云計算的普及讓企業(yè)和個人基于云服務的需求日益強烈,電信運營商借助巨大的用戶資源和網(wǎng)絡資源,擁有建設云計算數(shù)據(jù)中心并開展云業(yè)務的天然優(yōu)勢。服務器是數(shù)據(jù)中心中最基礎的單元,在云計算時代,對服務器的需求將成倍增加,因此,在數(shù)據(jù)中心IT平臺的部署和建設中,有效降低服務器采購成本,提升服務器利用效率,成為保證云業(yè)務競爭力的關(guān)鍵。
早期,傳統(tǒng)電信運營商采購的服務器中,大部分是小型機。隨著基于云計算的新業(yè)務不斷涌現(xiàn),x86通用服務器成為最適合構(gòu)建云計算平臺的“高效率低成本”服務器。提供云服務的運營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)按照一定的主流配置選型和購買通用服務器,并將之應用在不同的場景中。隨著IT設施規(guī)模的擴大,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)現(xiàn)通用服務器在資源分配、維護和能耗上還有著很大的改善和優(yōu)化空間。于是,互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛從自有應用系統(tǒng)入手,根據(jù)相關(guān)業(yè)務需求,通過自行設計或者定制得到新的與以往不同的服務器,以最大化利用服務器資源。運營商可以借鑒這種優(yōu)化及部署經(jīng)驗,讓服務器更能匹配業(yè)務需求,更加節(jié)能環(huán)保,運維效率更高。
匹配業(yè)務需求
運營商的服務器主要承載傳統(tǒng)電信業(yè)務和新興移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。針對不同業(yè)務對服務器資源需求不同的特點,運營商需要對服務器的CPU、內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡等進行有針對性的配置,避免部分資源出現(xiàn)瓶頸或明顯過度配置的情況。
針對傳統(tǒng)的OSS、BSS以及彩鈴、彩信等電信業(yè)務,運營商在通過服務器虛擬化解決方案和硬件加速解決方案來提升系統(tǒng)資源利用率和優(yōu)化系統(tǒng)性能的同時,也針對不同應用對計算、存儲、I/O的不同需求進行分門別類,并通過標準規(guī)范的方式指導后續(xù)的硬件平臺采購。傳統(tǒng)電信業(yè)務對服務器硬件的需求參見表1。
針對新興的互聯(lián)網(wǎng)云業(yè)務,運營商提出了基于業(yè)務模型的資源池構(gòu)建和優(yōu)化方案,通過對業(yè)務的分類和特定業(yè)務的優(yōu)化,來打造一個標準、廉價又兼顧業(yè)務特色的有競爭力的云計算平臺;ヂ(lián)網(wǎng)云業(yè)務雖名目繁多,但通過總結(jié)歸類大致可分為搜索類、電子商務類、網(wǎng)絡游戲類、在線視頻類、SNS類等,不同業(yè)務類型對服務器的能力要求也不盡相同,如搜索類應用要求服務器能更快速響應客戶發(fā)出的讀取請求,電子商務類要求服務器提供更大的網(wǎng)絡帶寬,網(wǎng)絡游戲類要求服務器有更強的計算能力,在線視頻類要求服務器有更大的存儲空間,SNS類則要求服務器提供良好的分級存儲機制以及容量更大、響應速度更快的一級緩存;ヂ(lián)網(wǎng)業(yè)務對服務器性能的需求參見表2。
節(jié)能環(huán)保
能耗是數(shù)據(jù)中心運營成本的最重要組成部分。節(jié)能是定制服務器的基本出發(fā)點之一,也是降低服務器TCO的主要手段。定制服務器能夠提高電能轉(zhuǎn)換和利用效率,并對能耗進行有效的監(jiān)控和管理。目前,業(yè)界主要通過以下手段來達到定制服務器節(jié)能的目的:
提升服務器電源轉(zhuǎn)換效率:對于采用-48VDC供電方案的定制服務器,應采用電源轉(zhuǎn)換效率≥92%的PSU,即相當于80Plus的白金電源的效率指標。
待機和休眠:在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中,服務器負載均衡策略可能會使一些服務器處于待機或休眠狀態(tài),在整個數(shù)據(jù)中心都在較低負載的情況下實現(xiàn)節(jié)能效果。定制服務器需滿足以下待機和休眠技術(shù)要求:當服務器處于待機狀態(tài)時,單臺服務器待機功耗應<10W,對于共享多節(jié)點機型,應將待機功耗換算到單個節(jié)點;根據(jù)服務器不同負載情況自適應調(diào)整工作模式,以部分系統(tǒng)部件降頻或休眠的節(jié)能模式運行,實現(xiàn)在寬負載范圍內(nèi)節(jié)能的目的;支持CPU動態(tài)節(jié)能技術(shù),并可選支持內(nèi)存和硬盤動態(tài)節(jié)能技術(shù)。
高溫環(huán)境節(jié)能:傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心典型的工作溫度為23℃,新型數(shù)據(jù)中心可能會采用風側(cè)節(jié)能和水側(cè)節(jié)能等自然冷卻技術(shù),并允許更寬的服務器工作溫度范圍,以延長自然冷卻的使用時間,降低空調(diào)系統(tǒng)和整個數(shù)據(jù)中心的能耗。在一般情況下,如果提高工作環(huán)境溫度,服務器風扇轉(zhuǎn)速將會加快,從而導致服務器自身的功耗增加。定制服務器應通過相關(guān)節(jié)能技術(shù)、元器件的選擇或者控制策略調(diào)整,在整個工作溫度范圍都保持比較低的能耗。
提高運維管理效率
云計算環(huán)境通常會使用大量的服務器硬件,定制服務器應按照大型云計算數(shù)據(jù)中心的要求,采用相關(guān)的服務器運維管理系統(tǒng),簡化現(xiàn)場維護,并提高對遠程、自動化運維管理的支持能力。通常而言,定制服務器必須支持以下管理方式:
遠程管理:可通過獨立的管理網(wǎng)口實現(xiàn)對服務器的遠程接入,管理接口支持標準IPMI2.0協(xié)議以及SNMP協(xié)議,支持KVMoverIP,方便通過瀏覽器直接登錄進行KVM管理;同時,網(wǎng)卡支持基于PXE的Boot On Lan技術(shù),支持遠程Firmware的更新及遠程OS和虛擬化軟件的分發(fā)和部署。
功耗管理:支持通過IPMI接口獲取服務器整機功耗,并支持整機功率封頂技術(shù),用戶可通過設定功率閥值來有效控制整機功率。
資產(chǎn)管理:支持通過IPMI接口進行資產(chǎn)狀況的管理和維護。
狀態(tài)及故障管理:主要通過指示燈及管理接口實現(xiàn)。通過指示燈的不同顏色或狀態(tài),顯示服務器各個部件的工作情況;通過IPMI接口讀取整機的狀態(tài)信息,包括服務器的進風口溫度、服務器內(nèi)工作風扇的實際轉(zhuǎn)速等。
運營商定制服務器的路徑
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)一般采用自建機房的模式來解決大規(guī)模服務器部署帶來的供電和散熱問題,而電信運營商由于年代所限,所建的IDC機房在供電和散熱能力上更趨于保守。因此,針對現(xiàn)有機房,最好采用標準化的、可廣泛采購的、能和現(xiàn)有機房快速兼容的定制化模式;針對新建機房,則可以通過對機房空間布局優(yōu)化、機柜配電和散熱的改造來容納更多的服務器設備,達到深度定制化的目的。采用機架服務器產(chǎn)品形態(tài)的定制,可以根據(jù)現(xiàn)有機房的供電散熱情況調(diào)整部署密度,不需對機房進行改造;采用機柜式和集裝箱定制服務器,由于單機柜的服務器密度和能耗都較高,為使機柜式服務器充分發(fā)揮效能,必須對機房的供電散熱進行改造。
華為在機架服務器、整機柜服務器和集裝箱數(shù)據(jù)中心等各個不同的層次均可提供定制化的解決方案,以TecalX6000機架服務器為例,TecalX6000是面向數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模、高密度集群部署的機架服務器設備,針對云計算和數(shù)據(jù)中心應用場景做了架構(gòu)優(yōu)化,靈活的配置模式可以根據(jù)業(yè)務的需求來定制,并可實現(xiàn)平滑升級及擴容。X6000服務器采用2U標準機框設計,最多可配置4個半寬節(jié)點單元,并且提供計算型、存儲型、均衡型、虛擬化等多種服務器節(jié)點類型,可根據(jù)客戶業(yè)務和實際應用場景按需選擇配置。
在節(jié)能特性方面,TecalX6000能夠多節(jié)點共享散熱和供電,確保整個系統(tǒng)高效運作;利用集中散熱等方式提升散熱效率,相對傳統(tǒng)2U機架服務器,在相同CPU/內(nèi)存/硬盤配置下,能耗降低10%左右;采用轉(zhuǎn)換效率高達92%的12VDC電源集中供電;同時還支持風扇智能調(diào)速技術(shù),可大大降低服務器能耗和噪音,延長風扇壽命。
TecalX6000與傳統(tǒng)機架服務器的布線方式一致,不用綁定機柜,更不用對機房進行改造;所有部件均可拆卸,機箱的所有模塊包括節(jié)點、電源、I/O等拔出后,只剩下免維護的無源背板和機箱結(jié)構(gòu)件,所以機箱一旦上架,可以終生免下架維護;能夠遠程實現(xiàn)KVM、開關(guān)機、復位、虛擬媒體等所有管理和維護操作。
此外,華為還推出了針對業(yè)務優(yōu)化的SSD卡、智能網(wǎng)卡等產(chǎn)品,可以有效提升服務器運行效率。華為的各系列服務器以及SSD卡、iNIC智能網(wǎng)卡等均實現(xiàn)了在運營商云服務平臺的批量應用。