數(shù)據(jù)中心作為一個企業(yè)IT應用的物理載體,在企業(yè)運行中發(fā)揮著越來越重要的核心作用。多數(shù)公司嘗試將資源整合到更少的數(shù)據(jù)中心中,對數(shù)據(jù)中心服務器和存儲、用電、數(shù)據(jù)中心物理空間、數(shù)據(jù)中心管理等方面的需求都在快速增長。
同時不可忽視的是,如何保證數(shù)據(jù)中心的性能與節(jié)能成為了行業(yè)內普遍關注的問題。對于大多數(shù)數(shù)據(jù)中心來說,其耗電量都是非常驚人的,而如何進一步節(jié)約能源也成為了擺在許多服務器和相關硬件廠商面前的主要問題。對于X86服務器來說,憑借著英特爾在服務器處理器中所提供的諸多節(jié)能技術和不斷努力,建設綠色數(shù)據(jù)中心已經不再是一句口號。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能悍將:節(jié)點管理器和數(shù)據(jù)中心管理器
英特爾節(jié)點管理器(IntelNodeManager)從Nehalem-EP平臺開始引入X86架構。它為獨立的服務器提供能耗溫度監(jiān)控和基于各種策略的能源管理,可以通過基于規(guī)范IPMI協(xié)議的接口、由支持的基板管理控制器(BMC)使用,需要一個類似PMBusTM的儀器供電源。
節(jié)點管理器通過與Intel 數(shù)據(jù)中心管理器(Data Center Manager,DCM)相結合,可以在不受操作系統(tǒng)限制的情況下便捷管理數(shù)據(jù)中心,為用戶提供最優(yōu)的數(shù)據(jù)中心能耗管理方案。
英特爾數(shù)據(jù)中心管理器 (IntelDataCenterManager)是監(jiān)控、管理數(shù)據(jù)中心的機架和服務器組電、熱等能耗的軟件技術,IT部門利用它來實現(xiàn)提高機架密度、降低能耗與散熱成本,從而優(yōu)化機房布局并輕松獲益。
英特爾數(shù)據(jù)中心管理平臺支持所有具備英特爾節(jié)點管理器并能夠通過基板管理控制器(BMC)發(fā)出英特爾節(jié)點管理器IPMI規(guī)范命令的原始設備制造商(OEM)平臺。該技術專門提供在不影響工作性能的同時進行的服務器組能源管理。為了達到這一目標,英特爾數(shù)據(jù)中心管理平臺為每一臺獨立的服務器動態(tài)調整能耗標準以適應該服務器工作量的變化、使用率和由此改變的能源需求量。
DCM(數(shù)據(jù)中心管理產品)應具備三大基本功能,即監(jiān)測、管控和報表。英特爾數(shù)據(jù)中心管理平臺(IntelDataCenterManager)是監(jiān)控、管理數(shù)據(jù)中心的機架和服務器組電、熱等能耗的軟件技術,IT部門利用它來實現(xiàn)提高機架密度、降低能耗與散熱成本,從而優(yōu)化機房布局并輕松獲益。
監(jiān)測:實時采集能源信息,包括服務器功耗和溫度等能耗信息。
事實上,在以前,這些信息是無法得到的,即便是得到,也不是精確值。任何的管理第一步必定是監(jiān)測,可以說,沒有監(jiān)測就沒有管理。要控制溫度,就要先測量溫度;要管理功耗,要要先測量到功耗的信息。
管控:配置能源使用策略,管理服務器集群的功耗。
用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心的情況,優(yōu)化并使用策略。這意味著,在服務器上,用戶第一次有能力對服務器功耗使用策略。并且,能源使用策略,可以對整個數(shù)據(jù)中心進行優(yōu)化配置。
報表:通過對能源使用報表的分析,幫助用戶梳理能源消耗的時間、地點等信息。
事實上,報表無非就是日志分析功能,其意義在于,數(shù)據(jù)中心的運維管理者們,關注的是什么時候消耗最大能源,什么地方消耗能源最集中,如果這些問題由報表自動生成,那么管理者就有據(jù)可依,可以幫助他們更好的把握和選擇最合適的能源使用策略。
除了優(yōu)化能效之外,節(jié)點管理器和數(shù)據(jù)中心管理器相結合的方案還可以增加機房和機架密度、節(jié)約空間。事實上,很多時候計算密度不是空間受限制,而是能耗受限制,比如42U服務器機架放不滿是因為提供機架的能源、電源不夠。而通過數(shù)據(jù)中心管理器,可以增加每個機架的密度,能源動態(tài)分配,充分利用機架空間,增加機房和機架的密度。
以數(shù)據(jù)中心的節(jié)能為例,在2002年的時候為了能夠實現(xiàn)3.7TeraByte的性能,數(shù)據(jù)需要心25個機架,包括520臺服務器,占地90平米,耗電是128千瓦。而到了2003年,在提供同樣高運算性能同時只需要一個機架,53臺服務器,占地只有4平米,耗電只有21千瓦,這樣就在性能保持同時不變的情況下提高了密度,并且降低能耗,仍然保持高性能。并且2011年可以提供10個TeraByte同樣只需要一個機架包括差不多60服務器,占地4平米,30千瓦,提高了很多。
服務器虛擬化有助于從根本上提高數(shù)據(jù)中心的生產力,用戶可以在每一臺物理服務器上整合多個操作系統(tǒng)和應用,縮減IT基礎設施的尺寸和成本,并在幾分鐘之內部署新的應用。鑒于服務器虛擬化在利用率、能源節(jié)省、可管理性、服務等級以及成本模式等方面的顯著優(yōu)勢,投資虛擬化解決方案絕對是一項明智的業(yè)務決策。
英特爾創(chuàng)建了一款經過優(yōu)化的物理服務器平臺,它擁有獨特的硬件輔助特性,可進一步增強虛擬數(shù)據(jù)中心的性能,助您從虛擬化中獲得最大優(yōu)勢。從英特爾至強5500系列處理器開始,用戶可借助更高的 I/O 帶寬進一步提高虛擬化性能,并通過支持多代虛擬機遷移,在虛擬化環(huán)境中實現(xiàn)無可比擬的靈活性,還支持多代虛擬機在虛擬化環(huán)境中,以無可比擬的靈活性進行遷移。
英特爾虛擬化技術(英特爾VT)具體包括分別針對處理器、芯片組、網絡的VT-X、VT-D和VT-C技術。英特爾將硬件輔助虛擬化集成到所有主要的服務器組件中,幫助IT機構在每臺服務器上整合更多的應用和更繁重的工作負載,從而進一步提高靈活性、可靠性并降低TCO。
處理器:英特爾虛擬化技術(英特爾VT-x),包括英特爾虛擬化靈活遷移技術(Intel VT FlexMigration)、英特爾VT FlexPriority、英特爾VT 擴展頁表(Extended Page Tables)
芯片組:英特爾支持直接 I/O 訪問的 VT虛擬化技術(英特爾VT-d)
網絡:支持連接的英特爾虛擬化技術(英特爾VT-c),包括虛擬機設備隊列(VMDq)、 虛擬機直接互連(VMDc)
幾年前的服務器僅設計用于托管單個操作系統(tǒng)。若想借助這些系統(tǒng)成功實現(xiàn)虛擬化,IT機構需要采用能夠為每個客戶操作系統(tǒng)模擬完整硬件環(huán)境的軟件。這是一個需要大量性能開銷的計算密集型過程, 會減緩應用響應速度、限制可擴充性并提高復雜性,從而對可靠性與安全性產生影響。此外,混合服務器環(huán)境還會對虛擬化的優(yōu)勢產生影響:隨著新服務器的添加,如果無法在各代服務器中遷移虛擬機,數(shù)據(jù)中心的靈活性便會受到限制。
現(xiàn)在多數(shù)服務器在開啟后僅有 8-15% 的時間處于使用狀態(tài),而大多數(shù) x86服務器在空閑狀態(tài)下仍需消耗正常工作負載所需電量的60-90%,同時也浪費大量的空調。借助于英特爾虛擬化技術的高級資源和內存管理功能 ,可實現(xiàn) 15:1 甚至更高的整合率,因而可將服務器利用率提高到 85%。完成虛擬化后,憑借節(jié)點管理器及數(shù)據(jù)中心管理器,可以監(jiān)視整個數(shù)據(jù)中心的利用率,并智能地關閉不需要的物理服務器。
通過提供全面硬件輔助來提高虛擬化軟件性能,減少應用響應時間并提供更出色的可靠性、安全性與靈活性,英特爾虛擬化技術(英特爾VT)可在芯片級別上應對這些挑戰(zhàn)。這些集成硬件輔助特性加速了整個平臺的基本虛擬化進程,可有效減少延遲并避免潛在的瓶頸,此外,它們還有效減少了對虛擬化軟件的需求,使更多的處理器資源用于運行業(yè)務應用,同時支持多代英特爾架構服務器之間的虛擬機遷移。由此,您就能在每臺服務器上整合更多的應用和更繁重的工作負載,從服務器與軟件投資中獲得更大的價值。
綠色數(shù)據(jù)中心的建設是一個全面的、整體的過程,要取得好的節(jié)能效果,需要把“綠色”貫徹數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、建設、維護的整個過程中。在目前節(jié)能成為一個全社會共同關注的問題這個大背景下,廠商們也推出不少技術或輔助工具可以幫助數(shù)據(jù)中心的管理者實現(xiàn)節(jié)能。本次我們介紹的英特爾節(jié)點管理器、數(shù)據(jù)中心管理器及虛擬化等技術都是為此而生的。有了這些技術,綠色數(shù)據(jù)中心的發(fā)展將會更加順利。