大规模数据整合的难点与数据中心优化方向

ZDNet至顶网服务器频道 11月11日 评论分析（文/孟庆）：随着全球企业再一次面对经济危机的阴影，各类提升自己企业效率和利润的对策被放在了首位。而IT基础设施作为现代企业不可或缺的信息技术支撑体系，也在云计算大潮下进行着如火如荼的转变。得益于无处不在的智能移动设备，IT接入方法摆脱了原有的束缚，海量数据应运而生;透过改善流程生产力，IT应用也更加注重改善流程生产力，为每个独立用户提供实时的洞察;系统架构模式也由过去的异构孤岛向建立在工作负载优化系统之上的更整合与灵活的架构转变。

那么企业在不断完善和简化自身IT设备的过程中都有哪些挑战呢？我们将在本文和后续的文章中逐一为您阐述。首先是企业要面对的大规模数据整合问题。

据IDC统计，全球IT运维成本逐年攀升，到2012年将接近2500亿美元，而全球服务器总量将接近5000万台。与购买新服务器的成本增势平缓相比，服务器电力和冷却成本以及管理和维护成本在IT运维成本中的比重则逐年增加，而客户IT预算的增幅近年来却有不断放缓的趋势。另一方面，随着企业的高速增长，IT管理者们发现他们的数据中心正面临巨大的挑战：越来越复杂的系统环境，越来越高的来自于各个业务部门的数据服务需求，以及不断攀升的数据中心运营成本。面对这些挑战，企业愈发需要更加智能的数据中心支持企业业务的快速发展。

大规模数据整合是通往云计算的必经环节

有效地整合IT和数据中心设施的规划和执行，可实现数据中心持续的容量增长，有望使IT容量加倍，或者使运营费用降低高达50%。在绝大多数企业已经接受虚拟化技术的今天，用云计算来着呢个和IT系统对于企业来说主要好处在于池化了计算资源，进而使得业务灵活性和计算资源的利用变得方便的多。但是反过来这也对数据中心本身提出了需求——既然使用方便了，那么最好在一定空间内尽可能多的叠加计算资源（以往受管理和应用手段所限，密度上去了也没法用）。

在整合大规模数据的过程中，笔者注意到以下四个方面是企业CIO所在意的：

1、高灵活性：能够满足当前业务发展的需求，同时具备足够的灵活性响应未来未知的业务需求、技术和计算模型;数据中心的寿命长达10-20年。因此，任何公司都难以准确预测这段时间的需求，满足不可预测的业务、技术和计算模式需求变得非常重要，导致灵活性成为主要指标。

2、高效运营能力：充分实现高效的运营方式，优化资产，提升包括硬件、软件、其他支持设备和员工与流程在内整体数据中心运营效率。数据中心基础架构需要具有自适应能力，以便提高经济高效性，同时降低前期购置和后期运营成本。这一点同时适用于IT和设施，企业需要提高资产利用率并且尽量推迟额外容量的购买时间。

3、主动管控能力：可以实现主动式监测和管理能力，提供针对数据中心运营的深刻洞察，以满足对数据中心可用性、容量及能源效率需求。企业需要使用更多的软件管理工具将自动化和智能融入到日常运营中，以便积极监控和管理环境，专注于满足业务增长提出的可用性、容量规划和能源效率需求。

4、端到端的服务能力：可以为企业提供端到端的数据服务，全面支持业务发展的需求，推动企业业务的高速发展。

而为了解决以上四个方面的大规模数据整合需求，CIO们就需要确定数据中心该如何优化。从目前来看，如果企业不打算翻新数据中心的话，那么在选型服务器和云计算建设方面需要加以注意。

首先是服务器选型，当前最为普及的服务器标准就是x86架构，它承载了最多的企业应用，因此也适用于最大数量的企业。在云计算的部署中，基础平台的同构性非常重要，它将大大简化管理层的难度，你可以想像一下一个云计算平台如果是x86与RISC系统（俗称小型机）混搭的环境，那么在管理上的难度将显然大于单一的x86环境，而且在资源共享方面也将遇到很大的问题。

X86已经成为服务器的主流平台

此外，x86上的虚拟机或工作负载很难迁移到RISC系统上，反之亦然——这其实是与云计算的全资源池化共享的理念是相悖的。有人可能会说，RISC系统在企业关键业务承载方面仍然有不可替代的优势，不过如果仔细观察现有的服务器市场，x86服务器已经在RAS（可靠性、可用性与可服务性）方面有了长足的进步，由此也带来了明确的性价比的优势，比如英特尔最新的至强E7平台已经在很大程度上起到了可替换传统RISC系统的作用。

最重要的一点在于，高RAS特性的高端x86服务器与中低端的x86服务器，可以组成一个共享的资源池，可以根据需求，在特殊的情况下来迁移相应的虚拟机与负载（这个负载不见得就是关键业务，也可以是数量庞大的前端应用，比如虚拟桌面），来为客户提供好的服务。这一点是RISC系统所不能比拟的，因此在整体的云计算架构搭建中，我们绝对有必要认真考查自身的应用水平，着眼于未来的资源最大化共享与灵活供给来挑选平台，而不能孤立的将应用拆分。

其次，就是服务器平台的虚拟化性能——大规模数据整合为池化资源的重要手段就是虚拟化技术。虚拟化也可以说云计算理念得以最终实现并顺利发展的根基性关键技术，它可以将多个分立的物理资源虚拟为一个整体的资源池，不同的应用可以根据各自的需求从池中索取相应的处理资源。从这点可以看中，虚拟化性能的好化，虚拟化技术的丰富与完善性以及虚拟化技术的业界支持度，都将对平台最终的虚拟化效率与表现起到决定性作用。当我们选择好标准化的x86平台，就要考虑相应的虚拟化架构的区别了。

从目前来看，英特尔为x86服务器平台，提供了最为完善的虚拟化技术支持，并借助于其至强处理器本身强大的裸性能，提供了x86服务器平台最高的虚拟化水平。这其中，英特尔提供了三大类别的虚拟化技术，分别是处理器虚拟化辅助技术VT-x，服务器平台虚拟化技术VT-d以及服务器网络互联虚拟化技术VT-c，VT-x保证了处理器在虚拟化环境中的效率，通过多项硬件辅助技术，将虚拟化的CPU占用降到最低的水平，比如虚拟机的迁移、内存地址列表的寻址、针对多台虚拟机的CPU队列排序等等。而VT-d则打通了虚拟机与服务器外设之间沟通的桥梁，以往每个虚拟机都要通过虚拟机管理器（VMM）来调配对外设的访问，

VT-d的出现可以让虚拟机各自拥有直接与外设沟通的能力，从而大大提高了平台虚拟化的整体性能，最大限度保证了在虚拟环境下的整体性能。VT-c则将物理网卡进行虚拟复用，使得每个虚拟机虽然共享一块网卡，但各自都有自己独立的“直通虚拟网卡”，这在大规模虚拟机并发访问网络时，效果立竿见影，并且可以更有效率帮助虚拟机并发迁移，为云计算提供了更灵活的基础资源调配能力。

VT-x，与VT-d和VT-c的结合，为英特尔的至强服务器平台提供了加强的虚拟化支撑能力，这也是目前在x86领域唯一只有英特尔能做到，也因此让至强平台获得了业界最大限度的支持，包括VMware、微软、思杰、红帽在内的主流x86虚拟化提供商，都对英特尔的虚拟化技术提供了全面的支持，这也直接带来了更高一级的虚拟化资源管理层对至强平台完善支持的保证。

另一方面，英特尔为至强平台也提供了强大的电力资源的管理技术支撑，结合英特尔自身的能耗管理技术与标准化控制软件开发接口，用户可以方便的将英特尔平台物理能耗的管理纳入到自己的综合管理体系中来，与强大的虚拟化技术支撑相配合，这对于云计算整体的管理的好处显然是不言而喻的。

因此可以看出，要面向大规模数据整合，CIO们不但需要在服务器选型上做成本和应用兼容性的考量，还需要为未来云计算和池化资源选择合适的服务器平台（虚拟化性能为准）。