在本系列文章中，我們將把關(guān)注重點(diǎn)聚焦于開(kāi)源數(shù)據(jù)中心。從來(lái)自Facebook的開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目(Open Compute Project)的數(shù)據(jù)中心每個(gè)物理層的創(chuàng)新，到由應(yīng)用程序容器所推動(dòng)的開(kāi)發(fā)人員們處理IT基礎(chǔ)架構(gòu)方式的革命，開(kāi)源正在改變數(shù)據(jù)中心的整個(gè)堆棧。今年三月，Data Center Knowledge網(wǎng)站的記者們瞄準(zhǔn)了這其中的一些變化，以便幫助廣大讀者朋友們更好地了解開(kāi)源數(shù)據(jù)中心的普及狀況。
本文是我們對(duì)Amir Michael訪談實(shí)錄的第二部分，在過(guò)去十年中，他大部分時(shí)間致力于世界上最大的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的設(shè)計(jì)，首先是Google，然后是Facebook。他是開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目(Open Compute Project)的創(chuàng)始人之一，該項(xiàng)目是由Facebook主導(dǎo)的開(kāi)源硬件和數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)社區(qū)。
今天，Amir Michaell是Coolan公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。Coolan公司是一家初創(chuàng)企業(yè)，該公司旨在幫助數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商們更明智的作出硬件采購(gòu)的決定，并通過(guò)借助大數(shù)據(jù)分析，使他們的數(shù)據(jù)中心更高效和更有彈性。
Data Center Knowledge：您開(kāi)創(chuàng)Coolan公司時(shí)的最初的想法是怎樣的呢?
Amir Michael：在Facebook時(shí)，我的團(tuán)隊(duì)部署構(gòu)建了大量的服務(wù)器，多達(dá)數(shù)十萬(wàn)臺(tái)。當(dāng)我們部署構(gòu)建服務(wù)器時(shí)，我們將這些服務(wù)器安置在數(shù)據(jù)中心，然后又開(kāi)始投入下一代服務(wù)器的設(shè)計(jì)工作，但卻從沒(méi)有真正回頭來(lái)看看我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中所做出的決定在實(shí)際操作中是怎樣的。
我們?cè)?jīng)決定采購(gòu)高級(jí)的內(nèi)存，并為此支付更多的成本，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為這一舉措不會(huì)失敗。我們還做了一些設(shè)計(jì)決策，我們認(rèn)為這些決策會(huì)從成本權(quán)衡的角度使系統(tǒng)或多或少變得更為可靠，但事實(shí)上，我們從來(lái)沒(méi)有在這些服務(wù)器的實(shí)際操作運(yùn)行過(guò)程中真正測(cè)量過(guò)。
我們總是圍繞購(gòu)買(mǎi)什么類型的組件或系統(tǒng)來(lái)做出決策，并嘗試決定是否為企業(yè)類型的組件支付更多，或者我們可以采用一款消費(fèi)類型的組件。新的技術(shù)，特別是進(jìn)入數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的新技術(shù)，圍繞著其可靠性方面并沒(méi)有什么好信息。而我們彼時(shí)也并沒(méi)有相應(yīng)的跟蹤記錄。
Coolant公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官，以及開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目的聯(lián)合創(chuàng)始人Amir Michael在拉斯維加斯舉行的全球數(shù)據(jù)中心世界大會(huì)上發(fā)表演講。
當(dāng)我在Facebook供職時(shí)，我開(kāi)始反思回顧：“我們?cè)?jīng)做出的所有這些決策的運(yùn)營(yíng)成本到底是怎樣的?”我們?cè)谶@些方面其實(shí)并沒(méi)有掌握太多的數(shù)據(jù)。我開(kāi)始跟業(yè)界的同行們說(shuō)，“我們來(lái)比較說(shuō)明一下吧。您的服務(wù)器設(shè)計(jì)失敗率較之我的服務(wù)器設(shè)計(jì)失敗率是什么樣的?而我們都沒(méi)有掌握很多這方面的信息，因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)的很多人都沒(méi)有真正’實(shí)際測(cè)量’過(guò)。”
而我們創(chuàng)建Coolan公司的最初的想法是想要打造一個(gè)平臺(tái)，使人們可以很容易地關(guān)于他們的操作、關(guān)于故障率、關(guān)于組件的質(zhì)量、關(guān)于他們正在產(chǎn)生的錯(cuò)誤、關(guān)于他們的服務(wù)器所運(yùn)行的環(huán)境等等數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，不僅包括設(shè)備的利用率，還包括它們周?chē)奈锢憝h(huán)境，并使其盡可能容易地做到這一點(diǎn)，人們可以擁有這些豐富的數(shù)據(jù)集，我們將為他們進(jìn)行收集和分析。
一旦您企業(yè)擁有了這一大的數(shù)據(jù)集，我們不僅能夠測(cè)量貴公司的基礎(chǔ)設(shè)施并進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試判定，現(xiàn)在我們可以讓他們與同行業(yè)進(jìn)行比較。您企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的故障率較低，究其原因就在于：您企業(yè)組織的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施是在最佳溫度環(huán)境下運(yùn)行的，您的固件是最新的版本，其更加穩(wěn)定。現(xiàn)在，我們有了這種類型的比較，我們?cè)谛袠I(yè)中添加了一個(gè)全新的透明層，使得企業(yè)客戶可以根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)，充分知情的做出相應(yīng)的決策，而不是猜測(cè)什么組件適合他們。
一旦您企業(yè)掌握了這些數(shù)據(jù)，您就會(huì)很快地了解哪些供應(yīng)商是最適合您企業(yè)的，而哪些則不適合您企業(yè)，進(jìn)而使得您企業(yè)在作出涉及大量的資金開(kāi)支的部署決策時(shí)，能夠更明智。
這為整個(gè)行業(yè)增加了一個(gè)全新的透明度，而這恰恰是我在Facebook時(shí)非常想要的。我想知道我是應(yīng)該選擇X供應(yīng)商還是Y供應(yīng)商，當(dāng)被問(wèn)道關(guān)于供應(yīng)商產(chǎn)品的質(zhì)量時(shí)，我并沒(méi)有太多的信息，您也就無(wú)法從我這里得到一個(gè)好的答案。他們會(huì)給您一些他們用來(lái)計(jì)算平均故障間隔時(shí)間的數(shù)學(xué)公式，但這些公式其實(shí)并沒(méi)有真正體現(xiàn)出其與運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)系。
Data Center Knowledge：數(shù)據(jù)中心行業(yè)可靠性的概念通常是圍繞硬件的，無(wú)論是電氣和機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)施還是IT設(shè)備。而在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模化的世界中，更多的則是關(guān)注于軟件程序的編寫(xiě)，使之能夠承受硬件故障。那么，物理基礎(chǔ)設(shè)施的冗余是否已過(guò)時(shí)了呢?
Amir Michael：我的理論是，建立可靠性的數(shù)據(jù)中心最昂貴的方法是通過(guò)硬件。如果您企業(yè)要使用諸如冗余UPS、冗余電源、冗余風(fēng)扇等等任何需要您添加額外物理組件的東西，那么，這都將會(huì)是一個(gè)非常昂貴的命題，實(shí)際上會(huì)在某種程度上降低了可靠性。
RAID卡是一個(gè)很好的例子。您企業(yè)數(shù)據(jù)中心是否想要備份您的儲(chǔ)存?您是否想要能夠維持故障驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行呢?所以，這樣的話您企業(yè)數(shù)據(jù)中心就需要添加一個(gè)新的組件。但是當(dāng)新添加的該組件也發(fā)生故障失敗了呢。RAID卡也經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障失敗。這意味著什么呢?在某些情況下，您實(shí)際上降低了系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)楝F(xiàn)在，如果您的RAID卡發(fā)生故障失敗，您所失去的就不僅僅只是一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，而是失去所有的驅(qū)動(dòng)器了。
但與此同時(shí)，我也明白為什么人們會(huì)這樣做。舊的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)不具備橫向擴(kuò)展的設(shè)計(jì)部署。他們不是為了系統(tǒng)發(fā)生故障失效后繼續(xù)維持運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，因此在企業(yè)客戶中時(shí)常發(fā)生關(guān)鍵系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，就會(huì)其失去了一個(gè)完整的應(yīng)用程序的狀況。
解決方案并是不修改軟件;而是修改后面的硬件，這是一條成本代價(jià)更昂貴的路線。今天，任何現(xiàn)代軟件架構(gòu)都會(huì)假設(shè)系統(tǒng)發(fā)生故障的情況。因?yàn)闊o(wú)論您想要構(gòu)建的系統(tǒng)多么可靠，其都會(huì)不可避免的發(fā)生故障失敗。您數(shù)據(jù)中心只能是盡可能的減少其發(fā)生的頻率，但其肯定是會(huì)發(fā)生的。
而且我也的確看到過(guò)一些故障失敗發(fā)生的情況。即使是最可靠的系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生故障失敗。所以這就是我最初的理念需要更多的發(fā)揮作用的地方了。您數(shù)據(jù)中心如何建立更具彈性的軟件，以便能夠抵御系統(tǒng)故障?除此之外，您數(shù)據(jù)中心如何抵御機(jī)架級(jí)的故障?如何抵御整個(gè)設(shè)施所發(fā)生的故障失敗，而不僅僅是傳統(tǒng)的災(zāi)難恢復(fù)?
一旦您數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，您就可以去掉很多的冗余了。使得您能夠構(gòu)建一款更經(jīng)濟(jì)，更高效的系統(tǒng)，而且這是通過(guò)軟件的修改而實(shí)現(xiàn)的。這才是思考這一解決方案的正確的方式。
Data Center Knowledge：在新聞報(bào)道中，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商傾向于集中成為一個(gè)團(tuán)體，這意味著他們是以某種特定的方式設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)他們的基礎(chǔ)設(shè)施，而且這些運(yùn)營(yíng)商們?cè)谒羞@些方面幾乎是一樣的。但事實(shí)并不是這樣的，例如，F(xiàn)acebook的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)方法就與eBay有很大的不同，F(xiàn)acebook使用相對(duì)較低的功率密度設(shè)計(jì)，而eBay則是盡可能采用使得其密度達(dá)到最大化的方法。鑒于此，是否在所有超大規(guī)模運(yùn)營(yíng)商之間存在著一套共同的最佳實(shí)踐方案呢?
Amir Michael：對(duì)于超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商們而言，有一套最佳實(shí)踐方案是幾乎每家超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商都應(yīng)該采用的，即：密封遏制(containment)、高效的電力資源分配、高效的電源供應(yīng)。這些在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心操作運(yùn)營(yíng)空間都是廣為人知的。
還有很多的討論是圍繞著這樣的密度才是最為恰當(dāng)?shù)摹?duì)于不同的大型基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商而言，他們的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)環(huán)境仍各有不同。某些企業(yè)還采用了主機(jī)托管，也許他們是出租了其整幢大樓，但他們同時(shí)也從其他運(yùn)營(yíng)商處租賃服務(wù)。而且還有的企業(yè)能夠以非常低的成本建立數(shù)據(jù)中心。他們已經(jīng)把他們的數(shù)據(jù)中心設(shè)施的成本降到最低了。
這些不同的要求將導(dǎo)致他們需要構(gòu)建不同的服務(wù)器。您數(shù)據(jù)中心有一個(gè)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建功率密度相當(dāng)?shù)偷臋C(jī)架。然后可能您又走了另一個(gè)極端，即數(shù)據(jù)中心管理人員將機(jī)架設(shè)置為非常大的密度，并表示機(jī)架成本是相當(dāng)昂貴的，數(shù)據(jù)中心也是昂貴的。故而讓我們獲得盡可能多的IT設(shè)備，并盡可能充分的利用這些設(shè)備吧。
高密度也有其另一面。其會(huì)使得您企業(yè)數(shù)據(jù)中心受到一定的約束。當(dāng)您構(gòu)建一款非常密集的服務(wù)器時(shí)，將很多組件打包進(jìn)去，那么當(dāng)對(duì)其實(shí)施冷卻時(shí)，就會(huì)成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)了。這就像通過(guò)一個(gè)非常薄的吸管吸空氣一樣。您要花很多精力去做這件事，而如果您的機(jī)架密度不那么致密，會(huì)更容易推動(dòng)冷卻空氣的通過(guò)。
這方面顯然會(huì)有一些益處，其將取決于成本模型。您數(shù)據(jù)中心想要大量的密度，這樣您可以將您的數(shù)據(jù)中心成本攤銷(xiāo)到更多的機(jī)器上，但同時(shí)您企業(yè)所支付的冷卻成本也將上升?或者您想要一款便宜的設(shè)施，這樣使得您企業(yè)可以自行打造東西，坦白地說(shuō)使得設(shè)計(jì)更容易，而機(jī)架密度不是那么致密，這樣冷卻也會(huì)更有效。或者您可以使用像1.5U，2U高的散熱器，這是非常高效的，易于冷卻，僅僅只需要很少的風(fēng)扇功率。
一些運(yùn)營(yíng)商，比如eBay，選擇了采用高密度，這造成了很多挑戰(zhàn)，我并不知道全面的情況，但是如果我把他們的數(shù)據(jù)中心和Facebook的成本模型進(jìn)行比較，那種類型的密度對(duì)我們來(lái)說(shuō)并不那么有吸引力，因?yàn)槟枰獮榻ㄔ烀芗瘷C(jī)架付出額外的開(kāi)銷(xiāo)。
您數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器有許多重要部分實(shí)際上是為您工作的，包括諸如：CPU、DRAM、存儲(chǔ)。這就是您想要所有電力資源所去到的地方。您希望這些設(shè)備能夠消耗您數(shù)據(jù)中心的90%的電力資源，因?yàn)槟切┰O(shè)備實(shí)際上是為您的企業(yè)工作服務(wù)的。但是，如果您數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建過(guò)于密集，您將需要把大量的能量消耗轉(zhuǎn)移到冷卻系統(tǒng)。這樣的話，就顯然不是一款高效的系統(tǒng)了。
關(guān)于作者
本文作者Yevgeniy Sverdlik是舊金山的商業(yè)和技術(shù)記者。Data Center Knowledge網(wǎng)站的主編，其專欄文章主要覆蓋全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)。
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