统一计算因何成为数据中心热点话题

如今的数据中心架构正在发生着意义深远的改变，自局域网得到大规模普及以来，IT领域发生的最显著变化可能就是IP与存储网络的统一。

看到这里你可能会想：向新一代数据中心体系架构迁移听起来像是专为经济繁荣时期计划的一项盛事。但是假使考虑到潜在的长期成本和运营灵活性收益，首席信息官和他们的顶级IT体系架构就必须从现在开始计划统一基础架构的影响。这种转变已经不仅仅是利用以太网光纤通道来运行存储流量那么简单了。而是在万兆以太网基础上建立一个独立的统一网络架构，用万兆以太网来承担数据中心的各种流量，从数据到声音到存储到高性能集群都应如此。

思科系统公司首席技术官Padmasree Warrior在他的博客中写道，目前的数据中心面临的问题是"他们是虚拟化的孤岛"，虚拟化服务器，存储设备和网络都是分开管理的。在她今年初的博客上也进行了很多类似的讨论，Warrior表明了思科整合这些管理孤岛的远景规划。思科公司希望能提供数据中心统一计算战略的细节，本周一的新产品发布就是其中的一步。

思科的想法正确与否？自从针对数据中心的灵活性和自动化研发虚拟IT资产的机遇成为人们追逐的目标，这似乎就成为不可避免的发展路线。那家厂商能成为这种体系架构的中心依然是有待时间和市场来证明的问题。

统一数据中心基础架构从长远来看有两方面的优势。一个好处是能降低成本：因为能提高利用率，减少线缆和网络连接，所以能降低基建投资。更重要的是，统一数据中心有望降低运营成本，由于能实现数据中心管理自动化，简化工作负载的同时也减少了所需的劳动力成本。并且与对存储和网络管理分别管理的方式相比，数据中心只需一个基础架构团队就能实现整个统一管理。

第二个好处是统一基础架构能通过虚拟IP和光纤通道存储网络增加IT的灵活性，通过单一的控制台就能实现管理需求。不再需要安装新的应用软件，改变存储容量，对电缆重新分配或者按照存储和网络团队的互联需求来做出改变。统一数据中心基础架构有望让企业与处理能力，网络带宽和他们随着需求改变进行分摊的存储容量等统一模式结合的更加紧密。

不过统一基础架构还必须采取严厉的措施：按月来和准备现金流而不是按年。厂商不能提倡重新替换战略，向需要采购新硬件的统一基础架构方向发展。任何硬件投入都需要经过详细审查。

那么统一基础架构为什么成为目前讨论的热点话题了呢？原因之一是思科和竞争对手都在积极筹划统一计算。Warrior的博客内容就已经初见端倪，众所周知思科公司正在研发代号为"加利福尼亚"的刀片服务器，它将交换机与存储，数据网络流量和虚拟化管理都集中在刀片服务器中。思科在本周一公布了统一计算战略的细节。此举可能会让思科公司处于与他们的合作伙伴-诸如IBM和惠普相竞争的对立地位，要知道IBM和惠普都是知名的服务器制造商。Warrior在最近的视频中坦承，为了巩固和争夺市场，你将看到行业领军人物以新的方式展开激烈竞争。

统一基础架构获得关注的另一个原因是向虚拟化的大举挺进也在暴露自身的问题。数据中心架构师需要虚拟服务器有更多的连通性，因为与过去服务器仅用于一种应用软件的时代相比，现在的虚拟机要用于多种用途，那时的服务器所需的连通性是相对有限的，而目前的服务器需求的连通性要求已经大大提高。除了存储和网络方面面临的难题外，架构师在分别管理物理服务器和虚拟服务器时经常会为日益增长的复杂性头疼。

激发统一计算的最后一个因素就是即将获批的全新以太网标准，将实现整个以太网存储流量的无损耗传输。

在短时间内，这种统一应该被看成是能简化管理的成本牵制战略，虽然多数简化行为都是物理层面，而非逻辑层面的。

但统一基础架构真正的价值在于操作的灵活性。如果厂商能交付统一，虚拟的基础架构--逻辑基础架构的管理像物理基础架构的管理一样统一化，那么只需一个IT团队就能实现对整个网络的运营，监控和管理，使用一个控制台就能管理存储和标准IT的流量。

目前的问题

在上世纪90年代末，企业为了共享存储系统建立了独立网络，利用光纤通道来连接存储阵列。同时以IP为基础的本地区域网的使用也向服务器到服务器互联，服务器到客户互联，IP电话传输以及与许多其他服务连接等方向发展。结果就是如今的数据中心被自己的基础架构困住。

数据中心面临的物理问题是服务器本身和用来连接这些服务器到其他应用环境的电缆。通常服务器至少有2个双端口光纤通道总线适配器来连接存储，两个双端口网络接口卡来连接IP网络。这四个卡插槽和12个线缆插件意味着可供扩展的空间寥寥无几，大量的散热，无数的线缆和大面积的数据中心占地空间。从管理的角度来看，这需要IT部门事先计算好物理光纤通道的配置，进行安装，一旦工程正确完工就尽可能不再去碰它。

根据思科系统和博科通讯这种领先厂商的说法，解决方案是研发基于融合增强型以太网或者思科数据中心以太网的统一基础架构，这两种标准以太网的设计都是为了将存储以太网规格扩展到万兆。思科将其冠名为DCE，他们认为这与CEE的名称是一致的。

思科的目标就是通过统一网络界面和单一电缆运行存储和IT流量。甚至分配给服务器一个二级接口和用于冗余的电缆通道，这种安装方式可以将电量的数量从12减少到2个，主总线适配器/网络接口卡也能从至少4个减少到不到2个。

这种标准能让IT团队按照特定流量的优先级来进行工作负载分配，比如将60%的带宽分配给存储。这种标准还能根据特定的输入/输出流来暂停命令；暂停所有的通讯。按照目前的以太网环境，可能会和应用软件产生冲突。DCE包括多通道能力，能提高大型网络的可靠性。

或许与以太网光纤通道，相关CEE和DEC有关的最重要的事实是他们目前还没有得到标准的认可。厂商并不希望发生太大的改变，由于这些标准是统一计算的基础组成部分，因此这也给了首席信息官们更多等待的理由

以下是笔者对统一体系架构的大致观感。一端是连接到融合网络适配器的以太网，融合网络适配器目前由Emulex和QLogic提供，很快会使用博科和其他厂商的产品。这些融合网络适配器替代了目前服务器中使用的四个网络接口卡，能对用于操作系统的任何协议-包括光纤通道，IP流量或者以太网光纤通道进行转化。

在基础架构另一端的是以常规光纤通道为基础的存储系统。不过他们不是用于存储阵列的本地以太网光纤通道连通性（虽然某些厂商宣称很快就会实现）。无论如何思科公司不会摒弃现有的光纤通道存储区域网络。因此在以太网光纤通道和本地光纤通道之间的移交必然会在基础架构中间发生。

对于中间部分，两家主要的基础架构提供商思科和博科之间在分类方面存在分歧。思科设想的是机架顶部交换机，这种方式能让以太网光纤通道端口实现与服务器的互联。然后交换机将有可供流量上行传输到光纤通道存储区域网络交换机架构或者IP基础架构的端口。

而在博科的设想中，交换机中将有3个功能模块，比如Brocade 8000。一个是用来连接光纤通道存储的常规光纤通道模块，它也能将CEE标准端口连接到标准IP交换机的标准IP端口上，实现到企业本地区域网的连接。在以太网光纤通道基础架构构建的初期阶段，企业需要一个二级交换机来抽取各种协议，把他们发送到适合的交换机。

尽管这些方式在早期阶段听起来并不像是完全的"统一"概念，但是对于多数用户而言，必须意识到统一计算将是从服务器网络接口卡整合开始的循序渐进的战略实施过程。在实现以太网光纤通道接口在存储层面上得到普及之前，还有很长的路要走，因此未来的应用将是一个混合型基础架构。

统一基础架构并不是思科或者博科或者其他厂商自己能说了算的。毫无疑问很多厂商的系统都不能兼容共处，因为目前他们使用的是光纤通道存储区域网络系统。不过由于这是光纤通道的问题，因此系统可能会在最低级别上实现兼容，把他们混合起来可能会限制某些特性的应用。

统一投资回报率的硬参数

统一基础架构大部分的投资回报率应该来自于被降低的运营成本，特别是减少的劳动力。但是资金成本必须经过详细的审查。据我们对目前统一基础架构战略的了解，目前切实能节省的设备配置是服务器的网络接口数量和电缆的整合。

尽管用户使用的以太网卡和主总线适配器数量可以大大减少，但替换他们的融合网络适配器却要花费2到3倍的成本。最新的融合网络适配器可能能实现更多的带宽，但是这种战略不能按照卡的成本来支付费用。融合网络适配器可能会遵循类似硬件的方法：如果大批量生产成本会有所下降，当集成在系统主板上时成本也会大幅下滑。但是目前还没有适合以太网光纤通道的主板。

带宽需求是另一个需要考虑的问题。万兆以太网接口与四端口1GB卡相比，性能显然能大幅提升。这种影响在存储方面体现的就不那么明显，但是和带宽的改进相结合可能会增加交换机的成本。

但是最直观的资金投入是企业需要采购多少新的物理服务器，数据中心是否会耗尽交换机基础架构的端口。如果企业要大规模增加服务器数量，那么相应的端口能力和带宽压力都会增加，随着统一基础架构设备，管理软件和标准逐渐成型，特别是2009年底或2010年扩展行动开始展开，那么以太网光纤通道才会显得有意义。

虚拟化在统一计算中的激发的兴趣也会令人头疼，但是这也正是其价值所在。提议标准的某些特定能力应该允许虚拟化实现更大的灵活性，比如在预先安装虚拟机基础上对带宽区分优先级。目前这项工作是通过IP和光纤通道主总线适配器设备来完成的，如果用多用途统一基础架构来实现就更有价值。这是因为统一基础架构能允许运行在单机版服务器上的应用软件有权访问虚拟存储，让基础架构经理确保应用软件的性能服务水平。密集的虚拟化部署能降低数据中心的成本，提高虚拟化项目的投资回报率。

一切有待时间来证明

目前任何投资都需要慎重考虑。这也能理解为什么很多企业在和网络厂商讨论统一基础架构时都表现谨慎。

一家金融技术和服务提供商的首席信息官不无担忧的说，统一计算战略-配置交换机和融合网络上适配器卡所需的基建费用会将整合服务器所节省的费用抵消殆尽。

一家油气公司认为他们今年已经采购了足够多的服务器来为统一战略做准备。但是公司的首席信息官表示，企业要等到所有的标准都得到认可，新的基础架构可靠性得到验证才会有所行动。

另外一家没有配置大量服务器的油气公司则通过在他们的新服务器上配置以太网光纤通道卡来为统一基础架构做准备。公司的基础架构经理表示，公司计划下个季度购置一台访问层以太网光纤通道交换机。

推荐方案

那些正在新建数据中心或者准备大规模扩建的企业应该考虑统一基础架构。但是许多企业都在尽力避免新建数据中心，至少要到经济形势好转以后才会考虑这个问题，他们将整合服务器作为可行方式之一。他们的最佳战略是什么呢？

一家统一数据中心绝不是真实世界中数据中心预想的样子，即使多数有影响力的技术厂商都在蓄势以待。对首席信息官来说制定未来几年中的应对服务器增长的计划是非常重要的--现在就应该开始行动，如果统一战略是他们追求的目标，那么从现在开始任何他们购买的设备都应该支持统一基础架构。在这种进步中唯一可能拖后腿的就是物理存储系统，物理存储系统将反映出未来光纤通道的每个方面。

没有使用以太网光纤通道的企业也能实现性能的大幅改进。多数厂商称明年就能实现8GB光纤通道连通性成本的大幅降低。博科甚至对16GB光纤通道也做出承诺。其他的网络接口卡和交换机提供商在未来也有望实现这些升级。

由于经济原因厂商不会用以太网光纤通道代替现有的基础架构。这种循序渐进的过程将为按需配置的统一基础架构奠定基础。这种循序渐进的过程还意味着能将光纤通道交换机和IP基础架构1GB以太网刀片上的投资最小化。随着以太网光纤通道的配置，随着时间的推移它还能减少电缆的占地空间和管理成本。

交换机的成本通常也是个不小的障碍，原因之一是人们都在迫切等待着思科统一基础架构战略的出炉。如果在目前模式下增加服务器（使用的端口数量是统一基础架构端口数量的4倍）将迫使企业购买一台新的交换机，这样不如购买一台以太网光纤通道交换机。

企业还应该跳出统一基础架构的思维去解决战术问题，诸如维护多重网络接口卡的成本和复杂性，服务器背后堆积的成捆的电缆以及更多IP带宽的需求。从战略上来说，企业希望在不扰乱下层物理基础架构的前提下，节约成本，增加动态重新分配资源的灵活性。如果厂商能实现这一点，那么首席信息官就会乐于去尝试。