多角度考慮虛擬化使數(shù)據(jù)中心更加節(jié)能

楊劍寧　藺坤　趙勰

近一年來，有關(guān)“綠色IT”的種種報道一直不絕于耳，而綠色數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為眾多企業(yè)的重要戰(zhàn)略。盡管大多數(shù)人都認同降低計算對環(huán)境的影響這一理念，但我們知道，對每個企業(yè)而言，還有一種綠色理念是最前沿、最核心的：利潤。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多角度數(shù)據(jù)庫一、數(shù)據(jù)中心能否進一步綠色

要想降低設(shè)備對利潤的影響，最簡單的方法，就是降低它的功耗?，F(xiàn)代化的設(shè)備通常能夠利用可變數(shù)量的功耗，這雖然有助于降低運營成本，但卻致使企業(yè)很難正確估計開支和預(yù)算。

另一個問題是讓IT設(shè)備所產(chǎn)生的發(fā)熱量更少，由此所需的冷卻成本也就更少。鑒于冷卻費用是數(shù)據(jù)中心的一項重大開支，削減發(fā)熱量對運營開支產(chǎn)生重大影響。

其實，關(guān)于綠色數(shù)據(jù)中心，我們已經(jīng)有了很多傳統(tǒng)的節(jié)能解決辦法。例如，空氣冷卻方案因地制宜、在非高峰時段關(guān)閉服務(wù)器運轉(zhuǎn)、提高電壓降低能耗等多種技術(shù)手段。然而，這些綠色節(jié)能手段主要都是從細節(jié)著手的，這些方面都做到時，我們又該如何辦？如何才能進一步做到綠色節(jié)能？這就需要著眼于數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)、整合與虛擬化！

對于數(shù)據(jù)中心來說，我們需要以全局的眼光，來看待綠色節(jié)能戰(zhàn)略。可以把數(shù)據(jù)中心分成三大部分：應(yīng)用服務(wù)器、電源機架、以及數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。當(dāng)我們把虛擬化整合手段真正應(yīng)用到以上三大部分時，我們會發(fā)現(xiàn)，可以綠色的空間還很大！

僅僅有服務(wù)器虛擬化還不夠。針對應(yīng)用服務(wù)器的綠色節(jié)能，當(dāng)前主要分成兩個部分：一是通過技術(shù)手段減少服務(wù)器的發(fā)熱量，二是提高單臺服務(wù)器的應(yīng)用效率，減少服務(wù)器數(shù)量。

談到數(shù)據(jù)中心整合，通常都會圍繞減少支持關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用所需的服務(wù)器數(shù)量展開。減少服務(wù)器數(shù)量固然可以降低功耗和發(fā)熱量。 然而通過虛擬化，我們還必須照顧到容量要求。隨著用戶和應(yīng)用使用的增加，服務(wù)器和設(shè)備（如應(yīng)用交付控制器）數(shù)量要不斷擴充，以支持增長的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用。

現(xiàn)在，服務(wù)器虛擬化技術(shù)已經(jīng)非常成熟了。各大服務(wù)器廠商都結(jié)合虛擬化軟件（例如VMware），實現(xiàn)了服務(wù)器虛擬化。

如今，大多數(shù)物理服務(wù)器的利用率大約只有10%到15%。VMware公司的產(chǎn)品營銷高級主管Bogomil Balkansky說，由于一臺閑置服務(wù)器消費的電能多達其處于峰值利用率下所耗電能的30%，所以提高利用率，就能更充分地利用電力方面的投資。

網(wǎng)絡(luò)負載均衡，挖掘應(yīng)用服務(wù)器綠色空間。

我們會發(fā)現(xiàn)一個問題：服務(wù)器廠商的虛擬化的操作層面是單臺服務(wù)器，當(dāng)多臺服務(wù)器進行集群運算時，就難以解決問題了。

有一個游戲網(wǎng)站的系統(tǒng)工程師這樣抱怨到：他們?yōu)榱松弦粋€游戲，新購買了10臺HP服務(wù)器，然而，在工作中，卻只有三臺服務(wù)器滿負載，其他七臺服務(wù)器的使用率卻很低！

這個時候，就需要采用應(yīng)用交付技術(shù)（本地負載均衡技術(shù)，如F5的應(yīng)用交付平臺），對這10臺服務(wù)器進行本地負載均衡。負載均衡平臺根據(jù)負載情況決定將流量分擔(dān)到哪一臺服務(wù)器，保障每個用戶的請求都能獲得最優(yōu)的響應(yīng)質(zhì)量。如果任何一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，負載均衡平臺的智能健康檢測機制都可以隨時了解到相關(guān)狀況，在處理后續(xù)的流量時，將不會再向有故障的服務(wù)器發(fā)送用戶請求，這一切對用戶都是透明的，用戶不會因此受到任何影響。

此時需要一款具有擴充能力的解決方案，而無需添加高功耗、高發(fā)熱量設(shè)備：一款能夠采用虛擬的模塊式架構(gòu)進行擴充的機柜式應(yīng)用交付控制器。該解決方案可提高容量，同時不會對IT的利潤或環(huán)境產(chǎn)生負面影響。

二、機柜：虛擬化整合也是一種戰(zhàn)略

新型機柜式應(yīng)用交付控制器不僅可以在服務(wù)器級別進行虛擬化，而且在機柜和模塊級別也可實現(xiàn)虛擬化。這樣，就可以創(chuàng)建一個能夠以近似線性關(guān)系進行擴充的強大矩陣。所有處理能力都得到了利用，由此可提供比使用多個設(shè)備或傳統(tǒng)機柜型號的解決方案更高的容量。

這種高效的處理能力利用，還可以提高每個電源單元的性能。每次交易處理只消耗極少的功耗，這對于保護環(huán)境和節(jié)約預(yù)算均非常有益。新的機柜型號具有更高的性能容量，這意味著您采用較少的設(shè)備即可滿足不斷增長的流量管理和應(yīng)用交付需求，從而降低運營成本。

此外，簡化的管理可以降低與設(shè)備管理相關(guān)的成本。借助虛擬化架構(gòu)，設(shè)備和IT經(jīng)理可以將系統(tǒng)作為單一的實體而不是單個模塊進行管理。

在容量增加的情況下，這一點表現(xiàn)得尤其明顯。需要采用多個傳統(tǒng)的機柜式設(shè)備才能達到一臺虛擬化機柜式系統(tǒng)的處理能力。每個附加設(shè)備都會增加管理時間、功耗和發(fā)熱量，由此會使得擴充成本變得更加昂貴。

例如，Crossbeam系統(tǒng)公司推出了一種X-系列安全服務(wù)交換機產(chǎn)品，這是一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機架，它有8條以上的插槽，另外把路由器、交換機、防火墻等設(shè)備設(shè)計成板卡，再插上去，從而形成高度整合的安全設(shè)備，通過這種技術(shù)，讓平臺具有很好的擴展性、性能以及虛擬化能力，它能夠非常好地節(jié)省單個設(shè)備的節(jié)能成本。

三、文件虛擬化：讓數(shù)據(jù)存儲也綠色

在數(shù)據(jù)中心，文件數(shù)據(jù)存儲占了很大的比例。當(dāng)前，在數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)中，由于很多非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)爆炸性的、無管理的增長，文件虛擬化目前非常流行。這些數(shù)據(jù)不能放在數(shù)據(jù)庫中進行管理，如郵件、Word文件和音頻視頻文件等。并且企業(yè)也沒有投資成百上千的美元去購置成百上千的NAS設(shè)備以及PB級別的磁盤存儲來管理這些數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)正以無法遏制的速度不斷增長，企業(yè)只好花更多的人力去管理它們。而這些數(shù)據(jù)一開始就創(chuàng)建的亂七八糟，隨處可見，這導(dǎo)致了當(dāng)前的數(shù)據(jù)存儲解決方案難以管理它們。

在這種情況下，Acopia等廠商提出了文件虛擬化解決方案。文件虛擬化技術(shù)能夠隱藏所有你的物理設(shè)備，通過子物理設(shè)備上面構(gòu)建一個新的層，本質(zhì)上也就是為那些NAS設(shè)備提供一個對外的邏輯視圖。所以，你可以非常有效地管理你的NAS設(shè)備，讓一切變得非常容易。

當(dāng)數(shù)據(jù)存儲減少了管理的成本，就是提高了工作效率，這也是數(shù)據(jù)中心綠色戰(zhàn)略的重要組成部分。

可見，數(shù)據(jù)中心可以綠色的空間還很大，需要我們不斷地深入研究！

參考文獻：

[1]馬博峰.VMware、Citrix和Microsoft虛擬化技術(shù)詳解與應(yīng)用實踐[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012，12.

[2]廣小明，胡杰，陳龍，郭京.虛擬化技術(shù)原理與實現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012，10.

[3]任永杰，單海濤.KVM虛擬化技術(shù)：實戰(zhàn)與原理解析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013，9.

[4]王金波，金涬，何樂，鄒志樂.虛擬化與云計算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009，1.endprint