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构建绿色IT虚拟化应怎样冲锋陷阵呢?

2017/5/9    来源:机房360    作者:佚名      
关键字:虚拟化  绿色数据中心  机房散热  
所谓绿色技术无处不在,大到建筑本身,小到员工所使用的咖啡壶等都属于绿色要讨论的范畴。从绿色IT技术看,涉及了CPU、电源、服务器、网络、存储、机架、制冷和UPS等一系列设备,从硬件到软件管理都把绿色节能作为了重要内容。
   严峻的外部经济形势,导致企业银根紧缩,也给企业信息化投资带来了压力。虚拟化也好,绿色也好,也需要投资建设,这也紧缩的策略多少有些格格不入,但这只是表面现象,因为这种信息化投入会给企业节省更多的运维成本,从TCO的角度进行衡量,虚拟化、绿色技术具有极高的投资价值。按照IDC统计,系统运维成本已经远超IT设备的购买成本,占据企业信息化投入的85%左右,只有大约15%左右资金用于支持业务创新,因此运维成本拖了信息化的后腿,已经成为信息化需要首要解决的问题。
 
    虚拟化技术
 
    如果对CPU的利用率进行观察,就不难发现CPU的使用率不高,通常不会超过30%,这就意味着用户支付大量资金所购买的设备并没有发挥全部的潜能。但是大多数情况下,用户又不得不超量购买,所采取的策略是根据最大业务量上浮30%左右来购买处理能力,以便应对业务高峰。如果每一个业务系统都采取这样的策略,那么资源浪费是惊人,与此同时,其能源消耗也给企业、社会发展带来了严重负担。有数据表明,全国IT设备的能源消耗足以抵上三峡全部机组的发电量。
 
    虚拟化技术通过资源池化的方法,可将一个物理机划分为多个虚拟机,借此实现对于服务器系统的整合,从而减少企业购买服务器的数量。随着物理服务器数量的减少,系统所占用的空间、消耗的能源都随之减少,从而降低系统的运维成本,提高系统的管理水平。仅仅是简单的虚拟机划分其实并不需要用户支付费用,VMware所提供了免费的ESXi就可以实现相应的功能,微软HyperV也随着Windows操作系统免费提供。
 
    免费的虚拟机划分对于用户而言也非常有用。以软件开发为例,就可以通过创建虚拟机为软件提供测试环境。当测试完毕之后,就可以将虚拟机删除,用户不需要额外购买物理服务器。因此虚拟化作用之一就是使得应用开发更加灵活。但是对于应用而言,简单的虚拟机划分就无法满足需求了。
 
    对于应用而言,更加强调系统的可靠性和稳定性。为此企业甚至需要借助HA或者集群的方法来提高系统的可靠性。此外,系统具有一系列的管理和安全特性。这就要求虚拟化要具有相应的能力。为此,虚拟化厂商提供了一系列管理平台和工具。以VMwarevSphere4为例,不仅在前一代Infrastructure3(VirtualCenter+ESXi)产品基础上增加了30%的整合能力,与此同时还发布可节省50%存储成本的vStorageThinProvisioning,以及节省20%电力和冷却成本的DistributedPowerManagement。其新增加的VMwareFaultToleranc可实现零宕机,VMwareStorageVMotion,可使因存储维护、迁移导致的计划内宕机产生的影响降至最低。此外,DataRecovery和vShieldZones,可使所有应用具有成本效益的基于磁盘的备份和恢复和严格的安全法规遵从。ESXi是免费的,但是一些增值功能和管理控制平台则是收费的。除了VMware之外,微软、Xen(为CITrix收购)都提供了相应的虚拟化管理工具。此外,基于Unix平台的虚拟化技术,如IBMPowerVM、HPVSE均得到了广泛应用。一些开源虚拟化软件也具有一定的市场。
 
  需要企业加以注意的是,并不是所用的应用都适合进行虚拟化的。此外,虚拟机泛滥将给企业带来灾难,为此需要企业制定好虚拟化策略与管理。
 
  绿色
 
  绿色所涉及的技术比较广。有些媒体甚至将新一代数据中心称之为绿色数据中心。所谓绿色技术无处不在,大到建筑本身,小到员工所使用的咖啡壶等都属于绿色要讨论的范畴。从绿色IT技术看,涉及了CPU、电源、服务器、网络、存储、机架、制冷和UPS等一系列设备,从硬件到软件管理都把绿色节能作为了重要内容。
 
  以处理器为例,无论是英特尔的Nehalem,还是AMD的伊斯坦布尔,IBMPower,FujITsu的SPARC64VII都充分体现了绿色节能的技术。需要注意的是不能够简单从CPU功率来判断产品是否节能。单纯从功耗考量,新的处理器与上一代产品相比并没有降低,以Nehalem为例,依然维持了80W的水平。
 
  那么,新的处理器节能从何体现呢?首先需要明确动态功耗的概念,功耗不是一成不变的。以Nehalem为例,由于采用IMC、QuickPath等技术,使得其处理器性能大大提升,因此就可以用更短的时间完成计算业务的处理,也就具有更好的节能表现。
 
  为了取得更好的节能表现,处理器提供了很多绿色特性,如关闭没有使用的计算核心、缓存甚至外部插槽,降低风扇转速等,配合管理软件,处理器可以达到更加绿色节能的目的。根据英特尔的官方资料,一台采用Nehalem处理器的服务器,可以实现9:1的服务器整合比例(针对4年前基于单核至强处理器的服务器),只要8个月,通过电费节省就可以收回新服务器的购买成本。
 
  UPS以及服务器、存储和网络设备所使用的电源也是实现绿色节能的重要部件。UPS作为进入数据中心的第一个基础设施设备,其自身所消耗的电能也需要引起足够的重视。需要合理规划UPS容量,最好采用模块化的设备,用多少配备多少,防止超量配备所造成的容量损失。在服务器等设备所采用的电源方面,一定要采用高转换效率的电源,防止交流转直流过程中,因为转化效率不高所造成的能源浪费。推荐使用80+高转换效率的电源,用户可以通过80+的网站了解有关信息。有些电源的效率可以达到90%以上,因而具有更加优秀的节能表现。
 
  此外,用户也可以提供去处设备中不必要的部件,以服务器为例,现有服务器多采用通用设计,其针对性不强。以Web2.0应用为例,它对计算密度要求高,但是对扩展性要求并不高,就可以通过减少部分配件的方式,提高计算密度。其典型的代表超密度服务器,如超微、iDataPlex、双子星灯。
 
  采用集成度更高的刀片服务器也是实现绿色节能的好方法。有些用户也许会认为,刀片服务器的绿色节能特性不如宣传中的突出,实际上,仅从标称功率看,刀片似乎优势不大。但是专业刀片服务器厂商支持,所谓刀片的绿色需要一段时间的观察,需要与管理软件配合,就可以实现突出的效果。从世界范围看,刀片服务器绿色节能达到了普遍的认同。刀片服务器是未来的发展方向。
 
  与刀片服务器紧密相关的是散热的问题。即使不采用刀片服务器,数据中心制冷也应该引起足够的重视。根据IDC数据统计,数据中心制冷所消耗能源占数据中心总消耗的30%以上,有些可以达到40%。因此,管理好数据中心制冷对于绿色节能意义重大。传统数据中心多采用中央空调方案,通过温度调节进行控制。这种方案效率比较差,很难满足"热点"区域的制冷需要。如果按照"热点"区域来调节温度,那么对于非"热点"区域而言就是一个浪费。现在数据中心多采用"下送风"的制冷方案,冷风量可以根据机架的需要进行智能的调节,其方法是通过控制地板的"开孔"来完成。目前,惠普、IBM、戴尔、富士通等均提供了针对数据中心制冷管理解决方案,根据传感器部署自动捕捉数据中心各区域的温度变化,绘制热成像图,根据需要自动调节数据中心的制冷。
 
  数据中心制冷方案还有很多选择,例如采用液冷门的液冷方式。它可以解决传统风冷所不能够满足的25KW以上的散热需求。此外,有条件的地区,如中国北方在冬季可以利用免费自然冷空气,以达到免费制冷的目的。例如Google把数据中心构建在海上,利用潮汐为数据中心提供能源。
 
  PUE是关键
 
  构建绿色节能的数据中心,既是社会发展的需求,同时也是企业发展的需求。不仅利民,同时也可以减轻企业的IT运维成本。绿色节能是趋势,应该引起用户足够的重视。从技术的角度而言,就是要想方设法提高数据中心的PUE(数据中心的整体功耗/IT设备的功耗)值。
 
  今年7月,中国航信借助在线更换UPS的机会,对数据中心制冷进行了改造。据了解,中国航信此前的数据中心相较之国内大多数的数据中心,其制冷方案也是比较先进的。已经采用了下送风的制冷方案。用PUE来衡量(值越低越好),此前中国航信数据中心为2.2,国内大多数数据中心为2.5~2.7。
 
  与HP合作,中国航信采用传感器对每个机柜高、中、低三个位置进行采样,将测量到温度、风量等,交由先进的CFD模拟气流软件处理,绘制全机房散热模型。
 
  “根据这个模型,我们能够清楚的知道:什么地方有气流短路?什么地方有高发热点?据此,我们就可以调整地面的开孔,或者通过增加盲板,对制冷的效率加以改善。”中国航信基础设施保障部副总经理于进说。
 
  通过此次制冷改造,中国航信成功的将PUE从2.2进一步降低到2.0,它意味可以降低能耗18.7%,这对于中国航信而言,将是一笔不菲的支出节约,至少也有200万元人民币。"据了解,通过此次改造,中国航信现有数据中心寿命得以延长,至少是2年的时间。这也为中国航信构建新的数据中心赢得了时间。
责任编辑:吴丽萍
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