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高辉:云计算时代的数据中心

2010年04月21日 00:15:55 | 作者:CNW.com.cn | 来源:CNW.com.cn | 查看本文手机版

摘要:尊敬的各位来宾,大家早上好。欢迎大家来参加第五届数据中心大会。一年一度的数据中心大会是我们在一起,共同学习新产品、新应用。在过去的一年里,可以说数据市场是风起云涌,相关的技术标准也取得了重大的进展。同时,数据中...

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高辉
开幕辞
数据中心


《网络世界》报社总编高辉

尊敬的各位来宾,大家上午好!欢迎大家来参加由网络世界主办的第五届数据中心大会,首先我代表网络世界报社,为大家的光临表示衷心的感谢!

一年一度的数据中心大会,让我们有机会聚在一起共同研讨分享数据中心领域一年来的新产品、新技术,还有新的应用,在过去的一年里,可以说数据中心领域风起云涌,各大厂商的市场策略更加精辟,相关的技术标准也是发展比较迅速,而且数据中心的应用打开了一片新的天地,像虚拟化的应用越来越普及,而且云计算[注]的应用已经来到我们的面前,大家比较熟悉的是国外的云计算,包括微软、GOOGLE、亚马逊等都提供了云服务,国内已经有越来越多的省市建起了自己的云计算中心,我相信在不久的将来,各位在座的企业也能享受到国内云计算的服务。

但是无论是公有云[注],还是私有云[注],都离不开强大的数据中心的支持,我们认为在数据中心的建设中,不仅要强调技术方面的因素,而且要更加重视数据中心的运营和管理,同时我们在数据中心的建设之中,如果能够更多的借鉴同行或者其他用户在数据中心方面的成功的经验,可能会更有利于数据中心的平常相关的工作。

网络世界从03年开始引入新一代数据中心的理念,之前的几年,我们更多的是介绍美国的数据中心用户好的案例,从08年开始,我们着重加强了国内的优秀的数据中心用户的报道,迄今为止,我们已经采访报道了30多家国内的数据中心用户,今天我们非常高兴的邀请到我们上海地区的一位用户来跟大家分享他们成功的数据中心建设方面的经验。

现在由我从第三方的角度汇报一下数据中心最近技术方面的进展。我演讲的题目是云计算时代的数据中心。今天谈到了很多云计算的事情,实际上云计算时代,我们离不开数据中心,首先跟大家回顾一下,我们网络计算模式发展的历程,我想把时间拉回20年前,90年左右我们开始应用网络,把单个计算机联结在一起,可以互相通信,然后经过3-4年时间,我们解除了因特网,因特网的电子邮件是在94年左右发出的,而在95年左右的时候,当时提出网络就是计算机的口号,再经过三年左右,我们通过网站来共享信息,再来我们听到网格计算,还有公用计算,那个时候指的是把各个单位闲置的计算资源通过网格联系在一起,这样可以充分利用闲置的资源,可以做大的运算。

再经过3、4年时间就来到现在所谓的云计算的时代,在云计算时代里,我们强调的是服务的共享,关于云的分类刚才一些嘉宾已经提到了,我简要说一下,现在云提供的服务可以分三类,一个是软件应用的服务,第二类是提供平台的服务,还有一个提供基础设施的服务,在美国都有相应的例子。SAAS[注]方面有GOOGLE,在PAAS[注]方面有有微软,在LAAS方面有VMware,除了私有云之外,还可以利用公有云建设虚拟云,那么企业怎么利用云进行服务?前不久美国网络世界,对云服务做了一个测试,结果也非常有意思,当时的目的是需要20个CPU的计算资源,内存需要40G,同时需要5个许可操作系统,有微软操作系统,和厂商的沟通算出相应的费用,这是三家云提供服务商提供的费用,企业想迅速建立20个CPU的资源的话要花费一些费用,最后他通过购买了三台戴尔的服务器,这还加上VMware的操作系统,然后加上五个WINDOWSSERVERS,总共费用是56202美金,这三家云服务提供商,最贵的是15万美元,这是一年的费用,便宜的是94320美金,普遍一年的费用将近10万美金,如果仅仅购买这些硬件或者软件的话,费用是56000美金,所以提供这个表是使大家对于费用有基本的认识,云服务虽然贵,但是优势也很明显,第一可以迅速获得资源,另外所有技术支持都是包含在内的,对于企业来说,减少了人工管理的成本。云服务是比较先进的,是企业使用IT资源的方法,目前国内好象还没有这一类的服务,这个提供出来给大家做参考。

第二部分介绍数据中心以太网,以太网是无处不在,数据中心里也是这样。先看一下数据中心里面都有哪些以太网技术在使用,先从简单的谈起,数据中心里要进行服务器的互联,目前主要用的技术千兆流媒体,还有万兆,万兆是我们用的比较多的,然后我们正在研发的技术标准就是40G,这个标准目前还没有出来,在服务器的连接上主要是采用以太网的标准,网络汇聚上我们通过万兆互联,然后还有正在研发的40G和100G新的更快速的以太网的标准。

然后谈到网络的融合,现在数据中心三张网的融合,他的基础标准是数据中心桥接标准,这个标准制订出来以后也不局限于以太网上,它的目的是创建于一个没有丢失的以太网,这样才能满足光纤通道存储区域网的要求,这个标准正在研发之中。还有一个在研发之中的是网络节能方面,现在有一个新的标准叫做服务器互联,如果实现了这个技术的话,现在整个网络的节能应该可以节省一半。

大家知道以太网的发展,以前是以10的系数进行增长的,为什么这里出现了40G,实际上,这里的应用,40G是在服务器互联中出现的,而这里并没有提到100G,其实最根本的原因还在于服务器的IO处理技术目前有瓶颈的问题,到2015年服务器IO处理能力是达不到100G的,如果在服务器上插上100G的网卡是没有限制意义的,在几年之内服务器可以达到IO传输速率也就是40G,所以这也是在研究标准的时候,为什么刚刚开始是100G的标准,后来又加上40G的标准,这40G主要用于服务器的数据中心的互联,40G的标准达到的目标是什么?可以在铜缆上传送40G或者100G的速度,在单模光纤可以支持10公里,多模光纤可以支持100米,100G也基本上是类似的情况,这是40G和100G现在研发的目标。他制定出标准的时间表,这个标准委员会小组是今年3月份刚刚开一个会,这个会上确定推出标准的时间是今年6月份,100G的以太网的标准就会推出了。

下面介绍三张网的融合,目前数据中心有三个网,包括局域网,就是以太网,这三个协议应该是插三个不同的卡,每个卡对应不同的协议,有没有可能三张网融合起来,就开始有一个团体,提出CEE的概念,目的是希望把三个部分完全合并在一起,通过一个以太网的接口实现访问所有三张网的资源,这是最初的议题叫做CEE,但是最后就把应用范围扩展了,刚才所说的DCB桥接部分,就脱离了以太网,在以太网之上,802协议,以太网是802.3。HCOE主要用于数据中心内部,如果是长距离的数据中心传输还是使用光纤,

实现CEE,整个数据中心的架构完全统一到以太网上,通过以太网,FCoE访问到集群的网络。

目前这个标准正在制订当中,现在看到一些美国文章的介绍,在年底或者在明年才能制订出来这个标准。

最近讨论比较多的是VEPA,这个之所以出现是跟虚拟化非常相关的,现在一个物理服务器有很多虚拟机,虚拟机之间如何通信呢,连VM提供软交换机,软交换机在服务器里面,给每一台虚拟机都有虚拟的网卡,这是一台整服务器物理的网卡,如果有多个虚拟机的化,就有多个虚拟的网卡,虚拟机之间传输,还有虚拟交换机,在服务器里面直接负责把数据传过来,这是虚拟服务器,各虚拟之间数据传输的方法,这个方法有利有弊,不足之处是网络的可视性没有做到,现在有网络管理软件,对于网络上整体数据传输流量都可以监控,如果内部传输,外界所有的网管软件是发现不了的,另外整个网络策略会有全盘的部署,这样也不能通过网管软件把这些策略部署到这些虚拟机上去,所以现在增加了两个标准,这两个标准叫做边缘虚拟桥接,他达到什么功能呢?把每个虚拟机的流量,先走到物理服务器的外头,有一台物理中转站,通过外部交换机在返回内部的虚拟机上,这种做法,如果原先没有协议的话,是不可行的,对于以太网交换机来说,从一个网卡出去,进入一个端口1,然后在发回端口1,在老的交换机上,这种传输是无效的,新的标准出来以后,允许虚拟机上的数据通过物理网卡传到外面的物理中端站,然后在返回去,这个就可以按照虚拟机上部署的策略进行管理,所以网上的虚拟数据的传输流量,都可以在企业的网管软件下面可以监控的。

最后介绍数据中心的节能问题。这是美国EPA07年8月的报告,全美数据中心2006年总耗电600亿度,(2005年总耗电450亿度),约占美国全年用电量的1.5%,预计到2011年全美数据中心年总耗电量将超过1000亿度,约占美国全年用电量的2.5%,中国的三峡水电站建成之后,全年发电量就只有1000亿度。

电费成本(如图)刀片服务器的用量越来越多,在06年刀片服务器全年销量是62万台,占当年服务器销量的7.9%(+微信关注网络世界),预计到明年,全年的刀片服务器的销量达到240万台,占所有服务器的21.6%,年复合增长率达到31.5%。随着刀片服务器的应用,现在每个机架上电力的负载也越来越高,在03年,一个机架能够支持2千瓦就能够满足数据中心的应用,到了07年就是15K,到了今年就是30K,这个比03年翻了15倍,这个来源也是比较权威的是劳伦斯实验室估算的数值。

这是服务器上面的耗电,那么网络上面的耗电怎么样呢?网络上面的耗电不是很直观,这是美国做的万兆接入机的测试,这个表显示了耗电量最终的结果,红色的是满负载的情况,不同的厂商作出的同样配置,同样的带宽的交换机,用电量差别比较大, 红色的是满负载,另外颜色是空闲,这两者有很大的差距,另外,空闲的时候,耗电量也不小,有的空闲的时候都接近于满负载的情况。

这个图显示了目前交换机的耗电量,第一图是千兆的耗电机,4的端口到8个端口有数据传输的情况下的趋势,百兆交换口最省电,10M是最费电的,下面是计算机的网卡,10M的网卡用电非常少,但是到了千兆、万兆就翻了好几倍,那么,我们这些网卡,这些链路平时的利用率有多高,这个咱们平时也没有统计,我找了两个图,也是美国做的统计表,这是说桌面连接的利用率,底下是时间,大部分利用率非常低,几乎是0,一般时候网卡的使用率是非常低的。

这是服务器端,这也是从劳伦斯国家实验室统计的数据,高的是峰值的网卡的利用率,大部分的时间也是相当低,那么有没有可能在链路空闲的时候,降低耗电,这也是刚才提到的标准,在空闲的阶段插入LPI的信号,这个时候采取低电运行的模式,恢复链路,恢复的周期也是非常短的,100M的恢复时间小于30微妙,千兆小于16.5微妙,对于应用不会有太大的影响。

带来的节电的效果,使用这种技术能够降低一半的耗电量,20个配线间,每个配线间有8台堆叠的交换机,这样一年可以节省1690瓦,这是接入交换机,相应连接所有的桌面的PC也会节约相应的瓦数,对于整个企业来说整个节约电力达到3000多瓦,这是一个企业,如果涉及到全国,如果全美国都采用这个技术之后,全美国节约的电量就相当的可观了,这是住宅区域,家用可以节约1.39亿美元/年,对于商务办公来说可以节约1.18亿,对于数据中心来说,可以节约4200万美金以上,所有的加起来,每年全美可以节约298亿到469亿美金的电费。

以上是给大家汇总一些目前在数据中心、网络方面整个国际上、技术标准上的进展,包括应用比较先进的云计算,在美国可能是第一批使用云计算的例子,希望对于大家有所帮助,现在显示的图是我们这两年做优秀新一代数据中心评选时得出的五大方面,我们整体衡量一个数据中心,是不是做的先进,是不是符合新一代的要求,我们根据五个方面,包括智能化、绿色、节能、运维与管理、安全性、稳定性、有效性,还有设计与规划,包括技术层面、运营方面、管理方面,我们总结出最重要的一点还是在于设计与规划,今天谈的很多,也是大家对于数据中心的需求要有一个前瞻性,可以说,数据中心的好与坏不是改造出来的,如果要做一个好的数据中心必须事先设计好。一个优秀的数据中心可能还有不断的微调,现在有许多数据中心的问题还在解决之中,一些标准没有出现的话,就有可能会造成一些兼容性的问题,只有标准出来之后,大家在采购产品的时候,才会更放心,因为不同厂商的产品之间才会兼容,互操作性才会好,所以我觉得优秀新一代数据中心也不是一蹴而就的,但是对于云长远的问题应该在设计阶段就要解决好。

这是我给大家带来的汇报。希望对大家有所帮助。

参考资料

1.云计算:(Cloud Computing)描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。云计算是继1980年代大型计算机到...详情>>

2.私有云:(Private cloud)是将云基础设施与软硬件资源建立在防火墙内,以供机构或企业内各部门共享数据中心内的资源。私有云完全为特定组织而运作的云端基础设施,管理者可能是组织...详情>>

3.公有云:(Public Cloud)是第三方提供一般公众或大型产业集体使用的云端基础设施,拥有它的组织出售云端服务,系统服务提供者借由租借方式提供客户有能力部署及使用云端服务。它能...详情>>

4.PaaS:平台即服务(Platform as a Service,简称)是一种云计算服务,提供运算平台与解决方案堆栈即服务。在云计算的典型层级中,平台即服务层介于软件即服务与基础设施即服务之间...详情>>

5.SaaS:软件即服务(Software as a Service,简称)有时被作为“即需即用软件”(即“一经要求,即可使用”)提及,它是一种软件交付模式。在这种交付模式中云端集中式托管软件及其...详情>>

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