01-绿色数据中心与软硬件资源优化整合

软硬件资源优化整合与绿色数据中心THEOPTIMIZATIONANDCONSOLIDATIONOFRESOURCESINGREENDATACENTER国网信息通信有限公司（SGITCo.Ltd）二零零九年七月报告的主要内容传统数据中心的建设及发展1绿色数据中心的概念提出2绿色数据中心如何建设3资源优化整合技术绿化数据中心4电力信息化所进行的有益尝试5传统数据中心的建设与发展提供软硬件资源设备的集中保护提供安全可靠的业务运行环境提供适宜设备运行的温度环境提供稳定快速的网络连接环境传统数据中心的建设与发展效率高，数据共享；数据量大，但缺乏有效的汇总分析效率低，数据无法共享效率高，数据部分共享形成数据大集中局面。效率高，数据共享；能够将海量数据进行挖掘、钻取和分析，转化为企业可用的辅助决策信息。传统业务模式部分业务信息化全面业务信息化数据中心建设传统数据中心建设面临的痼疾物理环境•高投入•高能耗•运维压力大IT设备•高配置•低使用•资源利用低应用管理•周期长•部署难•灵活性不足绿色数据中心概念的提出能源价格急剧攀升机房空间不断缩小越来越多海量数据信息技术方面的进步带来的数据中心部署方式的变革绿色数据中心已有标准主要针对计算机信息中心多针对基础设备层面的技术需求已有标准已逐渐不符合当前的发展需求绿色数据中心如何建设数据来源：2007年绿色数据中心需求调查技术多元绿色数据中心如何建设数据来源：2007年绿色数据中心需求调查需求多样设计科学合理设备节能环保绿色的标准难以制定满足IT环境的稳定运行确保IT环境的可扩展性绿色数据中心如何建设建设标准的缺失需求的多样性认知度的差异实现方法的多元性原则一原则二软硬件资源优化整合软硬件资源优化整合技术应用的背景原有基础设施难以彻底改造，改造的投入成本过高新技术、新设备的可靠性和可用性尚需验证现有部分设备性能已无法满足应用需求，但资产生命周期未完结，无法淘汰部分新投运设备性能配置高，业务应用尚未充分利用资源，造成资源浪费设备能耗稳定，不会因利用率高低而产生能耗的变化部分业务应用系统建设初期的投入考虑，存在高可用性、负载均衡方面的不足在原有的数据中心和业务应用系统基础上，保证业务系统的连续性，避免较大规模的制冷和供电设备的改造负载均衡和群集技术基于虚拟化技术的动态资源调配和热迁移软硬件资源优化整合技术应用的背景基于逻辑分区技术的资源整合调配电力信息化所进行的有益尝试X86服务器的虚拟化改造核心业务应用系统的耦合改造小型机的虚拟化改造国家电网公司西单和白广路数据中心减能耗增效率分级分域原则实施小型机的虚拟化改造逻辑分区技术逻辑分区技术逻辑分区技术小型机的虚拟化改造序号条目整合前整合后降低量1小型机数量6台3台.3台2设备采购费用600万元300万元300万元3占用信息机柜数31.51.54占用UPS电源容量7.2KW3.6KW3.6KW5占用空调制冷容量7.2KW3.6KW3.6KW6年耗电量63072KWH31536KWH31536KWH小型机逻辑分区改造后的成果比对负载均衡和群集技术耦合应用各业务系统均采用了基于B/S模式的三层架构使用统一的中间件和数据库产品，版本一致使用统一的操作系统平台各业务应用系统独立设计、独立部署各业务应用系统硬件配置初期投入高，利用率低统一中间件&统一数据库耦合前系统局域网应用系统应用系统应用系统用户用户……耦合方案负载均衡设备负载均衡设备OracleRAC集群心跳连接BootIPBootIP应用服务器应用服务器虚拟IP数据库连接局域网系统用户系统用户负载均衡和群集技术耦合应用指标耦合前耦合后改造成效服务器数量11台4台减少7台物理服务器CPU利用率10%～15%（均）50%（均）提高了资源利用率高可用性无，存在单点故障有，单台宕机不影响应用提升了系统的可靠性负载均衡无有提升了业务的处理能力占用UPS容量8.8KW3.2～4.8KW减少5.6～4.0KW年耗电量77088KWH28032KWH49056KWH扩展性无有可以通过增加服务器提升业务处理能力负载均衡和群集技术耦合应用业务应用虚拟化技术改造VMwareESXServer将单台PC服务器抽象为一个个硬件资源池，用于多台虚拟化服务器使用业务应用虚拟化技术改造业务应用虚拟化技术改造底层VMwareESXServer的性能监控情况CPU，内存，页面交换文件变化稳定业务应用虚拟化技术改造序号条目不采用虚拟化技术改造采用虚拟化技术改造降低量1PC服务器数量50台14台.36台2设备采购费用350万元150万元200万元3占用信息机柜数8354占用UPS电源容量40KW16.8KW23.2KW5占用空调制冷容量40KW16.8KW23.2KW6年耗电量350400KWH147168KWH203232KWH业务应用虚拟化技术改造虚拟机技术的灵活性热迁移技术（LiveMigration）可以保证系统在不宕机的情况下进行资源的在线调配冷迁移技术（Migration）可以保证系统在不重新部署的情况下进行资源和性能的重新规划业务应用虚拟化技术改造设备类型名称IP地址安装软件域名PC服务器-1ESXServer1NIC-1192.168.1.1ESXServer1esx01.vmware.comNIC-2192.168.2.1PC服务器-2ESXServer2NIC-1192.168.1.2ESXServer2esx02.vmware.comNIC-2192.168.2.2PC服务器-3MonitorServer192.168.2.10VirtualCenter，LicenseServer，DNSlic.vmware.comIP-SAN共享存储192.168.1.10iSCSIDaemon无虚拟机Web服务器192.168.2.3Apache服务无交换机交换机VmwareHAESXServer1ESXServer2MonitorServerIP-SAN虚拟Web服务器业务应用虚拟化技术改造迁移总时间同内存容量有着近似的正比关系停机时间随着内存容量的增加有着缓慢下降趋势•业务系统部署的模块化•虚拟服务器的性能监视及管控•绿色数据中心相关新技术和新产品的跟踪研究各等级业务系统建设过程中，结合软硬件资源优化原则，定义相关耦合量化指标，形成标准和模块化的实施方案。完成对主流虚拟化产品的性能监控，了解主流虚拟化产品的性能管理，进一步完善管控手段，优化当前部署。绿色数据中心是一门综合学科，相关研究涉及供电、制冷和虚拟化等多个环节，如高压直流供电、自然风冷却等技术。需要进一步深入研究的问题