IBM吴方：企业服务器应用顽疾与克服窍门

2012年是《纲要》落实元年，中国企业信息化步伐加快推进已成不可逆的趋势。然而，由信息化建设带来的数据中心规模成倍增长，数据中心复杂度成倍提升，服务器数据量急剧增加，随之服务器的占地面积以及服务器的散热、供电等能耗量大幅上升给整个环境社会带来沉重的能耗负担。想象一下，单从电力方面思量，倘若未来城市电力供应的增长无法满足IT系统电力能源消耗的快速上升，整个城市的电力供应将出现怎样的“惨不忍睹”?此外，服务器利用效率低下问题突出，根据IDC对数据中心的调研，通常服务器的平均利用率不超过25%。那么中国企业在使用服务器时遇到的顽疾有哪些?如何克服?如何在关照节能绿色的基础上合理选购与优化管理服务器，在IT基础设施端做好推进信息化建设的准备?对此，笔者走进IBM数据中心，采访一线技术工程师吴方，寻求答案。

当前中国企业数据中心服务器架构： X86架构服务器占幅90%

谈到服务器应用，首先应该了解中国企业的服务器架构选型情况。根据吴方工程师介绍，各类企业中90%以上的服务器为x86架构服务器(传统x86服务器)，non-x86 Unix服务器在企业中所占比例很少。然而non-x86 Unix服务器往往担负着一些关键的业务应用，在金融业部署中则有部分使用大型主机(mainframe)，这些大型主机作为金融业全国性业务网络的一部分，地位不容忽视。

而具体到具在x86服务器中，机架式服务器占据绝对的主导地位。传统使用塔式服务器的教育行业和小型制造业等也逐步在使用机架式服务器，随之，塔式服务器也逐渐被淘汰。而随着数据中心成本的提高，对高密度服务器的需求日益增大，更多的大型企业开始关注刀片服务器的应用。

当前中国企业服务器应用存在顽疾：能耗惊人+成本居高

根据吴方工程师所在的团队对某城市部分企业CTO或信息技术经理的调研显示，目前， 正在大量使用X86服务器或者non-x86 Unix服务器的企业正面临五大顽疾：

【1】能源消耗严重：大量在用的服务器每天消耗的电力资源惊人。同时，为了确保这些服务器正常运转，所需的配套电力资源也相当可观。这使得企业需要承担高昂的电费支出，与此同时也严重地影响到城市的能源分配，使得城市能源需求逐年上升。

【2】环境影响堪忧：除服务器散热对大气的影响外，为服务器供电所产生的燃料消耗也是重要的环境影响因素。目前我国的电力供应仍主要依赖于火电厂，而火电厂工业锅炉的燃烧产生的污染物是目前大气的主要破坏因素之一。

【3】建筑资源消耗：目前许多家企业拥有数千台甚至上万台服务器。这些服务器及其配套设施所占空间不断膨胀，使得企业的机房面积也被迫不断加大。在工、商业用地有限的局面下，机房对土地资源的消耗成为不容忽视的问题。

【4】维护成本巨大：企业在发展壮大过程中，作为向企业提供决策支持的数据中心要能适应业务灵活多变的需求，这就使得企业拥有服务器的数量不断加大，随之带来高昂的维护成本。同时，服务器数量得增加，使得企业的系统软件许可证费用、应用软件开发费用也不断增加。

【5】人力资源浪费：服务器的增加导致企业需要占用更多的技术人员来对这些设备进行维护和保养，一方面使得企业的IT支出进一步增加，另一方面也使很多技术人才难以投入到更有意义的业务设计和技术创新工作中去。

中国企业服务器应用存在顽疾的根源：IT系统相互独立 采购流程繁杂

【1】 IT系统相互独立，整合困难：根据吴方工程师解析，各业务部门对系统需求的差异造成了IT系统相互独立，整合困难，利用率低，能耗大。由于系统应用的需求直接来自于业务部门，IT人员只是在采购系统产品的过程中提供相应产品信息，并不能直接对系统的构建做重大的改变。因此，众多的业务部门采购的产品种类繁多，而且往往不能相互兼容。而系统的整合、资源的整合就更是难上加难。这使得企业的系统呈现使用率低，能耗大的现象。

【2】 采购流程繁杂，效率低下：不能充分理解IT采购的真实意图，使得最终采购的IT设备不能实现最初的目标，导致效率降低。对于企业需求的系统产品，企业在采购时往往需经多个部门的审批。在采购流程上的层层批复成为采购预算直接缩减的原因。这使得很多企业的IT采购直接受到影响。

中国企业服务器应用顽疾克服窍门：绿色计算：虚拟化+云计算

克服服务器应用顽疾，吴方工程师指出，实施“绿色计算”是解决这些问题的最有效解决方案。利用先进技术，将运行在大量的x86或non-x86 Unix服务器上的工作负载，移植到数目较少、运算能力较强的服务器上，可以有效减少服务器的数量，从而达到节能、环保、降低企业成本的目的。而实现绿色计算，虚拟化技术与云计算平台是一大选择。那么究竟真正的虚拟化技术是什么，采用虚拟化技术可帮助企业实现什么效益呢?云计算平台建设又将如何构建?

吴方工程师认为，服务器虚拟化，需要虚拟化的不仅仅是CPU和内存，还需通过对I/O的虚拟化来实现对网络适配器、SCSI设备等服务器内部设备的虚拟配置，从而使得云计算平台对资源的使用更加灵活方便。

对于虚拟机的划分，一般来讲会以服务器的CPU或CPU中的内核为单位进行划分。但是云计算的灵活性要求虚拟机的切分达到更细的粒度。虽然对于操作系统来说，虚拟处理器总是以整数的方式分配，但每个虚拟处理器可以代表1%个甚至0.1%个CPU(或CPU内核)。这样，通过0.1%个CPU粒度的虚拟机划分，可以在业务应用变化时更精确地为其分配处理器资源，从而达到系统的最优化配置。同时，在某些需要按使用量进行费用核算的场景，这种更细粒度的虚拟机划分可以使费用的计算更加精确，并使得最终用户按使用量付费时的成本最低。 吴工认为，倘若企业能够合理的采用虚拟化技术，企业将可以获得以下显著的收益：

【1】 削减服务器数量：在有较好的管理能力的情况下，采用虚拟化技术，可以实现大规模的服务器缩减，提高单位服务器的使用效率。

【2】 减少管理复杂程度：在传统的数据中心部署中，需要大量的IT人员对服务器、存储进行管理、配置、监控和故障排查。原因在于大量的服务器部署和未经整合的各类应用，都需专职人员管理。通过应用虚拟化技术，物理平台和应用平台可以得到较好整合，从而节约大量人力资源，同时可以实现集中的管理云计算平台应用。

【3】 实现动态管理云计算应用：云计算平台上通常都会部署多种应用来服务用户，然而这些应用会存在不同应用负载以及不同高峰运营时间，通过应用虚拟化技术、虚拟机作为应用的重要载体，可实现动态的迁移，从而利用计算平台的资源，实现云计算平台的动态化管理。

【4】 节约能源：在传统的数据中心部署中，大量的电力耗费来自于冷却设备。通过应用虚拟化技术整合服务器后，服务器数量的缩减可以有效的减少冷却面积，从而节约用于制冷的设备投入和电力消耗。

虚拟化技术的高级阶段是云计算，实现减耗增效，搭建云计算平台，缓解单纯的物理服务叠加带来高能耗高污染，是企业可以借鉴的方式。 其实不少企业都懂得该方法。然而，落实到具体的做法，有些企业容易丈二和尚摸不着头脑， 吴方工程师给企业进行私有云平台搭建提出了建议，吴工建议企业部署私有云时需注意如下五点：

【1】 适用性：云计算平台运行不止一个甚至不止一类应用，选择适用的设备是必要的。例如在运行基于互联网或增值应用时，通常开放架构的x86服务器会具有较好的适用性。但是在运行某些复杂应用比如数据库应用，对安全性和稳定性需要较高时，采用安全性和稳定性兼具的服务器就是适用的选择。这一原则的贯彻，将帮助云计算平台实现计算能力和计算资源的优化。适用性对于搭建一个成功的云计算平台来说是首要的原则。

【2】 开放性：云计算平台区别于传统数据中心的一个重要特征就是其对于应用的开放性。具体说来，在云计算平台运行中，可能陆续有不同类型的应用、服务被接入，尽管可以在接口类型等方面有具体的标准规范，但是采用相对主流、开放的硬件架构、操作系统，对新增应用的无缝接入是必要的。

【3】 兼容性：云计算平台硬件系统的兼容性表现在服务器接口、芯片种类、存储接口和架构等各个方面。例如，由于云计算通常会采用虚拟化技术来实现动态的管理，提高服务器和存储利用率，但是CPU对虚拟化技术的支持又是有差别的，这时，就需要选择对主流虚拟化软件兼容性较好的服务器和CPU来支持虚拟化的部署。同样，在网络设备中，如果要实现虚拟机跨网段的自由迁移，也需要路由器能够对这一功能具有很好的支持和兼容性。

【4】 高密度：云计算平台的硬件选择，也需要考虑环境和空间的布置。传统的服务器需要占用大量的机架、空间，消耗大量的电缆和辅助材料。另外，空间的占用也会带来管理的困难，增加维护成本。为了营造一个高效的云计算平台，需要在硬件搭建时就考虑如何有效的节省机房空间，最好采用垂直扩展能力较强的服务器平台。

【5】 绿色：对于云计算平台来说，实现绿色IT也是一个重要的、需要遵循的构建原则。规划较差的平台，会消耗更多的服务器、存储、网络设备，从而增加对这些设备提供冷却的精密空调数量，消耗大量的电能。这些消耗对于云计算平台来说，通过规划是完全可以避免的。另外，除了选择能耗较低的硬件产品，对冷却系统本身，在规划风道、出风方式、硬件格局等方面，也需要进行合理规划。