虚拟化:消除虚拟化给数据中心带来的负面影响

  不久以前些软件Software工程师发现运行个应用服务器是浪费这台服务器耗费了大量资源却仅仅使用了小部分处理能力目前IT部门利用服务器虚拟化好处理由的就是减少数据中心耗电量遗憾他们不知道促使他们采用虚拟化同样理由也影响到了他们数据中心效率为什么做服务器虚拟化这样好事会对数据中心效率产生负面影响呢?本文将帮助你理解这个潘多拉盒子并且提出些避免这些问题建议

  台服务器有电源、内存、硬盘、风扇、板卡、处理器和其它消耗电源组件这些组件产生某种形式有价值计算能力在服务器接通电源的后所有这些组件立即要消耗电源即使在没有任何计算任务时候也是如此这就是已知固定损耗服务器固定损耗般占服务器最大耗电量33%至50%随着处理器利用率增加电源消耗也增加但是固定损耗没有变化遗憾是没有采用虚拟化服务器般运行个应用处理器平均利用率大约是5%至10%这就意味着这台服务器每千瓦小时成本要远远高于运行10个应用/操作系统(也就是虚拟机)主机服务器

  这种情况和数据中心发生情况非常相似个数据中心在开始运行天就是个超过当前使用规模以便应付未来最大IT负荷在那个最大负荷到达的前这个数据中心运行较轻IT负荷不间断电源、变压器、冷冻器、风扇和空调都要消耗固定电量要记住重要事情是这些固定数据中心损耗占整个电费账单很大部分IT管理员认识到通过在台主机上放置更多虚拟机能够更有效率地运行服务器(也就是利用率更高)要这样做他们实际上是把更高计算工作量增加到处理器上来提高服务器效率这是最有效地利用IT资源极好解决方案但是IT管理员没有认识到他们同时还减少了数据中心能源效率换句话说通过虚拟化大部分电费账单是和物理基础设施联系在数据中心在实施虚拟化的前直以低容量运行(般是工作负荷50%至60%)在虚拟化的后些不担负任务服务器拔掉电源的后这种情况会更糟糕

  IT管理员如何在虚拟化环境中提高数据中心基础设施效率?两个最有效改进思路方法是正确尺寸和转换到紧靠热源制冷

  正确尺寸包括用可升级高效率不间断电源替换老式单模块不间断电源可升级不间断电源系统总是高效率地运行它安装了足够电源模块支持这个IT工作量例如个有61千瓦IT工作量数据中心将得到7个10千瓦电源模块支持这些电源模块将嵌入到个模块化不间断电源设备中如果这个IT工作量增加到75千瓦这个不间断电源模块就要在不关机情况下增加个额外10千瓦电源模块转换到可升级高效率不间断电源可以将运营电源成本减少50%至70%

  转换到紧靠热源制冷包括使用模块化队列空调关闭或者替换部分或者全部传统基于环境空调传统制冷设备需要超大尺寸风扇电动机以便克服冷空气在进入IT设备前走过长距离现在在活地板下面经常发现些障碍恰当地冷却个高密度机架服务器是非常困难方面基于队列冷却设备按照服务器机架同样队列进行安装这就意味着风扇电动机要小得多它们只需要向附近只有几英尺远IT设备送风传统冷却设备中风扇般以固定速度运转不管IT工作量如何这就好像是你以每分钟6000转速度开车而不管驾驶情况如何更不用说要经常加油了模块化基于队列空调配置了和IT工作量匹配可变速度风扇提供了正确选择数据中心尺寸种思路方法减少了电费账单通过紧靠热源制冷和使用变速风扇电动机基于队列冷却系统能够使风扇电动机耗电量减少大约65%

  模块化可升级基础设施随着IT工作量增加而增加使用这种基础设施数据中心能够把总电费账单节省60%以上(或者减少虚拟化应用规模)除了节省能源的外采用模块化不间断电源系统和队列内冷却设备有两个主要好处:有针对性可用性和改善容量以及改变管理

  在台主机服务器上多个虚拟机将极大地提高主机服务器重要性个电源或者热事件能够破坏整个虚拟化机架(假如没有现成备份策略话)采用模块化电源和冷却设备单个机架可以有针对性地使用N+1不间断电源或者N+1队列内冷却设备达到具体可用性水平这种有针对性可用性将节省提供不必要高电源和冷却成本减少不需要IT机架和设备

  采用模块化不间断电源系统和队列内冷却设备最后个好处是显著改善容量和改变管理想想你上次必须要安装台新服务器并且要设法搞清楚这台服务器应该安装到哪个机架上情况头脑中出现问题是“哪个机架有足够电源和冷却容量可以插入台新服务器?”或者“我会通过在机架中放入额外服务器破坏为具体机架提供冷却冗余度吗?”或者“额外增加服务器会使这个机架过热吗?”这些问题老式数据中心是不可能回答地板下面冷却不可预见性质和缺少测量电源设备

  专门用于机架具体区域模块化电源系统能够向集中管理系统实时报告电源容量状态同样由于空气路经短和有温度监视功能队列内冷却设备按照设计也拥有可预见性当这些系统实时信息发送到个集中容量和改变管理应用就消除了安装台新服务器猜测工作和浪费时间可预见性电源和冷却基础设施还允许个容量管理系统实施“如果出现什么情况将采取什么行动”分析以便理解在做任何事情的前变化产生影响

  对于虚拟化所有这些好处(包括减少电费账单)它展示了些挑战迫使IT人员很好地理解自己电源和冷却系统以保证主机服务器需要更高可用性通过采用可升级模块化电源和冷却系统这项工作被极大地简化了同时利用全面权利以减少数据中心电费账单
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