解析可持續(xù)發(fā)展的虛擬化數(shù)據(jù)中心

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數(shù)據(jù)中心顧名思義是一個(gè)能夠存放大量數(shù)據(jù)的Centre，然而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，政府、機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位等，都在極力打造屬于自己的數(shù)據(jù)中心，信息化時(shí)代的到來給人類帶來了空前的數(shù)據(jù)處理效率。人們重視的是如何建設(shè)自己的具有競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)據(jù)中心，卻忽視了一個(gè)環(huán)保問題，看似沒有任何污染的數(shù)據(jù)中心的背后卻是能源的大量消耗。

可持續(xù)性數(shù)據(jù)中心

可持續(xù)性發(fā)展簡(jiǎn)單定義：指既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力。在不考慮可持續(xù)性的情況下，數(shù)據(jù)中心管理者的主要目標(biāo)有三個(gè)：滿足其組織機(jī)構(gòu)在計(jì)算能力方面的需求、保持計(jì)算的可靠性、滿足財(cái)務(wù)預(yù)算目標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)“綠色化”是一個(gè)良好的附加考慮，但通常不是首要目標(biāo)。負(fù)責(zé)交換機(jī)、安全與數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品線拓展的Cisco副總裁表示，她相信下一代的數(shù)據(jù)中心(數(shù)據(jù)中心3.0)將會(huì)為企業(yè)提供更好的靈活性，并幫助他們降低資本性支出與運(yùn)營(yíng)成本。

數(shù)據(jù)中心3.0有三大主題，即整合、虛擬化與自動(dòng)化。數(shù)據(jù)中心的未來趨勢(shì)是將企業(yè)中多個(gè)數(shù)據(jù)中心整合，以減少數(shù)量。能耗、冷卻、空間，以及大量閑置的服務(wù)器是推動(dòng)這一趨勢(shì)發(fā)展的主導(dǎo)力量。我們的整合目標(biāo)是提供綠色化的數(shù)據(jù)中心，并改善資本性支出與運(yùn)營(yíng)成本。

最簡(jiǎn)單的方法就是減少能源消耗，但是實(shí)現(xiàn)上，方法有很多種。您可以從設(shè)備著手，企業(yè)可以在滿足日益增長(zhǎng)的需要的同時(shí)減少能耗，同時(shí)保證其電力供應(yīng)能夠有 80%的效率，而不是通常情況下的60%～70%.處理器如果在得到電力供應(yīng)前效率已經(jīng)降低，處理器的功效再高也是沒有意義的。一般企業(yè)內(nèi)的服務(wù)器僅能達(dá)到15%～30%的系統(tǒng)處理能力，絕大部分的服務(wù)器負(fù)載都低于40%，大部分的服務(wù)器處理能力并沒有得到利用，IT投資回報(bào)率偏低。

要考慮改變數(shù)據(jù)中心的排熱方式，排熱可以吞噬數(shù)據(jù)中心40%～50%的能源消耗，而溫度提高5度會(huì)使能源消耗降低5%。新型的冷卻器在能源利用效率上大大提高，因?yàn)樗鼈兛梢愿玫靥峁┻M(jìn)入服務(wù)器的空氣的合理溫度，并使熱氣得以排解。

所以其實(shí)，從服務(wù)器排出空氣的溫度比進(jìn)入服務(wù)器的空氣溫度更為重要。即便這樣，冷卻通道也不必成為一個(gè)肉類冷凍柜。有合理的進(jìn)風(fēng)溫度和熱排放溫度，服務(wù)器的風(fēng)扇就不必在沒必要時(shí)運(yùn)行，而CRAC也不用那么吃力地運(yùn)行 —— 在這兩種情況下，能源都得到了節(jié)省，而服務(wù)器也仍然保持完美的運(yùn)行狀態(tài)。

數(shù)據(jù)中心大多數(shù)服務(wù)器的利用率只有5%～15%.服務(wù)器最大能源的60%常常被閑置浪費(fèi)。而研究表明，將服務(wù)器的利用率提高到50%時(shí)，能源使用量只會(huì)增加不到5%.提高利用率的最佳方式就是虛擬化。

但即便是高效運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心遲早也會(huì)到達(dá)極限，它的表現(xiàn)形式可能是設(shè)備功率到達(dá)了最高極限、辦公室空間局限或者是某設(shè)備到了報(bào)廢的年限。這個(gè)時(shí)候，企業(yè)就有機(jī)會(huì)為可持續(xù)性而進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是將原有的設(shè)備簡(jiǎn)單翻新。這時(shí)，企業(yè)能夠以更為全局的觀點(diǎn)重新審視問題的所在。一項(xiàng)研究表明，如果企業(yè)能夠結(jié)合節(jié)能服務(wù)器、虛擬化、不同的冷卻類型以及數(shù)據(jù)中心布局等方面做一些基本改進(jìn)以改善空氣流通，將可以使生產(chǎn)效率提高97%。

虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘。未來，所有的資源都透明地運(yùn)行在各種各樣的物理平臺(tái)上，資源的管理都將按邏輯方式進(jìn)行，完全實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)化分配，而虛擬化技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)它的理想工具。

虛擬化的好處

分區(qū)

在一個(gè)物理系統(tǒng)中可以支持多個(gè)應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)

可在擴(kuò)展或擴(kuò)張?bào)w系結(jié)構(gòu)中將服務(wù)器整合到虛擬機(jī)中

計(jì)算資源被視為以可控方式分配給虛擬機(jī)的統(tǒng)一池

隔離

虛擬機(jī)與主機(jī)和其他虛擬機(jī)完全隔離。如果一個(gè)虛擬機(jī)崩潰，所有其他虛擬機(jī)不會(huì)受到影響

虛擬機(jī)之間不會(huì)泄露數(shù)據(jù)，而且應(yīng)用程序只能通過配置的網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行通信

封裝

完整的虛擬機(jī)環(huán)境保存為單個(gè)文件;便于進(jìn)行備份、移動(dòng)和復(fù)制

為應(yīng)用程序提供標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬硬件，可保證兼容性

邏輯虛擬模式

最早的虛擬模式當(dāng)然是源自IBM大型主機(jī)的邏輯分區(qū)技術(shù)，這種技術(shù)的主要特點(diǎn)是，在IBM的大型主機(jī)中，每一個(gè)虛擬機(jī)都是一臺(tái)真正機(jī)器的完整拷貝，只是內(nèi)存少了點(diǎn)。根據(jù)這一概念，一個(gè)功能強(qiáng)大的大型主機(jī)可以被分割成許多虛擬機(jī)。這些虛擬機(jī)僅比原來的主機(jī)少一點(diǎn)內(nèi)存資源而已。這一虛擬模式后來被業(yè)界廣泛借鑒，包括HP vPAR、VMware ESX Server和Xen在內(nèi)的虛擬技術(shù)都是這樣的工作原理。

在邏輯虛擬模型中，虛擬機(jī)操作系統(tǒng)是整個(gè)IBM虛擬機(jī)體系結(jié)構(gòu)的“大腦”，包括操作系統(tǒng)和硬件在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)被稱作虛擬機(jī)系統(tǒng)(VM System)。每個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)都被一個(gè)叫做控制程序的程序控制?？刂瞥绦虺斯芾韺?shí)際的物理硬件，還要為每個(gè)系統(tǒng)用戶創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)，這種虛擬機(jī)是 System /370或System /390系統(tǒng)的全真模擬。IBM虛擬機(jī)概念的重點(diǎn)在于：每個(gè)用戶都可以在他們的虛擬機(jī)上運(yùn)行程序、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，甚至虛擬機(jī)崩潰也不會(huì)影響系統(tǒng)本身和其他的系統(tǒng)用戶。所以，IBM虛擬機(jī)模型不僅允許資源共享，而且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)資源的保護(hù)。在大型主機(jī)上，用戶可以選擇Basic Mode(基本模式)、Logical Partition(邏輯分區(qū)方式)和z/VM(Z虛擬機(jī)方式)三種模式來配置系統(tǒng)。

根據(jù)相關(guān)的研究顯示，采用虛擬化技術(shù)使各使用者節(jié)省了高達(dá)70%的硬件成本。因?yàn)樘摂M化技術(shù)可以幫助用戶合并多種應(yīng)用工作負(fù)荷，在單個(gè)系統(tǒng)上運(yùn)行多種操作系統(tǒng)環(huán)境;優(yōu)化應(yīng)用開發(fā)，在單一系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試和開發(fā);提高系統(tǒng)可用性，在系統(tǒng)之間遷移虛擬環(huán)境。

對(duì)于現(xiàn)在能耗日益緊缺的狀況，虛擬化能將IT設(shè)施變得更為綠色，舉例來講：如果按照舊有的IT應(yīng)用，4臺(tái)服務(wù)器分別運(yùn)行4個(gè)應(yīng)用，每臺(tái)服務(wù)器功耗為 2KW，而每臺(tái)服務(wù)器的資源占用率只有10%，總功耗為8KW;而引入虛擬化技術(shù)，將4個(gè)應(yīng)用部署在更高級(jí)的服務(wù)器上，這樣可能讓服務(wù)器的資源占用率上升至70%，而總功耗僅為4KW。如果對(duì)于一個(gè)需要采購新設(shè)備的企業(yè)來說，使用虛擬化技術(shù)將會(huì)從IT采購成本、能源消耗乃至綠色環(huán)保均占有優(yōu)勢(shì)。

通過使用虛擬和系統(tǒng)管理這樣的技術(shù)，客戶最多可將管理成本減少40%，將IT利用率提高25%。所以虛擬化確實(shí)非作不可!

如今的數(shù)據(jù)中心在現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的前提下逐漸開拓可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保領(lǐng)域，在現(xiàn)有環(huán)境資源緊缺的條件下企業(yè)應(yīng)該更多的考慮如何真正做好可持續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。（ZDNet）