寻找构建云计算的最佳平台(组图)

云计算
一年前,当谈起“云计算”时,人们大多还认为云计算只是概念,是不知道距离实际部署与应用到底有多远的、抽象的IT理念。而现在我们每天都在使用着这样或那样的云计算解决方案。很多人已经认可云计算的优势,充分肯定了云计算可以帮助企业用户持续节约成本、改进服务交付,以及提高业务敏捷性、充分利用资源等优点。

一年前,当谈起“云计算”时,人们大多还认为云计算只是概念,是不知道距离实际部署与应用到底有多远的、抽象的IT理念。而现在我们每天都在使用着这样或那样的云计算解决方案。很多人已经认可云计算的优势,充分肯定了云计算可以帮助企业用户持续节约成本、改进服务交付,以及提高业务敏捷性、充分利用资源等优点。

然而云计算显然不是一蹴而就的,如何选择承载云计算的***支撑平台以实现最基本的云计算环境,这就不得不提云计算的三种基本服务模式:SPI。

SPI可以说是最常见的云计算服务模式的缩写,也就是软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)。

软件即服务(SaaS,Software as a Service)经常会被我们谈到,这是一种软件分配模式,其中应用程序由供应商或服务供应商托管,并通过网络(通常是因特网)交付给用户。平台即服务(PaaS,Platform as a Service)是指通过网络提供操作系统和相关服务,而无需下载或安装。而基础设施即服务(IaaS,Infrastructure as a Service)指外包用于支持操作的设备,包括存储、硬件、服务器和网络组件,这也是最基础的云计算的交付模式。

当然,云计算可以通过互联网提供越来越多的服务,有时我们听到一些厂商会称之为XaaS或是EaaS(一切皆服务),不过这是后话,我们还是从IaaS云计算的***承载平台说起。毕竟一个优秀云计算的基础架构能够提供给用户更好的性能,更高的可用性,更方便的管理,而这也和众多用户看好云计算的优势不谋而合。

云计算- 数据中心未来方向

CIO与IT经理们显然不能满足于只是将云计算的优势挂在口头上,他们关注的是,在日益激烈的市场竞争与金融态势下,IT部门如何才能做到减少资本支出和运营费用、提高服务质量,提供新服务以帮助业务增长并降低成本、降低业务风险,确保所有业务数据和交易处于合适的安全和弹性级别,在控制成本和管理风险的同时,增加快速交付新服务以捕获机会的能力。云计算技术使企业IT部门从“成本中心”晋级为“业务创新中心”成为可能。

 

Gartner对于CIO最感兴趣的IT技术调查也印证了这一点,2010年度CIO们最关注的前两项技术就是虚拟化与云计算,而在前一年这两项的排名还只有第三和第十六。

在中国,不仅云计算的概念走向清晰,随着云计算应用的逐渐增多,2010年也被很多业内人士称为中国云计算落地的元年。

云计算正在成为数据中心未来重要的发展方向。作为全新的计算模式,将IT资源、数据、应用作为服务通过网络提供给用户,用户可以实现在只要有互联网连接的地方随处进行访问;应用乃至业务随时在线;计算环境可自动按需扩展;用户甚至可以进行自我服务。

显然,这里风景独好的云计算对数据中心基础架构提出了更高的要求,也需要基础架构云更好的支撑。另一方面,对前端用户而言云计算的优势通常集中在应用层面,后台的复杂度往往被透明化,然而对于企业的IT建设者们来说,选择什么样的服务器架构,选择何种服务器平台,则是在建设云计算之初就需要认真考量的。

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美丽的云计算需要优秀的基础平台

与其直接拍脑袋选择一个架构与平台,不如我们先将云计算对平台的需求罗列一下:

我们需要的应该是一个具有先进的虚拟化技术的计算平台:不能因为虚拟化而损失系统性能、广泛支持优秀的操作系统环境、具备最彻底最完善的虚拟化特性、可以对虚拟资源进行有效的控制和管理。
 

我们需要的应该是一个可靠无间断的平台:可以消除计划内停机影响、减少计划外停机影响、保障单个或多个数据中心业务弹性、具有强大并发扩展的业务弹性、与工作负载关联的连续性策略。

我们需要的应该是一个具有强大的管理能力的平台:可以管理最广泛的物理和虚拟资源、量身定制数据中心平台级管理、一体化控制服务器、存储及网络、实现系统池整体管理、与企业级服务管理紧密集成。

我们需要的应该是一个具有负载优化的平台:具有专门针对相应应用研发的领先技术、针对特定应用,做专门的优化、为企业级应用提供统一高效的Cloud平台。

此外,这个平台应该是个绿色节能的平台:拥有更高的每瓦特性能、智能优化能源使用、支持高效的系统整合、对系统能耗进行有效的控制管理、根据供电和冷却动态调整工作负载。

技术领先、管理优秀、可靠不间断、优化的负载与绿色节能可以说是一个优秀云计算平台的五大必备条件。以往我们可能总是认为“云”只是高高的飘在空中,没有办法落地,云计算中最关键的技术其实就是虚拟化与管理。而纵览业界,凭借从最基础的芯片设计、服务器产品、系统架构到管理工具的***结合,***的IBM POWER 7系统无论是单独每项,还是优秀的整体表现都称得上是实现用户云计算的***平台。

下面让我们走进POWER Cloud,看看它的具体表现。
 

 

不同类型的POWER服务器都可以构成POWER高性能服务器资源池,通过PowerVM与System Director VMcontrol 企业版相结合,可以构成对基础平台资源池的管理,而在上端,通过Tivoli Service Automation Manager (Tivoli 服务自动化管理) ,则构建起了Power Cloud云计算服务管理平台,实现云计算智慧的服务提供方式。

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1.技术领先优势

POWER系统的技术先进性方面,体现最直接的就是最近发布的POWER 7处理器。IBM独有的eDRAM技术,将大容量L3缓存集成进了芯片中,可以提高2倍带宽,内存延迟减少到片外缓存的1/6,而且只需要传统SRAM 1/3的空间,1/5的电力,因此在缩小芯片体积,降低能耗方面有非常大的好处。

SMT4智能并发多线程,可以根据应用自动选择多线程模式,最多可以做到每核4线程并发,而竞争产品大多只能做到每核双线程并发。加上目前业内领先的处理器制造工艺与性能,在应对不同的商业负载下,POWER7显然占尽优势。

TurboCore模式,可以让高端机型Power 780关闭部分内核,以减少软件许可证费用,更可以将工作内核的主频从3.8GHz提高到4.1GHz,每核心的L3缓存和带宽可以增加一倍,使数据库应用可以获得***的每核性能。而在MaxCore模式下,POWER7能够很好地适用基于互联网的大任务量并行工作负载。

Active Memory Expansion技术,可以将物理内存容量扩展一倍,这对于SAP等内存密集型应用非常关键。

在针对虚拟化的设计方面,POWER系统专门为处理高系统利用率而设计的可扩展内存、内存带宽以及I/O带宽。此外POWER还提供了最广泛的共享功能:可以做到共享处理器, 微分区,活动内存共享,虚拟I/O共享。

POWER7能够在单一系统中支持1000个虚拟服务器或“分区”,其数量是POWER6系统的4倍多,这在业内***。通过系统整合,以及采用IBM PowerVM虚拟化软件将利用率提升至90%,能够为客户缩减成本。实际上,这样能使一个单一大型服务器完成多达1000个小型服务器的工作,同时实现动态负载均衡,以此提高投资回报,性能和虚拟服务器利用率。

即使在面对最复杂的商业测试之一的TPC-C测试环境中,IBM是目前公布的PowerVM 等虚拟技术测试结果的唯一供应商,测试结果表明Power 具有更强的线性扩展能力,且不会因为虚拟化而影响计算性能。

POWER同样支持***秀的操作系统,这包括了代表UNIX未来发展方向的AIX;***集成具有优秀传统的 IBM i;还有为x86整合准备就绪的Linux(Redhat、SUSE),

管理技术方面,通过Systems Director VMControl,Power可以对虚拟资源最有效控制和管理,就像IBM不少系统软件一样,Systems Director VMControl也分为三个版本:易捷版、标准版、企业版,可以分别实现对虚拟机、虚拟镜像以及优化资源池的管理,用户可以按照自身情况灵活规划与升级。IBM Systems Director还可以完成对不同操作系统虚拟机的管理,实现物理服务器、虚拟服务器与存储、网络管理一体化,完整控制资源,降低管理复杂度。IBM Systems Director 也能够为其他厂商(微软/惠普等)企业级服务管理软件提供丰富的硬件信息,与企业级服务管理软件紧密集成,为用户打造一个端到端的完整管理解决方案,优化应用交付。

处理器共享、微分区、动态内存扩展等在系统内部层面的虚拟化技术,Power已经显示出了明显的领先优势,而在云计算环境中,虚拟化只是***步,之后的标准化与自动化才是衡量云计算是否成功的关键所在。

Power Cloud中虚拟映像管理,实际上是标准化的过程,也是实现云计算的第二步,之后才能达成后面的更自动化、更灵活的步骤。虚拟映像管理可以从系统池内捕获并采集映像,收集在映像库中才能够做到,对于同类型计算能力的扩充或替换,并方便部署。Power Cloud能实现的系统池资源管理,可以达到自动适应需求的变化,实现基于策略的管理,把IT架构与业务需求相结合,实现服务交付模式的变革。

当然,自动调配资源,可用性、性能、能耗都可以基于策略的管理,比如云环境下有一个工作压力突然提升,相关服务器的负载就会随之加大,基于策略的自动调配资源就自动的把这些负载拆分到其他服务器上去,已达成均衡服务器负载水平的需求。

2.安全可靠的云基石

就像云是由若干水分子构成,云计算环境也是由若干单个系统平台构建而成,作为继承了大型主机的优秀的RAS硬件特性的Power系统,通过处理器指令重试、替代处理器恢复、核心故障点控制等技术,可以比其他处理器提供超过100倍的可靠性。AIX操作系统则可以达到99.997%可用时间,也就是平均每年停机时间只有不超过15分钟。此外通过Power HA Purescale高可用集群技术,为UNIX和i客户提供的高可用集群解决方案,保证应用近乎持续性的服务,有效的减少计划外停机。

而在企业用户不得已而为之的计划内停机方面,Power系统的活动分区/应用迁移、在线扩容维护、并发更新维护等技术,Power都可以很好的解决这些问题,通过活动分区迁移,可以将业务应用动态的切换至另外一台机器,对于最终用户来说,前端应用并没有停。这对要求尤其严格的银行业来说,不啻是一道福音,而该技术的出现也在很大程度上改写了计划内停机的影响。

在安全层面,AIX 与 Power 系统提供了企业级安全水平,系统软硬件及虚拟化技术均通过EAL4+等认证。IBM也是唯一一家设计从电路到Hypervisor的虚拟环境,全面把关安全性的厂商。在US CERT或MITRE公司公布的报告中,针对PowerVM Hypervisor的CVE(“Common Vulnerabilities & Exposures”公共漏洞和暴露)是零,而x86平台虚拟化软件VMware则经常榜上有名。而Windows server的安全水平以前仅为EAL2。

任何时候系统安全、可靠性都是企业级应用的首要考虑因素。前面提到这些硬件的可用性与安全是云安全的基础,而到了云的层面,通过VMcontrol可以实现全面的系统监控、更快的寻找问题根源、自动修复、处理系统故障、设置与工作负载关联的连续性策略,从而更好的保证安全,同时也为云计算奠定了最安全可靠的基石。

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3.绿色节能

POWER7能源管理技术已经被集成到从处理器到固件、PowerVM虚拟技术,操作系统支持,以及IBM Active Energy Manager软件和新的IBM Systems Director标准版和企业版中,这使得该系统能够基于策略实现能源使用、性能与系统利用的动态平衡。其结果是每瓦性能大幅提高,POWER7比相似的Intel x86系统提升2倍,比Sun SPARC服务器和相似的HP安腾服务器分别高出4倍和8倍。相比上一代的HP安腾Superdome,则有超过12倍的每瓦特性能优势。以往,由于对性能、安全、可靠性等需求,企业级服务器往往和能源之星认证无缘,而Power 750 是企业级服务器中唯一通过Energystar 认证的产品。

在POWER系统中,Power EnergyScale节能架构有两种高级模式,一种是偏向节能,另一种是偏向性能,但它们之间可以根据工作负载情况动态改变。

此外,还可以通过IT设备与供电和冷却设备关联,创建设备用电拓扑例如: UPS -> 分支电路-> PDU -> 服务器,更清楚地展现电源和冷却单元对IT设备的影响,制定更佳的用电和冷却策略。

4.工作负载优化

从POWER7系统开始,除了在IBM传统的强势领域,比如:数据库、ERP、商业应用等固有优势外,还对Web的应用做了优化。通过系统整合,让用户有更好的选择。

到了云计算层面,如果没有从底层进行考虑,只从单个系统角度考虑优化的云环境,就会出现“云中套云”的怪现象,比如以前专门针对数据库进行优化,那么只适合跑数据库,而商业应用、WEB等等都会形成独立的资源池,这样一来希望借云计算来简化架构、整合资源的愿望不但没达到,还多花了不少成本,这显然违背了构建云计算的初衷。

Power Cloud——为用户铺设通向云端的康庄大道

从年初发布以来,Power 7家族已经拥有了从低端的JS刀片服务器到高端Power 780机架式服务器的近十款服务器。在实现云计算最重要的软件方面,IBM发布了相应的虚拟化软件、虚拟化管理软件、高可用性软件:PowerVM 、PowerHA和IBM Systems Director,连同操作系统AIX、i都分为了三个版本:针对小型用户的易捷版;针对中型用户的标准版,还有针对大型用户的企业版。这样划分可以给用户最灵活的选择,让用户根据自己的情况选择最合适的版本。

凭借Power超过20年的技术积淀,成就了Power领先于其他竞争对手的无可比拟的优势。从最入门级的刀片服务器、低端的Power520、Power550,通过使用易捷版本的Power VM或是Systems Director、VMControl,用户就可以体验虚拟化、管理、到终端的服务器配置等功能;使用标准版软件,用户就可以做生产部署、服务器整合、构建模块等。如果使用了企业版软件,IBM的用户就可以具备搭建完整Power Cloud架构的能力,可以将系统资源池化。

用户现在可以选择易捷版,即使是入门级的刀片服务器,只要软件的差价补上去,这个平台就可以被加入到系统资源池里面。而在同为系统厂商的SUN或HP,由于高端和低端的虚拟化技术不完全一样,也就做不到平滑升级。

与x86 云的博弈

不可否认的是,x86服务器技术最近几年突飞猛进。全球两个规模***最成熟的云计算环境——Google 与Amazon也都是基于x86平台搭建而成,但这样的应用是否可以成功复制?Google每年在数据中心方面的投资高达20亿美元,而为了避免x86并发集群的性能衰减与协调,Google使用了独有的超大型的、分布式的GFS文件系统,这似乎对一般用户来说是个“不可能完成的任务”。

如果只是通过构建大规模并发的服务器集群来组成云,构成基本元素的服务器的可用性仍然没有改变,有专家认为并发集群的弊病在于性能衰减明显,投资成本不确定,底层节点故障需要依靠系统的上层进行弥补,这相当于把系统越建越复杂,往往是越复杂的系统故障就越多。

从应用的角度来看,使用x86架构搭建起的云计算环境只能运行x86应用,而一些用户原来的UNIX应用只能跑在UNIX云环境上,而通过Power VM就可以让Power Cloud完成对x86 Linux的支持。而在安腾9300发布以后,红帽与微软先后宣布已经放弃对安腾的支持。这种支持的多寡之别,使得IBM Power除了一直以来的技术优势外,它对用户的应用支持也是最多的。有相当数量的用户在用Power承载他们不可或缺的业务与应用。

IBM 自己的两大系统AIX与i,伴随POWER 7的发布都已经更新到***的版本;对于Linux,包括现在***的两家SUSE与Redhad,都宣布对POWER7的支持。可以说除了Z OS 和Windows外。其他主流的开放操作系统Power都可以提供合作优化与支持,仅从这些方面就可以看到POWER7在市场上的基础与影响力。

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结语:从芯片到云计算

从IT建设者的规划来看,建设云计算时,还是要从最基础的衡量服务器技术做起,通过POWER7芯片创新的技术,到整个系统层面的协调统一,再到PowerVM的虚拟化技术,就像逐层递进的阶梯一样,通过IBM POWER 7系统,我们能够看到从基础芯片到云计算环境的逐级架构。逆向思考一下,也更加印证了POWER 7 系统作为承载云计算的***平台的整体优势。

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责任编辑:王勇 来源: 赛迪网
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