个层面,用户的体验如何感知,如何优化。云假设之后,传统的应用都是部署在局域网内部,骨干是万兆的,交付是可控的,但是一旦部署到云端,跨运营商,跨域,高丢包,高延时,直接会让用户的体验大打折扣,那预计的云的预期能够达到吗?第三个层面的问题就是这样一种复杂性,当在传统的,只是几个操作系统,比如Windows系统里应用是比较简单的,但是一旦要达到在任何设备下都可以随意的使用IT资源的时候,对应用系统的适应性就会从1:N变成M:N,同样的当第二个层面,用户在增加,当右侧的应用在增加的时候,这给IT基础设施也提出了要求,要随着业务的动态扩展来满足它的需求,从网络到我们的安全上的优化设备如何来满足呢?

  总结来看,可以把上述的三类问题,转化成安全、高效、便捷这三个方面用户对于云接入,对于迈向云端的诉求。具体对这三种诉求有哪些解决方案呢?深信服我们推出的是云端统一接入解决方案,这样一个解决方案的目标可以分成如下几个方面,首先通过这样一个接入矩阵,一种矩阵的方式为用户提供灵活的扩展和部署。每个矩阵的目标是不一样的,比如安全矩阵,它所要达到的目的有两个,第一就是保证访问云数据的安全性;第二是保证整个云平台的安全性,防止入侵。第二个功能模块矩阵就是便捷,也是从两个纬度,首先是保证跨平台应用部署的时候快速实现,第二个是简化在终端操作的流程,提升用户的体验。第三个功能矩阵就是优化。它的目标就是通过让我们的用户获得一种有如局域网般的传输速度,从而提升用户的体验。

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