系统精减实现绿色数据中心

    ZDNetChina服务器站 9月17日数据中心分析 在数据中心对空气调节系统、电力供应或者是制冷装置进行调整并不是没有意义的工作。既然数据中心基础设施的调整是非常重要的工作，那改变数据中心内部的信息技术设施又有怎样的意义呢？

    下面我们分别从服务器、存储和网络三个方面的基础设施来进行讨论。我们分两步进行讨论。首先我们找出利用不足的设施，研究讨论正在使用中的，然后我们可以更好的利用较大程度使用这些设施，从而可以释放一些目前不需要的。这基本上就意味着将工作载荷固化以及/或是虚拟化。

服务器

    服务器扩散化现象已经成为了数据中心近乎特有的现象，因为Windows操作系统不能很好的进行多任务处理以及此操作系统对存储容量的需求都激发了“购买另外一台服务器”的想法来处理应用程序缓慢的问题或者安装一种新应用程序。

    对这种现象的硬件方面的对策就是引进刀片服务器：不是在单独的机架机组上，而是在一台机架上安置多台刀片服务器。这可以将一台机架上的服务器密度增加三到四倍，由此可以释放空间。但这也带来了其特有的问题：单个机架的能量供给大幅增加，制冷需求也大幅增加，这就大大的增加了电力需求。

    所以刀片服务器可以帮助解决数据中心的空间问题，但也带来了电力和制冷难题。现在已经采取了另外一种处理服务器的方法——一种软件虚拟化途径以促成相对简单的方式来降低服务器扩散化现象的影响。这当然就是Vmware软件公司，它的出现已经表明了Windows操作系统在多任务处理方面是多么薄弱。单独一台Vmware服务器可以替代五台、十台或是更多的Windows系统服务器，这使得同样的硬件拥有了更高的工作效率。将服务器虚拟化已经被证明是一种在不增加能源和制冷要求的情况下减少数据中心内被占服务器空间的有效方式。UNIX和Linux公司同样也有各自的虚拟化软件产品：例如XEN Source和Solaris。有了他们的帮助，你同样可以削减服务器硬件设施。

    购买VMware的虚拟化软件，你就可以很轻松的释放很大一部分只运行一种应用程序的Windows服务器。客户的回馈报告已经显示了x86服务器有60～80％的利用率，比目前5～15％的利用率有很大提高。这就说明你可以在每组十台利用率只有10％的服务器中剔除八台，剩下的两台使用率就可以达到50％——这可是在降低供电和制冷成本方面比较成功的想法。

    但是存在着一个问题：遭到剔除的八台服务器各自都有直接连接的存储设施，我们怎么处理这部分呢？

存储

    如果你将存储并入一个光纤通道存储局域网（Fibre Channel SAN），你就需要为每台物理服务器增加主机适配器（HBA），最好可以进行虚拟化，这样他们就可以与VMware虚拟计算机、光纤通道电缆、存储局域网结构开关箱以及一组连接光纤通道的磁盘阵列外加存储局域网管理软件相互配合进行工作。这从系统和装置的动力成本以及增加的管理费用及技能方面是很有意义的。

    如果你使用一个SCSI存储局域网（SCSI SAN）或者是网络接入服务器（NAS）方案，那么你就可以把以太网当作存储链接使用从而避免与光纤通道有关的费用以及技能开支。整合后的存储本质上是虚拟服务器方案的一种自然扩展。将存储虚拟化可以提高磁盘阵列使用率。通过这种技术，应用程序看起来可以单独使用存储器的一个逻辑单元，可事实上他们是由虚拟化软件引导到存储器管理程序建立的可以任意撤除的任意一处驱动阵列卷中的。

    分步提供存储似乎是一个更好的主意。应用程序传统上在一段时期内可以分配到各自所需的块存储，例如12个月或更长时间。但他们物理意义上根本不需要分配到的全部硬盘块；这些程序也许在一个月内只写入10％的硬盘块，下个月写入另个10％，以此类推。

    分部供应所能做的就是告知应用程序它有大约100 GB逻辑单元，但实际上只分配了10 GB。当此存储空间接近饱和时就会分配实际存储的另一部分。像3PAR、惠普（HP）和日立数据（Hitachi Data）系统都有此功能，而易安信（EMC）目前还不具备。这意味着你可以推迟为你整套的服务器应用程序购买可能很大的磁盘空间的时间，从而推迟降低供电和冷却的电力需求。

    另一个可行性建议是重复数据删除操作。在你硬盘备份数据的地方，重复数据删除操作可以识别文件内以及文件间的重复字符串，然后用指示字代替。这种操作可以导致10：1甚至30：1的重复资料删减比率。也就是说字面意义上，你仅存储一个信息一次。如果你基于磁盘存储的文件备份需要30TB的硬盘，那你现在只需要5TB甚至更少。像Diligent公司、易安信公司的Avamar备份技术、Sepaton公司和其他几家供应商的产品都有这种功能。

    你可以采取的进一步工作就是储备次级数据，这些数据需要实时在线但不需要经常访问，而且储存在MAID（大规模闲置磁盘阵列）中。这些磁盘的大部分都会降级停用而且不会消耗能源。如果需要使用闲置磁盘上的数据，那么这块磁盘就会经过升级然后使用。因为大部分磁盘都不运行，所以磁盘阵列的温度不会太高，而且可以将更多的磁盘压缩到同样大小的空间中。所以你可以节省电力资源，降低制冷及空间要求。MAID产品的生产商包括Copan技术公司、Nexsan技术公司和富士通技术公司。
 
    最后，你可以继续使用磁带或者光存储保存三级数据，这些数据必须保存下来但也许几周或者接连几月都不会访问。一旦数据写入磁带或者光学介质，这些媒介就可以离线使用，储存在架子上或者是图书馆缝隙里，这也根本就不需要消耗能源。总而言之，你可以采取多种增量式的步骤来减少存储的能源和制冷需求，也可以撤除一些磁盘阵列。

    你也可以选择技术较新的、较高比容量的硬盘，从而减少你所需要磁盘的物理数量。例如，一个750GB的SATA硬盘可以代替三个250GB　SAS硬盘。一份关于能源、制冷系统以及节省空间存储（Space Efficient Storage）的ESG的报告给上述不同的存储效率以及另外一些技术例如依靠Snapshot软件“复制”数据集作出了很好的解释，所以这是一份很值得研究的读物。

网络工具

   网络精简意味着使用一个配有多个端口的网络设施代替多个配有少量端口的网络设施；这是一种端口固化操作。这也是属于服务器虚拟化技术的自然附属物。与连接单独服务器系统的许多离散的网络链接不同的是，你可以使用连接较少物理服务器系统的少量的物理链接，而这些系统上运行着许多通过相同网络链接进行通信的虚拟服务器。

    一个人的直觉可能会告诉他：网络链接的利用很少会像服务器或者存储利用的那么少。其实我们面临的现状是通信链接一般都被过度的数据信息堵塞而不是没有信息流量或流量很少。人们的期望则是网络设施的精简不像服务器固化、虚拟化以及上面列出的各种存储设施精简策略那样实用或者具有潜移默化的影响。

结论

    你可以采取的减少数据中心信息技术工具的供电、制冷以及空间需求的最简单、最实用的方法就是将你的服务器虚拟化。下一步工作就是通过将各个单独的单元并入虚拟化服务器中的方式来寻找存储中的增量式节省方案。然后运用例如分部供应磁盘空间以及重复数据删除等技术来进一步压缩你所使用的存储空间。大规模闲置磁盘阵列以及离线归档存储也可以进一步限制物理磁盘阵列的蔓延，即使这两种技术以数据访问速度变慢为代价。

    从需要电子保存的数据数量方面来看，对存储需求正在逐步上升。也许现在是改变用户心态，重新增加存储配额来减弱涌入数据中心的激烈的磁盘阵列流的时候了。否则，你所作的任何绿色化努力给你带来的只是短期收益，再过几年你还是会回到原点。