多角度考虑虚拟化使数据中心更加节能

杨剑宁　蔺坤　赵勰

近一年来，有关“绿色IT”的种种报道一直不绝于耳，而绿色数据中心已经成为众多企业的重要战略。尽管大多数人都认同降低计算对环境的影响这一理念，但我们知道，对每个企业而言，还有一种绿色理念是最前沿、最核心的：利润。

网络技术多角度数据库一、数据中心能否进一步绿色

要想降低设备对利润的影响，最简单的方法，就是降低它的功耗。现代化的设备通常能够利用可变数量的功耗，这虽然有助于降低运营成本，但却致使企业很难正确估计开支和预算。

另一个问题是让IT设备所产生的发热量更少，由此所需的冷却成本也就更少。鉴于冷却费用是数据中心的一项重大开支，削减发热量对运营开支产生重大影响。

其实，关于绿色数据中心，我们已经有了很多传统的节能解决办法。例如，空气冷却方案因地制宜、在非高峰时段关闭服务器运转、提高电压降低能耗等多种技术手段。然而，这些绿色节能手段主要都是从细节着手的，这些方面都做到时，我们又该如何办？如何才能进一步做到绿色节能？这就需要着眼于数据中心的架构、整合与虚拟化！

对于数据中心来说，我们需要以全局的眼光，来看待绿色节能战略。可以把数据中心分成三大部分：应用服务器、电源机架、以及数据存储设备。当我们把虚拟化整合手段真正应用到以上三大部分时，我们会发现，可以绿色的空间还很大！

仅仅有服务器虚拟化还不够。针对应用服务器的绿色节能，当前主要分成两个部分：一是通过技术手段减少服务器的发热量，二是提高单台服务器的应用效率，减少服务器数量。

谈到数据中心整合，通常都会围绕减少支持关键任务应用所需的服务器数量展开。减少服务器数量固然可以降低功耗和发热量。 然而通过虚拟化，我们还必须照顾到容量要求。随着用户和应用使用的增加，服务器和设备（如应用交付控制器）数量要不断扩充，以支持增长的关键任务应用。

现在，服务器虚拟化技术已经非常成熟了。各大服务器厂商都结合虚拟化软件（例如VMware），实现了服务器虚拟化。

如今，大多数物理服务器的利用率大约只有10%到15%。VMware公司的产品营销高级主管Bogomil Balkansky说，由于一台闲置服务器消费的电能多达其处于峰值利用率下所耗电能的30%，所以提高利用率，就能更充分地利用电力方面的投资。

网络负载均衡，挖掘应用服务器绿色空间。

我们会发现一个问题：服务器厂商的虚拟化的操作层面是单台服务器，当多台服务器进行集群运算时，就难以解决问题了。

有一个游戏网站的系统工程师这样抱怨到：他们为了上一个游戏，新购买了10台HP服务器，然而，在工作中，却只有三台服务器满负载，其他七台服务器的使用率却很低！

这个时候，就需要采用应用交付技术（本地负载均衡技术，如F5的应用交付平台），对这10台服务器进行本地负载均衡。负载均衡平台根据负载情况决定将流量分担到哪一台服务器，保障每个用户的请求都能获得最优的响应质量。如果任何一台服务器出现故障时，负载均衡平台的智能健康检测机制都可以随时了解到相关状况，在处理后续的流量时，将不会再向有故障的服务器发送用户请求，这一切对用户都是透明的，用户不会因此受到任何影响。

此时需要一款具有扩充能力的解决方案，而无需添加高功耗、高发热量设备：一款能够采用虚拟的模块式架构进行扩充的机柜式应用交付控制器。该解决方案可提高容量，同时不会对IT的利润或环境产生负面影响。

二、机柜：虚拟化整合也是一种战略

新型机柜式应用交付控制器不仅可以在服务器级别进行虚拟化，而且在机柜和模块级别也可实现虚拟化。这样，就可以创建一个能够以近似线性关系进行扩充的强大矩阵。所有处理能力都得到了利用，由此可提供比使用多个设备或传统机柜型号的解决方案更高的容量。

这种高效的处理能力利用，还可以提高每个电源单元的性能。每次交易处理只消耗极少的功耗，这对于保护环境和节约预算均非常有益。新的机柜型号具有更高的性能容量，这意味着您采用较少的设备即可满足不断增长的流量管理和应用交付需求，从而降低运营成本。

此外，简化的管理可以降低与设备管理相关的成本。借助虚拟化架构，设备和IT经理可以将系统作为单一的实体而不是单个模块进行管理。

在容量增加的情况下，这一点表现得尤其明显。需要采用多个传统的机柜式设备才能达到一台虚拟化机柜式系统的处理能力。每个附加设备都会增加管理时间、功耗和发热量，由此会使得扩充成本变得更加昂贵。

例如，Crossbeam系统公司推出了一种X-系列安全服务交换机产品，这是一个网络设备机架，它有8条以上的插槽，另外把路由器、交换机、防火墙等设备设计成板卡，再插上去，从而形成高度整合的安全设备，通过这种技术，让平台具有很好的扩展性、性能以及虚拟化能力，它能够非常好地节省单个设备的节能成本。

三、文件虚拟化：让数据存储也绿色

在数据中心，文件数据存储占了很大的比例。当前，在数据中心的存储系统中，由于很多非结构化的数据爆炸性的、无管理的增长，文件虚拟化目前非常流行。这些数据不能放在数据库中进行管理，如邮件、Word文件和音频视频文件等。并且企业也没有投资成百上千的美元去购置成百上千的NAS设备以及PB级别的磁盘存储来管理这些数据。

这些数据正以无法遏制的速度不断增长，企业只好花更多的人力去管理它们。而这些数据一开始就创建的乱七八糟，随处可见，这导致了当前的数据存储解决方案难以管理它们。

在这种情况下，Acopia等厂商提出了文件虚拟化解决方案。文件虚拟化技术能够隐藏所有你的物理设备，通过子物理设备上面构建一个新的层，本质上也就是为那些NAS设备提供一个对外的逻辑视图。所以，你可以非常有效地管理你的NAS设备，让一切变得非常容易。

当数据存储减少了管理的成本，就是提高了工作效率，这也是数据中心绿色战略的重要组成部分。

可见，数据中心可以绿色的空间还很大，需要我们不断地深入研究！

参考文献：

[1]马博峰.VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践[M].北京：机械工业出版社，2012，12.

[2]广小明，胡杰，陈龙，郭京.虚拟化技术原理与实现[M].北京：电子工业出版社，2012，10.

[3]任永杰，单海涛.KVM虚拟化技术：实战与原理解析[M].北京：机械工业出版社，2013，9.

[4]王金波，金涬，何乐，邹志乐.虚拟化与云计算[M].北京：电子工业出版社，2009，1.endprint