綠色虛擬化：輕裝上陣 迎接復(fù)蘇

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嚴峻的外部經(jīng)濟形勢，導(dǎo)致企業(yè)銀根緊縮，也給企業(yè)信息化投資帶來了壓力。虛擬化也好，綠色也好，也需要投資建設(shè)，這也緊縮的策略多少有些格格不入，但這只是表面現(xiàn)象，因為這種信息化投入會給企業(yè)節(jié)省更多的運維成本，從TCO的角度進行衡量，虛擬化、綠色技術(shù)具有極高的投資價值。按照IDC統(tǒng)計，系統(tǒng)運維成本已經(jīng)遠超IT設(shè)備的購買成本，占據(jù)企業(yè)信息化投入的85%左右，只有大約15% 左右資金用于支持業(yè)務(wù)創(chuàng)新，因此運維成本拖了信息化的后腿，已經(jīng)成為信息化需要首要解決的問題。

　　虛擬化技術(shù)

如果對CPU的利用率進行觀察，就不難發(fā)現(xiàn)CPU的使用率不高，通常不會超過30%，這就意味著用戶支付大量資金所購買的設(shè)備并沒有發(fā)揮全部的潛能。但是大多數(shù)情況下，用戶又不得不超量購買，所采取的策略是根據(jù)最大業(yè)務(wù)量上浮30%左右來購買處理能力，以便應(yīng)對業(yè)務(wù)高峰。如果每一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)都采取這樣的策略，那么資源浪費是驚人，與此同時，其能源消耗也給企業(yè)、社會發(fā)展帶來了嚴重負擔(dān)。有數(shù)據(jù)表明，全國IT設(shè)備的能源消耗足以抵上三峽全部機組的發(fā)電量。

虛擬化技術(shù)通過資源池化的方法，可將一個物理機劃分為多個虛擬機，借此實現(xiàn)對于服務(wù)器系統(tǒng)的整合，從而減少企業(yè)購買服務(wù)器的數(shù)量。隨著物理服務(wù)器數(shù)量的減少，系統(tǒng)所占用的空間、消耗的能源都隨之減少，從而降低系統(tǒng)的運維成本，提高系統(tǒng)的管理水平。僅僅是簡單的虛擬機劃分其實并不需要用戶支付費用，VMware所提供了免費的ESXi就可以實現(xiàn)相應(yīng)的功能，微軟HyperV也隨著windows操作系統(tǒng)免費提供。

免費的虛擬機劃分對于用戶而言也非常有用。以軟件開發(fā)為例，就可以通過創(chuàng)建虛擬機為軟件提供測試環(huán)境。當(dāng)測試完畢之后，就可以將虛擬機刪除，用戶不需要額外購買物理服務(wù)器。因此虛擬化作用之一就是使得應(yīng)用開發(fā)更加靈活。但是對于應(yīng)用而言，簡單的虛擬機劃分就無法滿足需求了。

對于應(yīng)用而言，更加強調(diào)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。為此企業(yè)甚至需要借助HA或者集群的方法來提高系統(tǒng)的可靠性。此外，系統(tǒng)具有一系列的管理和安全特性。這就要求虛擬化要具有相應(yīng)的能力。為此，虛擬化廠商提供了一系列管理平臺和工具。以VMware vSphere 4為例，不僅在前一代Infrastructure 3(VirtualCenter+ESXi)產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加了30%的整合能力，與此同時還發(fā)布可節(jié)省50%存儲成本的vStorage Thin ProVisioning，以及節(jié)省20%電力和冷卻成本的Distributed Power Management。其新增加的VMware Fault Toleranc可實現(xiàn)零宕機， VMware Storage VMotion，可使因存儲維護、遷移導(dǎo)致的計劃內(nèi)宕機產(chǎn)生的影響降至最低。此外， Data Recovery和vShIEld Zones，可使所有應(yīng)用具有成本效益的基于磁盤的備份和恢復(fù)和嚴格的安全法規(guī)遵從。ESXi是免費的，但是一些增值功能和管理控制平臺則是收費的。除了 VMware之外，微軟、Xen(為CITrix收購)都提供了相應(yīng)的虛擬化管理工具。此外，基于Unix平臺的虛擬化技術(shù)，如IBM PowerVM、HP VSE均得到了廣泛應(yīng)用。一些開源虛擬化軟件也具有一定的市場。

需要企業(yè)加以注意的是，并不是所用的應(yīng)用都適合進行虛擬化的。此外，虛擬機泛濫將給企業(yè)帶來災(zāi)難，為此需要企業(yè)制定好虛擬化策略與管理。

　　綠色

綠色所涉及的技術(shù)比較廣。有些媒體甚至將新一代數(shù)據(jù)中心稱之為綠色數(shù)據(jù)中心。所謂綠色技術(shù)無處不在，大到建筑本身，小到員工所使用的咖啡壺等都屬于綠色要討論的范疇。從綠色IT技術(shù)看，涉及了CPU、電源、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲、機架、制冷和UPS等一系列設(shè)備，從硬件到軟件管理都把綠色節(jié)能作為了重要內(nèi)容。

以處理器為例，無論是英特爾的Nehalem，還是AMD的伊斯坦布爾，IBM Power，F(xiàn)ujITsu的SPARC64 VII都充分體現(xiàn)了綠色節(jié)能的技術(shù)。需要注意的是不能夠簡單從CPU功率來判斷產(chǎn)品是否節(jié)能。單純從功耗考量，新的處理器與上一代產(chǎn)品相比并沒有降低，以 Nehalem為例，依然維持了80W的水平。

那么，新的處理器節(jié)能從何體現(xiàn)呢?首先需要明確動態(tài)功耗的概念，功耗不是一成不變的。以Nehalem為例，由于采用IMC、QuickPath等技術(shù)，使得其處理器性能大大提升，因此就可以用更短的時間完成計算業(yè)務(wù)的處理，也就具有更好的節(jié)能表現(xiàn)。

為了取得更好的節(jié)能表現(xiàn)，處理器提供了很多綠色特性，如關(guān)閉沒有使用的計算核心、緩存甚至外部插槽，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等，配合管理軟件，處理器可以達到更加綠色節(jié)能的目的。根據(jù)英特爾的官方資料，一臺采用Nehalem處理器的服務(wù)器，可以實現(xiàn)9:1的服務(wù)器整合比例(針對4年前基于單核至強處理器的服務(wù)器)，只要8個月，通過電費節(jié)省就可以收回新服務(wù)器的購買成本。

UPS以及服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所使用的電源也是實現(xiàn)綠色節(jié)能的重要部件。UPS作為進入數(shù)據(jù)中心的第一個基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，其自身所消耗的電能也需要引起足夠的重視。需要合理規(guī)劃UPS容量，最好采用模塊化的設(shè)備，用多少配備多少，防止超量配備所造成的容量損失。在服務(wù)器等設(shè)備所采用的電源方面，一定要采用高轉(zhuǎn)換效率的電源，防止交流轉(zhuǎn)直流過程中，因為轉(zhuǎn)化效率不高所造成的能源浪費。推薦使用80+高轉(zhuǎn)換效率的電源，用戶可以通過80+的網(wǎng)站了解有關(guān)信息。有些電源的效率可以達到90%以上，因而具有更加優(yōu)秀的節(jié)能表現(xiàn)。

此外，用戶也可以提供去處設(shè)備中不必要的部件，以服務(wù)器為例，現(xiàn)有服務(wù)器多采用通用設(shè)計，其針對性不強。以Web2.0應(yīng)用為例，它對計算密度要求高，但是對擴展性要求并不高，就可以通過減少部分配件的方式，提高計算密度。其典型的代表超密度服務(wù)器，如超微、iDataPlex、雙子星燈。

采用集成度更高的刀片服務(wù)器也是實現(xiàn)綠色節(jié)能的好方法。有些用戶也許會認為，刀片服務(wù)器的綠色節(jié)能特性不如宣傳中的突出，實際上，僅從標(biāo)稱功率看，刀片似乎優(yōu)勢不大。但是專業(yè)刀片服務(wù)器廠商支持，所謂刀片的綠色需要一段時間的觀察，需要與管理軟件配合，就可以實現(xiàn)突出的效果。從世界范圍看，刀片服務(wù)器綠色節(jié)能達到了普遍的認同。刀片服務(wù)器是未來的發(fā)展方向。

與刀片服務(wù)器緊密相關(guān)的是散熱的問題。即使不采用刀片服務(wù)器，數(shù)據(jù)中心制冷也應(yīng)該引起足夠的重視。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計，數(shù)據(jù)中心制冷所消耗能源占數(shù)據(jù)中心總消耗的30%以上，有些可以達到40%。因此，管理好數(shù)據(jù)中心制冷對于綠色節(jié)能意義重大。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心多采用中央空調(diào)方案，通過溫度調(diào)節(jié)進行控制。這種方案效率比較差，很難滿足"熱點"區(qū)域的制冷需要。如果按照"熱點"區(qū)域來調(diào)節(jié)溫度，那么對于非"熱點"區(qū)域而言就是一個浪費。現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心多采用"下送風(fēng)"的制冷方案，冷風(fēng)量可以根據(jù)機架的需要進行智能的調(diào)節(jié)，其方法是通過控制地板的"開孔"來完成。目前，惠普、IBM、戴爾、富士通等均提供了針對數(shù)據(jù)中心制冷管理解決方案，根據(jù)傳感器部署自動捕捉數(shù)據(jù)中心各區(qū)域的溫度變化，繪制熱成像圖，根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)中心的制冷。

數(shù)據(jù)中心制冷方案還有很多選擇，例如采用液冷門的液冷方式。它可以解決傳統(tǒng)風(fēng)冷所不能夠滿足的25KW以上的散熱需求。此外，有條件的地區(qū)，如中國北方在冬季可以利用免費自然冷空氣，以達到免費制冷的目的。例如Google把數(shù)據(jù)中心構(gòu)建在海上，利用潮汐為數(shù)據(jù)中心提供能源。

　　PUE是關(guān)鍵

構(gòu)建綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心，既是社會發(fā)展的需求，同時也是企業(yè)發(fā)展的需求。不僅利民，同時也可以減輕企業(yè)的IT運維成本。綠色節(jié)能是趨勢，應(yīng)該引起用戶足夠的重視。從技術(shù)的角度而言，就是要想方設(shè)法提高數(shù)據(jù)中心的PUE(數(shù)據(jù)中心的整體功耗/IT設(shè)備的功耗)值。

今年7月，中國航信借助在線更換UPS的機會，對數(shù)據(jù)中心制冷進行了改造。據(jù)了解，中國航信此前的數(shù)據(jù)中心相較之國內(nèi)大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心，其制冷方案也是比較先進的。已經(jīng)采用了下送風(fēng)的制冷方案。用PUE來衡量(值越低越好)，此前中國航信數(shù)據(jù)中心為2.2，國內(nèi)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心為2.5～2.7。

與惠普合作，中國航信采用傳感器對每個機柜高、中、低三個位置進行采樣，將測量到溫度、風(fēng)量等，交由先進的CFD模擬氣流軟件處理，繪制全機房散熱模型。

“根據(jù)這個模型，我們能夠清楚的知道:什么地方有氣流短路?什么地方有高發(fā)熱點?據(jù)此，我們就可以調(diào)整地面的開孔，或者通過增加盲板，對制冷的效率加以改善?！敝袊叫呕A(chǔ)設(shè)施保障部副總經(jīng)理于進說。

通過此次制冷改造，中國航信成功的將PUE從2.2進一步降低到2.0，它意味可以降低能耗18.7%，這對于中國航信而言，將是一筆不菲的支出節(jié)約，至少也有200萬元人民幣。"據(jù)了解，通過此次改造，中國航信現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心壽命得以延長，至少是2年的時間。這也為中國航信構(gòu)建新的數(shù)據(jù)中心贏得了時間。