云计算的普及让企业和个人基于云服务的需求日益强烈,电信运营商借助巨大的用户资源和网络资源,拥有建设云计算数据中心并开展云业务的天然优势。服务器是数据中心中最基础的单元,在云计算时代,对服务器的需求将成倍增加,因此,在数据中心IT平台的部署和建设中,有效降低服务器采购成本,提升服务器利用效率,成为保证云业务竞争力的关键。
早期,传统电信运营商采购的服务器中,大部分是小型机。随着基于云计算的新业务不断涌现,x86通用服务器成为最适合构建云计算平台的“高效率低成本”服务器。提供云服务的运营商和互联网企业按照一定的主流配置选型和购买通用服务器,并将之应用在不同的场景中。随着IT设施规模的扩大,互联网企业发现通用服务器在资源分配、维护和能耗上还有着很大的改善和优化空间。于是,互联网巨头纷纷从自有应用系统入手,根据相关业务需求,通过自行设计或者定制得到新的与以往不同的服务器,以最大化利用服务器资源。运营商可以借鉴这种优化及部署经验,让服务器更能匹配业务需求,更加节能环保,运维效率更高。
匹配业务需求
运营商的服务器主要承载传统电信业务和新兴移动互联网业务。针对不同业务对服务器资源需求不同的特点,运营商需要对服务器的CPU、内存、硬盘和网络等进行有针对性的配置,避免部分资源出现瓶颈或明显过度配置的情况。
针对传统的OSS、BSS以及彩铃、彩信等电信业务,运营商在通过服务器虚拟化解决方案和硬件加速解决方案来提升系统资源利用率和优化系统性能的同时,也针对不同应用对计算、存储、I/O的不同需求进行分门别类,并通过标准规范的方式指导后续的硬件平台采购。传统电信业务对服务器硬件的需求参见表1。
针对新兴的互联网云业务,运营商提出了基于业务模型的资源池构建和优化方案,通过对业务的分类和特定业务的优化,来打造一个标准、廉价又兼顾业务特色的有竞争力的云计算平台。互联网云业务虽名目繁多,但通过总结归类大致可分为搜索类、电子商务类、网络游戏类、在线视频类、SNS类等,不同业务类型对服务器的能力要求也不尽相同,如搜索类应用要求服务器能更快速响应客户发出的读取请求,电子商务类要求服务器提供更大的网络带宽,网络游戏类要求服务器有更强的计算能力,在线视频类要求服务器有更大的存储空间,SNS类则要求服务器提供良好的分级存储机制以及容量更大、响应速度更快的一级缓存。互联网业务对服务器性能的需求参见表2。
节能环保
能耗是数据中心运营成本的最重要组成部分。节能是定制服务器的基本出发点之一,也是降低服务器TCO的主要手段。定制服务器能够提高电能转换和利用效率,并对能耗进行有效的监控和管理。目前,业界主要通过以下手段来达到定制服务器节能的目的:
提升服务器电源转换效率:对于采用-48VDC供电方案的定制服务器,应采用电源转换效率≥92%的PSU,即相当于80Plus的白金电源的效率指标。
待机和休眠:在大规模数据中心中,服务器负载均衡策略可能会使一些服务器处于待机或休眠状态,在整个数据中心都在较低负载的情况下实现节能效果。定制服务器需满足以下待机和休眠技术要求:当服务器处于待机状态时,单台服务器待机功耗应<10W,对于共享多节点机型,应将待机功耗换算到单个节点;根据服务器不同负载情况自适应调整工作模式,以部分系统部件降频或休眠的节能模式运行,实现在宽负载范围内节能的目的;支持CPU动态节能技术,并可选支持内存和硬盘动态节能技术。
高温环境节能:传统数据中心典型的工作温度为23℃,新型数据中心可能会采用风侧节能和水侧节能等自然冷却技术,并允许更宽的服务器工作温度范围,以延长自然冷却的使用时间,降低空调系统和整个数据中心的能耗。在一般情况下,如果提高工作环境温度,服务器风扇转速将会加快,从而导致服务器自身的功耗增加。定制服务器应通过相关节能技术、元器件的选择或者控制策略调整,在整个工作温度范围都保持比较低的能耗。
提高运维管理效率
云计算环境通常会使用大量的服务器硬件,定制服务器应按照大型云计算数据中心的要求,采用相关的服务器运维管理系统,简化现场维护,并提高对远程、自动化运维管理的支持能力。通常而言,定制服务器必须支持以下管理方式:
远程管理:可通过独立的管理网口实现对服务器的远程接入,管理接口支持标准IPMI2.0协议以及SNMP协议,支持KVMoverIP,方便通过浏览器直接登录进行KVM管理;同时,网卡支持基于PXE的Boot On Lan技术,支持远程Firmware的更新及远程OS和虚拟化软件的分发和部署。
功耗管理:支持通过IPMI接口获取服务器整机功耗,并支持整机功率封顶技术,用户可通过设定功率阀值来有效控制整机功率。
资产管理:支持通过IPMI接口进行资产状况的管理和维护。
状态及故障管理:主要通过指示灯及管理接口实现。通过指示灯的不同颜色或状态,显示服务器各个部件的工作情况;通过IPMI接口读取整机的状态信息,包括服务器的进风口温度、服务器内工作风扇的实际转速等。
运营商定制服务器的路径
互联网企业一般采用自建机房的模式来解决大规模服务器部署带来的供电和散热问题,而电信运营商由于年代所限,所建的IDC机房在供电和散热能力上更趋于保守。因此,针对现有机房,最好采用标准化的、可广泛采购的、能和现有机房快速兼容的定制化模式;针对新建机房,则可以通过对机房空间布局优化、机柜配电和散热的改造来容纳更多的服务器设备,达到深度定制化的目的。采用机架服务器产品形态的定制,可以根据现有机房的供电散热情况调整部署密度,不需对机房进行改造;采用机柜式和集装箱定制服务器,由于单机柜的服务器密度和能耗都较高,为使机柜式服务器充分发挥效能,必须对机房的供电散热进行改造。
华为在机架服务器、整机柜服务器和集装箱数据中心等各个不同的层次均可提供定制化的解决方案,以TecalX6000机架服务器为例,TecalX6000是面向数据中心的大规模、高密度集群部署的机架服务器设备,针对云计算和数据中心应用场景做了架构优化,灵活的配置模式可以根据业务的需求来定制,并可实现平滑升级及扩容。X6000服务器采用2U标准机框设计,最多可配置4个半宽节点单元,并且提供计算型、存储型、均衡型、虚拟化等多种服务器节点类型,可根据客户业务和实际应用场景按需选择配置。
在节能特性方面,TecalX6000能够多节点共享散热和供电,确保整个系统高效运作;利用集中散热等方式提升散热效率,相对传统2U机架服务器,在相同CPU/内存/硬盘配置下,能耗降低10%左右;采用转换效率高达92%的12VDC电源集中供电;同时还支持风扇智能调速技术,可大大降低服务器能耗和噪音,延长风扇寿命。
TecalX6000与传统机架服务器的布线方式一致,不用绑定机柜,更不用对机房进行改造;所有部件均可拆卸,机箱的所有模块包括节点、电源、I/O等拔出后,只剩下免维护的无源背板和机箱结构件,所以机箱一旦上架,可以终生免下架维护;能够远程实现KVM、开关机、复位、虚拟媒体等所有管理和维护操作。
此外,华为还推出了针对业务优化的SSD卡、智能网卡等产品,可以有效提升服务器运行效率。华为的各系列服务器以及SSD卡、iNIC智能网卡等均实现了在运营商云服务平台的批量应用。


