在信息技術和應用的雙重驅動下,數據中心的建設、管理和運維正在不斷調整和改進。高能效和智能管理將引領數據中心技術和應用變革的大方向。IT與數據中心行業的進一步融合將為數據中心產業的發展開辟新的天地。
4月10日,由中國計算機報主辦的“2014年中國數據中心大會”在北京新世紀飯店舉行。一年一度的中國數據中心大會到今年已經是第七屆。本次大會的主題是“能效為先管理為重”。中國計算機報總編輯劉靜平在大會致辭中指出,社交應用、移動計算等為代表的新應用所產生的大量非結構化的數據對服務交付背后的基礎平臺產生了重大影響。而在云計算、大數據、移動計算等技術趨勢的影響下,數據中心領域所發生的變革毫無疑問地成了IT業界技術演進的風向標。
在信息技術和應用的雙重驅動下,數據中心的建設、管理和運營數據中心的方式、方法也在不斷調整和改進。簡化與管理成了數據中心領域技術變革的大趨勢。在此背景下,本次大會聚焦數據中心的能效和智能管理,希望能為行業用戶的數據中心建設提供借鑒與指導。
傳統的數據中心有明確的邊界和使用者,而由于云計算、大數據、移動計算和社交應用的沖擊,新一代數據中心的邊界正在被打破,使用者也由PC的使用者變得更加廣泛。北京信諾瑞得軟件系統有限公司總經理吳若松概括說,當前數據中心主要面臨四方面的挑戰,包括能效、安全性、合規性和持續運營。
向新一代數據中心遷移,用戶要制定一個很好的路線圖。“未來,數據中心內的功能設備都會變成虛擬機,這對用戶來說是一個巨大的挑戰。”吳若松表示,“我們提供了一個數據中心虛擬機版本,遵循開源的標準格式。用戶可以從我們的網站上下載虛擬化的應用交付網關產品。我們將提供一年的免費服務。”
從去年開始,軟件定義數據中心的理念開始為人所知。從軟件定義網絡(SDN)到軟件定義存儲,似乎數據中心的方方面面都可以由軟件定義。作為軟件網絡變革的先鋒,博科公司的目標是通過SDN和NFV(網絡功能虛擬化)進一步簡化網絡的管理,并降低成本。
SDN是將網絡設備控制層和轉化層分離,控制層被單獨拿出來作為一個控制器,控制下面的硬件轉化行為。而在NFV中,網絡的基本功能沒有改變,只不過把過去的硬件平臺從專有硬件變成了x86平臺。“NFV是被操控者,而SDN是管理者,提供了非常高的靈活性,兩者是相輔相成的,也是一個軟件化網絡中的兩個基本單元。”博科公司中國區技術經理谷增云介紹說。
在軟件網絡中,博科不僅支持所有的虛擬化平臺,包括網絡功能虛擬化、虛擬路由器、虛擬操作平臺等,而且支持不同類型的客戶,包括云服務商和企業客戶。博科每年投入大量資金用于軟件網絡的研發,還成立了專門的軟件部門,并積極參與相關國際標準組織的工作。
進入大數據時代,數據成為企業的戰略性資產,因此存儲的重要性日益凸顯。除了數據總量持續增加以外,非結構化數據的增長也遠遠大于結構化數據,這對整個存儲系統提出了更高的要求。浪潮公司存儲專家寇先朋表示,存儲的安全性、綠色化是大勢所趨。
最近幾年,浪潮在高端存儲領域實現了新的突破,其中一個代表就是海量級存儲系統AS10000。在海量存儲方面,浪潮強調的是對異構存儲進行整合,從而降低存儲的整體擁有成本,實現高效率的存儲配置和管理,保證應用的高可用性。“我們的海量存儲系統采用模塊化設計,可以進行橫向擴展。”寇先朋表示,“浪潮還提供高密度的集裝箱數據中心解決方案,將所有計算資源、存儲資源和散熱系統都裝在一個集裝箱里。”
回顧數據中心存儲系統發展的歷史,杭州信核數據科技有限公司副總裁董唯元將傳統的購買一個硬件盒子的方式稱為數據中心存儲建設的A計劃,將互聯網企業基于開源文件系統部署的存儲系統稱為B計劃。董唯元認為,無論是A計劃還是B計劃都存在問題。比如,A計劃中用戶采購的存儲盒子,本身不能方便地實現容量、性能的擴展;而B計劃中互聯網企業構建的存儲系統需要大量維護人員,且其存儲構建模式不易被商業企業效仿。針對A計劃和B計劃存在的問題,杭州信核數據科技有限公司推出了C計劃。
董唯元解釋說:“我們的C計劃并不期望用分布式文件系統解決所有問題,只是在塊級和指令這個層面解決問題,為前端應用提供一個與原來傳統的磁盤陣列一模一樣的接口,無論何種新型的分布式文件系統都可以運行在我們的平臺之上。我們的目標是將所有存儲資源都抽象化和標準化,供各種類型的應用和設備調用。”
用戶已經普遍接受了數據中心的模塊化構建方式。模塊化數據中心不僅部署快速、靈活,而且可以降低成本和能耗。如今,許多廠商又給模塊化數據中心賦予了新的特征,比如智慧、預制化等。
深圳中興網信科技有限公司推出的M2DC模塊化數據中心部署更加快速,周期通常為3~6個月。M2DC模塊化數據中心已經在國外得到廣泛部署,在國內的智慧城市項目建設中也有應用。“我們的微模塊數據中心解決方案可以根據不同客戶的需求進行定制,并且具有端到端的交付能力。”中興網信產品總監胡雙平表示,“我們的微模塊數據中心之所以能夠脫穎而出,主要因為我們有一支專業的數據中心團隊,其中包括多名具有豐富經驗的數據中心設計、運維專家。”
一個跨國企業也可能在全球范圍內擁有多個數據中心。如果能將這些分布于各地的數據中心變成一個統一的資源池,進行統一調度和管理,不僅可以提高數據中心的整體能效,還能有效降低成本,縮短數據中心的部署周期。為此,華為提出了構建高能效管理的分布式云數據中心的想法,并且通過與合作伙伴的實踐驗證了這一想法的可行性。
華為IT產品線數據中心商業解決方案部總監楊梅蕾介紹說,構建高能效管理的分布式云數據中心的關鍵有以下幾點:第一,實現多租戶資源池的使用;第二,實現跨數據中心的統一的資源調度;第三,實現自動化的彈性伸縮。“分布式數據中心可以將數據中心的部署周期從原來的幾個月縮短為分鐘級。”楊梅蕾補充說,“在分布式數據中心方面,華為正在申請一項專利,就是利用SDN實現網絡從三層架構向二層架構的平滑過渡。”分布式數據中心的概念應用于災備,就是今天人們常說的雙活數據中心。楊梅蕾表示,未來,當數據中心也變成一種服務時,分布式的數據中心架構是一個最基本的前提。
能效管理至上
云數據中心是什么樣子?業界雖然還沒有統一的定義,但中科曙光數據中心產品事業部總經理沈衛東總結了云數據中心應具備的基本特征:綠色化,降低整體擁有成本;模塊化,可以快速部署、擴展;智能化,實現全機房管理的自動化;雙層融合和雙層分離。
數據中心包括四個層面:建筑、數據中心基礎設施、IT硬件系統和軟件系統。沈衛東解釋說:“在云數據中心里,數據中心基礎設施層應該與和IT層更緊密地融合在一起,而建筑應該從數據中心的建設中剝離出來,這就是上文所說的雙層融合和雙層分離。分離的好處是,數據中心的建設速度會更快;融合的好處是,可以實現不同設備的統一管理和節能,提高可靠性、可控性等。”
實現數據中心的綠色化有很多方式和方法。沈衛東認為,為了提升數據中心的能效,最關鍵的是解決好氣流組織的問題。“目前,用戶使用最多的還是機房級的氣流組織方式,但這種方式被證明是不能有效節能的。如果想達到更好的節能效果,就必須想方設法減少送風損失率。”沈衛東表示,“另一個實現數據中心綠色化的重要手段就是將壓縮機改為氟泵,國外稱之為‘去壓縮機化’。”
與模塊化數據中心的理念一脈相成,模塊化UPS也成了許多數據中心用戶首選的UPS解決方案。相對于傳統UPS來講,模塊化UPS有一些顯著的優勢:具有非常高的可擴展性,可在線進行擴容,且便于維護;具有高可靠性,功率模塊間的冗余可以保證系統的持續運行;采用多級分散控制理論,每個模塊都可以熱插拔,維護簡單。
“模塊化UPS本身就具有高效節能的特色,它可以更好地支持數據中心的綠色化。”領先的模塊化UPS廠商大連寶士達電源股份有限公司工程師孟亞寧進一步解釋說,“模塊化UPS具有效率高、無污染、能耗低、擴展性好等特點,非常適合綠色數據中心的應用。電信、金融、電子政務等領域都已經在廣泛使用模塊化UPS。與傳統UPS相比,模塊化UPS節約了采購和運維成本、機房占地面積。”
提升數據中心的能效,除了UPS以外,制冷系統也是關鍵部件之一。深圳市英維克科技股份有限公司副總經理王鐵旺表示,用戶應實現數據中心的高效制冷與自然冷卻的平衡設計。PUE值是大家耳熟能詳的衡量數據中心能效的重要指標。PUE值從2降到1.5,就需要采用高效制冷技術和冷熱通道封閉技術,再進一步降低到1.2,可能就要用到自然冷卻。像雅虎、谷歌的數據中心,其PUE值接近1.1,它們依靠的就是新風冷卻系統,這是最直接的自然冷卻方式。
王鐵旺介紹說:“我們所有的制冷解決方案都是圍繞高效制冷和自然冷卻來做的,集成了不同的自然冷源,包括直接的和間接的。我們幫助電信用戶部署的集成式新風自然冷卻系統,具有高效的加濕和強效的過濾功能,可以讓制冷系統更高效。”
數據中心建設的許多問題最終都會歸結到“電”和“空間”這兩個點上。因此,如何對機房環境進行優化,節省機房空間,提高能源效率就顯得非常重要。美國泛達網絡從2009年開始提供數據中心物理層整體解決方案。泛達網絡的軟硬件一體化的系統SmartZone可以對數據中心機房的網絡鏈路、電力、溫濕度等幾十個指標進行監測,通過對動態參數進行分析,讓用戶實時了解數據中心發生了什么事情,潛在的故障點在哪里。美國泛達網絡大中華區技術總監梁俊介紹說:“我們還有一項絕活,就是憑借我們豐富的經驗和先進的技術,可以預測若干年后,數據中心的電力、溫濕度、空氣流動等是否會發生問題,從而幫助用戶優化數據中心。”
“通過我們簡單、快捷的布線系統,可以幫助用戶節省40%的制冷電源消耗、14%的垂直配線架空間和30%~70%的裝機時間。”梁俊表示。
數據中心全生命周期管理
很多人一想到數據中心,就會認為其建設和運維是一件長久的事情,但實際上數據中心也是有生命周期的。惠普的統計數據顯示,通常情況下,數據中心的平均運營時間只有12年,40%的客戶10年內就會更新其數據中心。中國惠普企業集團技術服務部高級咨詢顧問卜弘毅介紹說:“數據中心正朝著更高性能、更精簡、更自動化和動態資源分配的方向發展。而在虛擬化、云計算、大數據浪潮的影響下,數據中心用戶會更關注能源效率和可持續性管理。”
惠普能夠為用戶提供數據中心全生命周期服務,包括數據中心的前期咨詢、規劃立項、工藝設計、認證等。“我們可以提供數據中心‘交鑰匙’工程服務,并且能夠提升數據中心的能源效率,實現可持續性管理。”卜弘毅表示。
英特爾也有一個數據中心管理平臺,主要包括能耗管理和遠程管理兩部分。英特爾數據中心軟件方案部門高級業務經理程弢表示,英特爾數據中心管理平臺的能耗管理的獨特之處在于,可以實現趨勢分析和跨平臺支持。能耗管理模塊可以收集溫度、能耗等信息并進行分析,為數據中心里每臺機器的優化部署提供建議。英特爾能耗管理架構支持所有主流協議。
數據中心全生命周期服務是系統化的,包括的各個環節之間不是相互獨立的,而是相互銜接的,從而構成了一整套服務體系。