華盛頓州東部小鎮(zhèn)里巨大的微軟數(shù)據(jù)中心。
有關微軟云的數(shù)字令人驚嘆:一百萬臺服務器及全球超過一百多個網(wǎng)站。我們既然要進入其中的一個數(shù)字中心,不妨先看一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
1989年:微軟在華盛頓州園區(qū)的雷德蒙德啟動第一個數(shù)據(jù)中心。
200多個:微軟數(shù)據(jù)中心提供的在線服務個數(shù),全年365天每天24小時無休服務。
150多億美元:微軟建設云基礎架構的投資。
30多萬億:存儲在微軟數(shù)據(jù)中心里數(shù)據(jù)對象個數(shù)。
1500多萬:微軟旗下網(wǎng)絡平均每秒收到的請求個數(shù)。
微軟的光纖網(wǎng)絡數(shù),微軟光纖網(wǎng)絡是北美的大網(wǎng)絡,其長度是地球至月球距離的2倍多。
38億千瓦小時:微軟購買的綠色電力功率,零碳目標的一部分
筆者曾在英國建過和運行過國營ISP,過去數(shù)年也負責籌建了三兩個數(shù)據(jù)中心。和微軟構建和運行的云相比,在下接觸到云自然是微不足道,因此筆者十分期待能一睹微軟云的真面貌。微軟日前組織人參觀數(shù)據(jù)中心,是十多年來的第一次,筆者收到邀請,當然不會放棄這種好機會。
即便是受邀而至的人,要進入Microsoft數(shù)據(jù)中心也不容易。9月上旬的一個早晨,我出示了身份證明和簽署幾個表格后,與一小組企業(yè)和數(shù)據(jù)中心記者一起爬入一輛車里。我們花了3小時候乘車前往華盛頓州哥倫比亞河附近的一個小鎮(zhèn)。鎮(zhèn)里有微軟的大型數(shù)據(jù)中心,當?shù)氐牡统杀舅娨约案吒咴谏系纳衬皆€(wěn)定氣候適合大型數(shù)據(jù)中心的運行。
昆西是個不起眼的小鎮(zhèn),幾十年來一直是東華盛頓州農(nóng)產(chǎn)業(yè)的核心;東華盛頓州自稱是美國馬鈴薯之鄉(xiāng)。不過云計算的崛起改變了小鎮(zhèn)風貌,昆西的電力便宜、吸引力大,將數(shù)據(jù)中心帶入了沙漠。昆西的寒暑分明,氣候穩(wěn)定,對數(shù)據(jù)中心要用到的空調(diào)有利,天氣炎熱時只需將空氣經(jīng)制冷器導入,天氣涼快時的晚上,外部空氣無需制冷即可直接使用。
微軟在昆西建的數(shù)據(jù)中心不止一個,微軟在昆西建了幾個數(shù)據(jù)中心,用于展示數(shù)據(jù)中心各年代的設計。最早期的數(shù)據(jù)中心不外乎傳統(tǒng)的成品服務器機架,和其他的地理分布型數(shù)據(jù)中心無異,但昆西站含三種不同的數(shù)據(jù)中心設計的例子。微軟在昆西的設施共占地270多英畝,遍布沙漠小鎮(zhèn)昆西。
微軟昆西站里的ITPAC設備
昆西最老的數(shù)據(jù)中心是我們見慣了的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心,服務器之間冷熱通道交錯,而在不同的房間里可以看到不同版本的服務器硬件。從這里可以看到一個非常有趣的現(xiàn)象,隨著硬件變得更強大、更密集,機架數(shù)目卻越來越少,這樣做是為了確保服務器大廳的功耗不超過設計預算。數(shù)據(jù)中心的發(fā)展后來進入基于開放計算的系統(tǒng),可以說是在原來的一級供應商硬件基礎上的一個飛躍。二者雖然可以共用一個大廳,但是基于開放計算的系統(tǒng)用的機架要少得多。
微軟期間向虛擬化基礎架構轉(zhuǎn)型,用了軟件定義網(wǎng)絡和虛擬設備處理交換和其他網(wǎng)絡功能,硬件數(shù)量進一步減少。在數(shù)據(jù)中心見不到許多見慣了的網(wǎng)絡硬件還真有一種奇怪的感覺,但時下越來越多的設施都采用這種設計,機架層次上的網(wǎng)絡用虛擬設備進行處理。
邁出標志著上幾代數(shù)據(jù)中心的大廳后,我們來到微軟目前數(shù)據(jù)中心構建版的樣板前。新一代設施均為容器化設備,有些置于裝有通風裝置的大棚內(nèi),有些置于戶外的混凝土墊上。容器由知名硬件供應商構建,容器在微軟目前諸如運行Azure之類的云服務里占有核心地位。這些容器的設計目標是只需電力、網(wǎng)絡和少量的水,它們是現(xiàn)代云的基石,我們用到的計算和存儲都拜它們所賜。
擋雪板確保嚴冬里通往ITPAC的道路暢通無阻
昆西的容器化數(shù)據(jù)中心模塊展示了微軟稱之為ITPAC的數(shù)據(jù)中心在不同階段(及供應商)的發(fā)展過程。最初的ITPAC放置在一個大型、只有頂?shù)慕ㄖ?,高度為兩個容器。這些建筑一開始并無墻壁,但ITPAC遷入后不久,工作人員時時需在雪堆里穿梭,就裝上了擋雪板。后來,ITPAC就部署在戶外的混凝土墊上。
原始的ITPAC設計是基于容器化硬件,曾在微軟芝加哥站運行過,我們并未見到它的樣本。ITPAC的重要性不在于它包含什么,而在于它的設計理念。其時微軟最關注的是幾個參數(shù)規(guī)格:功率、計算、存儲、網(wǎng)絡接入點、電力供給及冷卻。除此之外,其他一切都都交給了供應商,甚至包括容器設計。各ITPAC之間的區(qū)別表明了這一點,有些是基于傳統(tǒng)運輸集裝箱,有些更類似于旅行房車。
在ITPAC里穿行,有點像是在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的熱通道或冷通道漫步。在這里見不到什么令人驚訝的東西,畢竟,大規(guī)模交付云的關鍵是要減少與運行數(shù)據(jù)中心相關的風險,因此,大多數(shù)硬件都是見慣了的服務器,讓人能聯(lián)想到網(wǎng)絡設備的東西寥寥無幾。
戶外的ITPAC,上方無頂,唯見云
微軟正在大規(guī)模擴建昆西站,新的超規(guī)模數(shù)據(jù)中心正在興建中。新的超規(guī)模數(shù)據(jù)中心由四個建筑組成,各自擁有獨立的設備,該數(shù)據(jù)中心是筆者見過的最大的中心之一。由于尚在建設之中,只有一座建筑完成了裝修,出于安全上的考慮,我們未獲準進入。不過,坐在車上轉(zhuǎn)一圈也能感覺到它的碩大:堪比747飛機的機庫。
在這四座建筑下,微軟的數(shù)據(jù)中心策略正朝著全新方向發(fā)展。微軟不會再從第三方供應商購買ITPAC和服務器。微軟現(xiàn)在用OEM構建自己的開放計算項目硬件。如此,微軟可以構建高密度的機架,這些機架將在軟件定義平臺上支撐起新一代云服務。而軟件定義平臺則可以根據(jù)需要利用Windows服務器和Azure中內(nèi)置的軟件定義數(shù)據(jù)中心工具重新配置。
我們沒有進去,但微軟提供了旗下新數(shù)據(jù)中心里開放計算硬件的照片。
新數(shù)據(jù)中心的設計壽命比以前的數(shù)據(jù)中心壽命更長。等到新的昆西站壽終正寢時,其間必然要經(jīng)歷幾代硬件的發(fā)展,還會加入計算和存儲,同時它用到的電力預算卻保持不變。基于此原因,微軟重用回服務器機架法,而并非用時下的容器化設計,這樣做在更換服務器和安裝新硬件時會更容易一些。
但這并非微軟數(shù)據(jù)中心發(fā)展的終結:微軟嘗試過交付云的各種新方式,例如,微軟最近進行了水下數(shù)據(jù)中心的測試。在前進的道路上,微軟將打造和推出更多新一代的數(shù)據(jù)中心,將在這片荒漠上擴建更大規(guī)模的、裝滿計算、網(wǎng)絡和存儲的設施。
微軟對環(huán)境影響表現(xiàn)了強烈的關注,旗下所有數(shù)據(jù)中心均為零碳型(昆西站的運行靠的是附近哥倫比亞河的水電系統(tǒng))。而且,微軟還回收所有舊的服務器,但磁盤永遠不會離開昆西站,至少不會是整塊的。我們?nèi)⒂^了微軟用的磁盤粉碎機,超大的設備,瞬間就將一個硬盤驅(qū)動器變成面目全非的一堆金屬:砸、壓、扭、攪。貌似非常徹底的數(shù)據(jù)安全法!
微軟在旗下數(shù)據(jù)中心所為都是商業(yè)上敏感的東西,微軟能通過開放計算項目共享是件喜人之事。四個最大的云供應商里三個加入了OCP(開放計算計劃),他們都在共享關于云服務器、存儲和網(wǎng)絡方面的設計和經(jīng)驗,并為我們提供未來云發(fā)展的各種線索。
微軟最近在開放計算項目里共享了關于一種新的UPS方法,做法是將電池與PSU置入服務器本體內(nèi)。如此可在數(shù)據(jù)中心里為服務器騰出更多空間,在電源故障的情況下用到的電池室不會占地方。內(nèi)置電池可以相對較小些,它們只需要在站里的大型發(fā)電機啟動時保持服務器正常運行。
筆者對微軟昆西站的最終印象是什么呢?假若我說它是令人嘆為觀止的凡間之物,我并不是在指責微軟。這樣的說法其實是贊語。
超大規(guī)模云需要的就是平凡、簡單、甚至凡俗。超大規(guī)模云必須全年365天、每天24小時運作,幾十年如一日。即是說它必須可靠,巨大的房間里沒別的東西發(fā)生,只有服務器風扇的轉(zhuǎn)動、LED的閃爍。如果它成了別的東西,那它就不是一眾企業(yè)和蕓蕓眾生依賴的云了。如果它成了別的東西,那就意味著微軟的失敗。
我上面說“令人嘆為觀止的凡間之物”。是的,還真概括得不錯。