新趋势下数据中心更要用好虚拟化

ZDNet至顶网服务器频道 01月23日 新闻消息：如今，云计算、大数据、社交、网络四大新兴趋势快速发展，大大推动了企业信息化的建设步伐。但企业在享受这些新趋势带来的商机和便利的时候，也不得不面对服务器等IT基础设施爆炸性增长带来的后果：服务器机柜不断增加，机房空间不断扩大，UPS电源、机房空调等相关设施不断增加投入，信息能耗快速增加，对服务器软硬件管理也变得越来越复杂。

建设一个数据中心很容易，但运营起来就似乎没那么轻松，首先要面对的就是能耗难题。按一台服务器功率200瓦计算，它一天将会消耗5度电，一般的数据中心至少会拥有上百台服务器，大的甚至几千台、上万台，这些“吃电”的服务器每天要消耗的电量是个惊人的数字。一组组有关服务器和数据中心的统计数据都指向了同一个日渐膨胀问题——功耗。

有资料显示，国内某大型通讯公司全国的数据中心能耗中仅电费一项年支出就高达5.2亿。能源利用效率低、耗电量大，电费支出超过基础设施建设成本，占据企业IT成本的第二位，成为长久以来数据中心最为关注的问题之一。如何降低PUE和TCO，成为云计算中心、云数据中心构建的核心。

虚拟化是最有效手段

数据中心能耗要精打细算，前提是首先要了解能耗到底“去哪儿了”。

一般来说，数据中心能源消耗由以下几部分组成：服务器等IT设备占50%，制冷和送风设备占40%，剩下的是UPS和照明等设备。当然，节能要从大头“开刀”，首先要考虑如何降低服务器等IT设备的能耗。

目前，降低服务器能耗的手段大致有以下几种：采用低功耗设备、提高设备的运行温度、虚拟化整合。我们逐一的来进行分析：

采用低功耗设备：这是目前最直接的一种方法，因为即使是让每台服务器少耗费一度电，对于一个庞大的数据中心来说，节省的能源也是相当可观的。近年来，为了让服务器功耗降低，芯片制造商和服务器制造商可以说是无所不用其极，从系统设计、CPU、电源、散热、软件控制等多个方向进行优化，已经取得了明显的成果。十年前，我们对服务器的印象往往是“电老虎”，但如今一台服务器的能耗并不比一台PC要高多少。

但数据中心对低功耗的追求是无止境的，老板们总在问，电费能不能再低一点，再低一点？这让CIO们绞尽脑汁，于是，微服务器跃入人们的视线。2013年是微服务器快速发展的一年，英特尔推出了低功耗凌动处理器“Avoton”，惠普也发布了“MoonShot”微服务器，而ARM也得到了进军数据中心的机会。今年，64位ARM处理器将正式发布，微服务器市场将逐渐走向繁荣。

但是微服务器并不是一种通用服务器类型，它有着低功耗、高密度、高并行的特点，更适合那些轻量化、并行化的负载，比如移动平台的Web访问，云计算等等，对于更加繁重的如数据库、ERP、CRM等交易型负载并不在行。英特尔曾预计，微服务器将能占到服务器整体市场的10%——这虽然是一个巨大的市场，但相对更广泛的通用市场来说还很小。

再者，虽然产业对ARM寄予厚望，但ARM并非是一个“平民化”的产品，不是每家公司都玩得起，刚刚问世的ARM微服务器缺乏成熟的生态系统，缺乏完善的软件支持，用户少不了要自行承担一些研发和移植的工作，所以ARM更适合那些需求量大、研发实力足够强、并且有着充足资金的企业，比如大型的互联网公司。

所以说，虽然降低服务器等IT设备的能耗是降低数据中心整体能耗最直接的方法，但这是一个长期的过程，需要芯片商、服务器提供商、以及用户的共同努力。

再来看看提高运行温度的方法。通过测算，数据中心运行温度提升一度，能耗能降低4%。这是一个可行的方法，其核心理念是“改变环境不如改变自己”，假如要将数据中心一直运行在一个较低的温度，比如18~20度，和一个运行在25度的数据中心相比，就要建设更多的制冷设备，或者消耗更多的电能来维持低温。

如今超云、戴尔等服务器厂商在推行高温服务器产品，这些服务器能够运行在更高的温度，从而降低数据中心的制冷能耗。这是一个很好的思路，但是也有着局限性。对于新建数据中心来说，完全可以采购全套的高温服务器设备，虽然前期硬件投入相比普通服务器要大，但长期来看能耗节省是明显的，运营成本会更低;但是对于现有的数据中心来说，往往有着各种不同类型、不同年代、不同架构的服务器，如果耐高温服务器和这些服务器混用的话，优势也就无从体现了，因为数据中心一旦提升温度，原有的服务器可能就无法正常运行了。

再来说虚拟化整合。虚拟化如今几乎已经成为数据中心的必由之路，原因在于虚拟化的优势是明显的。据统计，企业大部分服务器仅能达到10%～30%的系统处理能力，绝大部分的服务器负载都低于40%，大部分的服务器处理能力并没有得到很好的利用，造成了服务器资源的大量浪费。随着服务器数量增多，管理难度越来越大，造成应用非计划宕机时间、次数增多，系统灾难恢复和数据备份方案变得越来越复杂。安装配置工作变得更加复杂、缓慢。

虚拟化的优势在于能够将多台低利用率的服务器整合到少数几台服务器上，从而降低数据中心服务器数量，从而实现节能降耗。当然虚拟化的好处并不止这些，虚拟化将资源池化，是企业实现私有云的第一步，能够灵活弹性的提供计算和存储资源。虚拟化将资源集中，能够更加安全可控的实现资源的管理。

相对于前两种方法来说，虚拟化是实现数据中心节能更加现实的方法。无论对于新建数据中心还是老旧数据中心来说都适用，而且虚拟化几乎已经能够支持所有的负载类型，无论是互联网应用还是企业关键应用。但是，虚拟化有着天然的安全问题，这种将所有鸡蛋放到一个篮子中的方式还是让不少人有着顾虑，当单台服务器所能承载的虚拟机数量越来越多，企业关键业务也逐渐虚拟化的时候，这种顾虑就会更加的强烈。

什么样的服务器适合虚拟化？

那么，要选择怎样的服务器作为虚拟化的承载平台？

虚拟化对服务器的内存、网络I/O、CPU核心数量要求较高，比较普遍的一种看法是多路服务器更加适合虚拟化。比如惠普公司出品的ProLiant DL580 G7最大可以支持4颗至强7500八核处理器(24MB L3缓存)，具备非常出色的处理性能;其64个DDR3 DIMM插槽使得最大内存容量达到2TB，可以容纳更多的虚拟机;最多11个PCIe 2.0插槽带来的更多I/O带宽，使得这款服务器能满足大多数企业关键应用环境的负载需求，包括对内存和CPU要求都较高的数据库、商业应用和虚拟化，以及空间有限的企业数据中心环境。

当然，硬件规格只是一个方面，虚拟化平台的稳固安全才是最重要的，这就要求服务器平台有着较高的RAS特性。还是以DL580 G7为例，这款服务器大量采用了模块化、冗余、热插拔设计，结合至强E7平台提供的RAS特性，很好的保证了服务器的可靠性。而对于要求苛刻的7*24小时不间断、负载很重的大型数据库，则可以通过将多台DL580 G7组成数据库集群系统，大幅提高并行处理性能、可用性和可扩展性，进而避免传统双机方案“成本高昂，备机资源平时严重闲置浪费，主机故障切换期间用户服务被迫停顿”等诸多困境。

如今，虚拟化已经遍布整个数据中心，服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、I/O虚拟化，这一切组成了一个新的趋势——“软件定义”。“软件定义”正在掀起一轮新的革命，在不久的将来，“软件”或将打败“硬件”，成为数据中心的主导，软件定义的数据中心，或将成为数据中心演进的一个新的方向和趋势。