優(yōu)化您的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)

1、優(yōu)化您的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)刪云百環(huán)斃餛收踐chris loeffler分如式供!瞬決力案例頁公rr/(eaton corporation)執(zhí)行概要云汁i?:ih在弓i起廣泛的討論并為企業(yè)itih:界帶彳i 了活力。由r渴市提而效率和降低成本，各種規(guī)模和各式各樣的組織都 在迅速地尤鬧jweb的軟件、平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施解決案。確實(shí)，分w公 據(jù) 公 司 (international data corporation) 預(yù)汁在2009 tjl j 2013年間，企球企業(yè)在云服務(wù)方而欠出的人介年均增k率將達(dá)到26%, w從174億美元增k到442億美元。 專家們預(yù)測(cè)也就是兒年的吋間，人多數(shù)企業(yè)都會(huì)至少使r云技術(shù)

2、的應(yīng)用和服務(wù)。然而，除了能夠簡(jiǎn)化竹觀、提高靈活性z外，云汁算也對(duì)供電、冷卻和可用性帶來了挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，各企業(yè)必須 增加菟電氣及機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)施的強(qiáng)度和彈性。木白皮¥調(diào)査不斷采ttj云的解決案的推動(dòng)力，研究云架構(gòu)如w影啊數(shù)據(jù)屮心，討論-系列能夠幫助公司在不損失 i i :常運(yùn)行吋m或過載jt供電q冷卻系統(tǒng)的怙況卜一受益子云汁算的具體方法燦術(shù)。ii錄tihsihf2云計(jì)算如何影響it基礎(chǔ)設(shè)施2供電與制冷2胃靠件3基于云基礎(chǔ)架扃矗施孑£懇對(duì)朵矗二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二3 尤鬧投塊式供電與冷卻系統(tǒng)組件3部ste動(dòng)式冷卻系統(tǒng)4讓造多仁

3、設(shè)備m5改善云基礎(chǔ)架構(gòu)可靠性的策咯6進(jìn)o邊九&劍m十6為供電丨人礎(chǔ)架溝增加冗余度6部 suwttfl7利鬧丈叫遷巧炊件7部成竹砰軟件7胃論8關(guān)于 eaton8好歸8了解云計(jì)算kvr存在各種各樣的定義.：、必77本的定義就是it基礎(chǔ)架構(gòu)、服務(wù)和軟件通過互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)部基子web的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行實(shí)吋姊 一般來說,云解決龍分x/二人芳： 軟件即服務(wù)（saas）,這種解決分案通過云來交付軟件應(yīng)用。例如，在線crm應(yīng)用s和fweb的士產(chǎn)力套裝軟件google apps ,都是常見的saas服務(wù)。 平臺(tái)即服務(wù)（paas）,這類解決方案提供在線訪問汁算資源和編fy i m開發(fā)人員可以利用這些資源和編fy

4、i具農(nóng)創(chuàng)建和 控制基子云汁算的應(yīng)用。如：源ts的f ,還冇microsoft windows azure ,就是兩個(gè)人們比較熟悉的paas解決力'茱。 laasweb （amazon web services）就是最著名的laas提供商之。無論是哪“類云汁算解決方案，它們都能通過”公云” （publiccloud）或'私冇云” （private cloud）來交付。公丼云解決方案通webi1wm父現(xiàn)付制（subscription七ased）'您只需為所使鬧的資源付賢。私冇云解決龍利whm的礎(chǔ)技術(shù)和協(xié)議作為諱公a對(duì)m但 駐銜在企業(yè)防火墻內(nèi)的私冇或租用的服務(wù)s i 許多it

5、紓砰人們都扣| 一私冇工龍使他們的安個(gè)和竹觀丨：作更加輕松。無論是公共云還是私冇云解決方案，都能夠帶來人r的商業(yè)和技術(shù)方面的效益：獲袴咗解決龍通常運(yùn)行在靈沾、而度丨1勸化的難礎(chǔ)架構(gòu)i :，它們ffvr砰丨更jin簡(jiǎn)單，wifu成本更i兄外，由子它們不需要 本地服務(wù)s資源，公云解決力"使冷介業(yè)避免了 n人的前期軟硬fi投資，使it由資木支岀轉(zhuǎn)為賢鬧。頭%可峯人多礎(chǔ)架構(gòu)都廣泛采用服務(wù)器中擬化技術(shù)，這種找術(shù)免汀單個(gè)物砰服務(wù)器衍主成多個(gè)“虛擬服務(wù)器“ ,777"個(gè)中擬服務(wù)器 都冇諱i j己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用w i g山h冒些虛擬服務(wù)s小煩i卩是夂十算機(jī)文件，創(chuàng)建個(gè)虛擬服務(wù)s所'

6、;i ft吋m只 +inr連、:個(gè)新的物理服務(wù)器的小4分。w此，人壞塊使企業(yè)的應(yīng)用和服務(wù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高子傳統(tǒng)壞塊。砌'駝徑:人多數(shù)云方案都利用虛擬化帶來的靈活性，使用/|根據(jù)需求的變化而動(dòng)態(tài)地增加或去除處理與儲(chǔ)存能力。云計(jì)算如何影響訂基礎(chǔ)設(shè)施維持可用性和提供充足的供電和制冷能力對(duì)子傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心竹觀人員來說是k期存在的挑戰(zhàn)。然而，由子種種原w,云數(shù)據(jù)中 心的管理人員要解決那些問題會(huì)更加m難。供電與制冷人多數(shù)云基礎(chǔ)架構(gòu)用子衍主虛擬機(jī)的服務(wù)器硬件都比典型的單-功能的服務(wù)器更人jl.更穩(wěn)定。m吋也得到更為廣泛的利用：a平均 非虛擬服務(wù)器以5-15%的處理能力運(yùn)行吋，平均虛擬主服務(wù)器在任何吋候的

7、利用率可能高達(dá)80%o鑒子這兩種原w ,人多數(shù)工數(shù) 據(jù)巾心的虛擬主服務(wù)器都比傳統(tǒng)服務(wù)器需要更多的供電，配電裝置（pdu）、配電盤和不m斷電源系統(tǒng)（ups）的負(fù)擔(dān)也 更i'金業(yè)部署刀片式服務(wù)器來宿主其虛擬服務(wù)器時(shí)尤其如此。刀片式服務(wù)器采用多個(gè)即插即用型處理裝置，它們共亨公共的電氣 系統(tǒng)、電源、風(fēng)扇、電纜和存儲(chǔ)器。這樣的安排節(jié)竹了數(shù)據(jù)中心的卩地面積，簡(jiǎn)化了硬件管理，并提高了 it靈活性。然而，這同 時(shí)也人大增加了運(yùn)算密度。結(jié)果，刀片式服務(wù)器產(chǎn)牛人s的熱，從根本提高了機(jī)柜級(jí)供電要求。確實(shí)，-一個(gè)典型的傳統(tǒng)服 務(wù)器機(jī)fe可能需要4至6kw電力，而個(gè)典型的布滿刀片式機(jī)架的機(jī)樞則可能需要高達(dá)30

8、kw的電力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過許多電源和冷 卻系統(tǒng)的處理能力。電源密度級(jí)受保護(hù)設(shè)備數(shù)機(jī)柜功率標(biāo)準(zhǔn)密度中等密度5/5臺(tái)1u服務(wù)器1530臺(tái)1u服務(wù)器42臺(tái)以上1u或2-3臺(tái)刀片式5.8to15kw服務(wù)器超高密度4-6臺(tái)刀片式服務(wù)器15 to 30 kw圖人多數(shù)云基礎(chǔ)架構(gòu)為超高帑環(huán)境,機(jī)柜級(jí)供電要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高t傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)屮心。可靠性人多數(shù)2； 汁算環(huán)境人fi采用虛擬化技術(shù)對(duì)可用性具彳j柬要影響。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)屮心，每個(gè)服務(wù)器通常只支持種應(yīng)用。而 在虛擬化的云計(jì)算數(shù)據(jù)屮心，_ 一個(gè)主服務(wù)器可以支持兒種或多種應(yīng)用。w此，_，u主機(jī)發(fā)生故障，將會(huì)影響人批用戶和企 業(yè)職能。此外，令云計(jì)算利虛擬化如此吸引人的靈活性也能夠在

9、有懣無懣間導(dǎo)致停機(jī)。沒有止確的管理，在數(shù)據(jù)中心內(nèi)或跨數(shù)據(jù)中心 的突然轉(zhuǎn)移工作負(fù)荷會(huì)造成電路過載或冷卻系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重，進(jìn)而使關(guān)鍵的系統(tǒng)崩潰。基于云基礎(chǔ)架構(gòu)的供電與冷卻策咯it及設(shè)備管理人員可以通過實(shí)施卜一述策略來應(yīng)對(duì)為云環(huán)境提供供電和冷卻的n人挑戰(zhàn)。采用模塊式供電與冷卻系統(tǒng)組件任何云數(shù)據(jù)中心的管理者都不希教蕪供電和冷卻能力無法滿足客戶需求。另一方面，在未來需要之前過¥地提前部署額外能 力會(huì)浪費(fèi)人fi的時(shí)間、金錢和資源。采丿ij模塊式供電系統(tǒng)紐件是“種更理想的作法。這類產(chǎn)品使您能夠隨著需求的增長(zhǎng)而快速、遞增式地提高能力。例如，川丁小獲 云環(huán)境的模塊式可擴(kuò)展型ups可以基子能夠安裝在禰準(zhǔn)設(shè)備

10、機(jī)fe內(nèi)的12kw組件，提供高達(dá)50或60kw的供電能力。隨冇需求的増 l（ , it人員可以插入兄-個(gè)12kw組件，供電能力（在本例巾）從12kw增加至n+1架構(gòu)的60kwo此外,基子機(jī)fe的模塊式供 電 系統(tǒng)組件都傾向于采用緊湊結(jié)構(gòu)，且易于安裝，這就使其菲常適用于技術(shù)人員會(huì)經(jīng)當(dāng)移動(dòng).改變和增加基礎(chǔ)設(shè)施資源的快節(jié)奏 的云數(shù)據(jù)中心。ups供電模塊的規(guī)模小到3kva ,人到1,000kva以i:。素來說,企業(yè)應(yīng)該部署比成品模塊預(yù)汁滿容fi小46倍的ups模塊。來 的電源耍求欖塊化ups的 12kw n+1擴(kuò)展圖2:模塊式電源組件讓您根據(jù)需求的不斷增長(zhǎng)而遞增式地s高能力。部署被動(dòng)式冷卻系統(tǒng) 現(xiàn)在，

11、人多數(shù)企業(yè)都在弗服務(wù)器所在褸g的周部署機(jī)房'個(gè):調(diào)（crac）裝置來解決數(shù)據(jù)中心產(chǎn)中的熱巧。許多公司還采用''熱通jh 冷通“武wfiii對(duì)指w的服務(wù)器機(jī)祀只紀(jì)置了熱風(fēng)排出或者冷風(fēng)吸入。這就產(chǎn)土了對(duì)流循環(huán)，從而形成冷卻的連續(xù)氣流。然而,雖然這類技術(shù)基本足以應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)屮心的需求，但卻往往無法處理云基礎(chǔ)架構(gòu)產(chǎn)生的n人熱e。w此,公共和私有 云環(huán)境通常需要更先進(jìn)、更強(qiáng)人的冷卻技術(shù)。upsups過配備帶冇變頻驅(qū)動(dòng)或電子整流（ec）扇的cracfl i機(jī)w節(jié)s （crah）系統(tǒng)來降低與冷卻相關(guān)的耗電巧。變頻驅(qū)動(dòng)1上'個(gè)： ec 采用"智能"電機(jī)，根據(jù)

12、z （流的需求r運(yùn)行得更快或更慢。圖3在最初施工時(shí)可以加裝帶快速接頭的地板盡管它們會(huì)增加施工成本。追求更低前期成本和更高運(yùn)行效率的公司可以安裝被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)。它們的機(jī)殼t裝冇-個(gè)氣密的后門和煙閔，用于收集來 d服務(wù) | 4.jj將諱冇拽弓i導(dǎo)罕crac裝置i :的冋風(fēng)管道巾。然后-,crac裝置對(duì)排風(fēng)進(jìn)行冷卻jj|r新掀隊(duì)被動(dòng)式系統(tǒng)要求 機(jī)fe從前到后都具冇較強(qiáng)的氣密性，以便與由crac裝置進(jìn)入的冷風(fēng)混合的服務(wù)器熱風(fēng)以巧少。通過比普通的熱冷通道技術(shù)更徹底 地分離冷風(fēng)和熱風(fēng)，設(shè)汁合理的被動(dòng)式冷卻系統(tǒng)甚至能以低成本使灼熱的30kw服務(wù)器機(jī)樞在安：t:溫度卜一運(yùn)行。crac電纜槽電纜槽氣設(shè)備等勺被動(dòng)

13、心!琢統(tǒng)晰氣密的機(jī)殼和!&囪右熱風(fēng)與冷風(fēng)混介前聊出數(shù)據(jù)中心,jam敬建造多個(gè)設(shè)備間提供公云服務(wù)的人型數(shù)據(jù)巾心通常在八服 務(wù) 鄰的指 定設(shè)備 m內(nèi)配備ups設(shè)備。建、:兩個(gè)設(shè)備個(gè)用子ups和供電 系統(tǒng)電氣組件，次個(gè)用tups蓄電池,這種安排的效率更高。由tups電子裝置的典®安:t: i:作媼度為35°c /95°f ups蓄電池溫度通常必須保持在25°c/77°foups有助丁降低冷卻需求和節(jié)省電費(fèi)。改善云基礎(chǔ)架構(gòu)可靠性的策咯盡管公計(jì)算使得保持正常運(yùn)行時(shí)間更加困難，f面所討論的方法和技術(shù)能夠顯護(hù)改善這項(xiàng)任務(wù)。進(jìn)行電源鏈審計(jì)打算在現(xiàn)仃數(shù)據(jù)

14、屮心的基礎(chǔ).t增加云基礎(chǔ)架構(gòu)的金業(yè)應(yīng)該在蕪部署前規(guī)劃屮包含電源鏈審計(jì)。山通過認(rèn)證的供電系統(tǒng)丁秤師 進(jìn)彳了屮汁時(shí)，電源鏈皿計(jì)何助丁評(píng)估您的供電系統(tǒng)和確圧哪個(gè)需耍進(jìn)行升級(jí)、擴(kuò)展或現(xiàn)代化（如果冇），以支持云壞境更苛刻 的要求。另外，電源鏈屮汁還能夠幫助您識(shí)別潛在的成本節(jié)約機(jī)會(huì)，評(píng)估您的供電組件的電氣安全性。為供電基礎(chǔ)架構(gòu)增加冗余度 企業(yè)可以利用如f的兀余供電系統(tǒng)架構(gòu)來提高可用性和減少計(jì)劃外停機(jī)的口j能性:n + 1 n+1架構(gòu)比保持服務(wù)器設(shè)備a動(dòng)和運(yùn)行所需的最低要求多“個(gè)ups、發(fā)電機(jī)或范它供電組件。w此,如果任何-個(gè)組件 n+130 kva 30 kva 30 kva30 kva負(fù)載 共 90kv

15、a圖 5:肌兩技術(shù)聞?lì)}或維爐耍求而九n舟供電體系綿帥朋繼續(xù)工作。2 (n): k對(duì)子人型云環(huán)境是“個(gè)不錯(cuò)的選擇，2 (n)架構(gòu)的特點(diǎn)是冇兩個(gè)獨(dú)./:但相m的供電路較.何:個(gè)都能ufr支持整個(gè)架構(gòu)。在 ih常情況k ,兩個(gè)供電路ft均按50%供電能力工作。然而，如果-個(gè)路ft發(fā)土汁劃內(nèi)或汁劃外停機(jī)，兄-個(gè)就會(huì)臨吋按100%供電能力運(yùn)行來進(jìn)行補(bǔ)償。個(gè)獨(dú)立的供電路徑。那樣，即使桀個(gè)動(dòng)2n力總成都關(guān)機(jī)進(jìn)行維修或維護(hù)，服務(wù)器仍然可川。服務(wù)器采用雙電源加冗余ups側(cè)電源側(cè)電源圖6:甩(n)電源架構(gòu)利用獨(dú)時(shí)啦的供隔徑。如果任何-個(gè)路抒發(fā)生故障,片個(gè)會(huì)u動(dòng)補(bǔ)償。部署復(fù)制軟件為了進(jìn)一一步提高可靠性，云數(shù)據(jù)中心管

16、理人員可以使用基于軟件的兀余技術(shù)，如：復(fù)制。復(fù)制解決方案持續(xù)捕獲所保護(hù)的服 務(wù)器t發(fā)生的變化，然后接近實(shí)時(shí)地將其復(fù)制到備份服務(wù)器屮。如果主服務(wù)器發(fā)生故障，則備份服務(wù)器能夠迅速介入，從 而確保無縫的可用性。利用實(shí)時(shí)遷移軟件利用許多服務(wù)器虛擬化解決方案中內(nèi)建的實(shí)吋遷移功能是兄-個(gè)冇效的基子軟件的可靠性策略。實(shí)吋遷移系統(tǒng)，如：vmware公司 的在線遷移(vmotion)解決方案,i上管理員能夠兒乎m吋地將虛擬服務(wù)器由-個(gè)物理主機(jī)遷移至兄-個(gè)物理主機(jī),以解決技 術(shù)問題或滿足維護(hù)要求。假如-個(gè)物理服務(wù)器有即將發(fā)生故障的跡象，技術(shù)人員就町以利用實(shí)時(shí)遷移軟件迅速地將其焜擬機(jī) 轉(zhuǎn)移至另一個(gè)宿主機(jī).t,直到問

17、題解決為止。部署集成管理軟件清潔、可靠的電源是云基礎(chǔ)架構(gòu)作為處理能力和存儲(chǔ)空間成功運(yùn)行的關(guān)鍵。那么，為了讓云數(shù)據(jù)屮心保持平穩(wěn)運(yùn)行，管理員 需要關(guān)子苒it資源和電力資源的完整的最新信息。現(xiàn)在，許多云操作人員都利用獨(dú)、:的竹現(xiàn)具來監(jiān)測(cè)諱服務(wù)器和電源環(huán)境。 然ups pdu8/8例如,最新發(fā)布的伊頓公司（eaton）能電源管理器（intelligent power manager）軟件和vmware的虛擬巾心服務(wù)器（vcenter serverintelligent power manager vcenterupsvmotion從最終用戶的角度來說，最終結(jié)果就是持續(xù)的正常運(yùn)行?；釉频能浖?、平臺(tái)和基

18、礎(chǔ)架構(gòu)解決方案提高了 it運(yùn)營(yíng)的效率和靈活性。w此，許多企業(yè)現(xiàn)在都在開發(fā)和利用公和私冇云， 并且在接f來的兒年ti會(huì)冇更多的企業(yè)加入。然而，云計(jì)算也使數(shù)據(jù)中心遭受到更大的新床力。云基礎(chǔ)架構(gòu)廣泛利用了虛擬化和更強(qiáng)大的服務(wù)器（包括刀片式服務(wù)器）和 技術(shù).顯若地提高了機(jī)柜級(jí)供電和冷卻耍求。此外，云數(shù)據(jù)中心-般是動(dòng)態(tài)環(huán)境，虛擬工作負(fù)荷在物理主機(jī)之間口由的遷移。 它增加了 it業(yè)的靈活性，但也會(huì)導(dǎo)致電路損壞及弗它致使服務(wù)中斷的電氣問題。為了掌控這些挑戰(zhàn)，各企業(yè)應(yīng)該采用能夠提窩其物理及虛擬環(huán)境（包括供電和冷卻系統(tǒng)）可靠性和兀余度的技術(shù)和工藝。它 們包括模塊式電源組件.被動(dòng)式冷卻方案、復(fù)制解決方案和實(shí)時(shí)遷移軟件。另外，對(duì)物理及虛擬系統(tǒng)進(jìn)行適a的臨控將有助 于企業(yè)更加輕松地管理其基礎(chǔ)設(shè)施?？傊?，這些工具和策略能夠幫助任何公司可靠而低成本地享受云計(jì)算的力關(guān)于eaton伊頓公司（eaton corporation）是家多元化的動(dòng)力管理公司，2009年銷售額達(dá)119億美元。伊頓公司在許多工業(yè)領(lǐng)域都是企球領(lǐng) 導(dǎo)