我們?nèi)找鏀?shù)字化的生活會導(dǎo)致數(shù)據(jù)量大成倍增長，同時，也需要增加更多的計算資源。虛擬化工作負載可以從IT硬件獲得更多的計算輸出。雖然這樣的好處幾乎是眾所周知的，且正在被充分利用，但人們對于虛擬化給數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施所帶來的影響卻是不甚了解，而且往往忽視了這些影響。

根據(jù)基于高度虛擬化的云計算環(huán)境的四大潛在影響進行數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的優(yōu)化并妥善管理無疑是數(shù)據(jù)中心經(jīng)理所應(yīng)該考慮的關(guān)鍵因素。正確地管理這些潛在的影響不僅有助于使得您數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)免受影響，而且還可以幫助您顯著延長這些潛在影響發(fā)揮作用的時間，實現(xiàn)效率的提高。

虛擬化的潛在影響

其中一個潛在的影響便是由虛擬機所造成的局部能耗的上升，這就需要增加處理器和內(nèi)存資源，進而產(chǎn)生比非虛擬機更高的能耗。這些虛擬化的、高密度服務(wù)器通常組合在一起創(chuàng)造服務(wù)器機房的“熱點”，導(dǎo)致了某些冷卻問題。

為了處理這些熱點問題，數(shù)據(jù)中心經(jīng)理可以從更廣泛的領(lǐng)域選擇解決方案。最常用的方法是在整個服務(wù)器機房散布高密度設(shè)備。然而，這對于那些規(guī)模較小或預(yù)算緊張的數(shù)據(jù)中心的經(jīng)理們而言，則可能會造成空間不足的問題。另一種能夠更好地利用更小空間的方式將所有高密度服務(wù)器集中到一處，將虛擬機整合到一個機架或機架排。使用專門的空氣冷卻設(shè)備也可以幫助您更好地利用空間，提高效率，并有助于實現(xiàn)每臺機架密度空間的最大化。此外，當(dāng)空氣流經(jīng)這些機架時，高密度的機架空間可能可以幫助增加數(shù)據(jù)中心的其余部分的冷卻能力。虛擬化和應(yīng)用程序遷移到云計算所帶來的第二個鮮為人知的變化是電源使用效率(PUE)將惡化的可能性。

優(yōu)化電源和冷卻

如果電力和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施與其在實施虛擬化之前仍然是一樣的，那么PUE值將會在服務(wù)器和存儲設(shè)備的物理整合之后惡化。固有的未使用的電源和冷卻能力被稱為“固定損耗”，即被電源設(shè)備和冷卻系統(tǒng)所消耗的電源，而非IT負載所消耗的。電源設(shè)備和冷卻系統(tǒng)越多，固定損耗也就越多。而隨著IT負載的合并，這些固定損耗所占數(shù)據(jù)中心的總能源使用量的比例就會較高，PUE值將減少。

為了提高部署虛擬化之后PUE值，并降低成本，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施效率曲線也必須通過優(yōu)化電源和冷卻系統(tǒng)，以更好地適應(yīng)新的、較低的負載能力來提高。優(yōu)化電源和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該包括下面幾項設(shè)計元素，以最小化固定損耗，并最大限度地提高虛擬化項目的效率：

電源和冷卻容量必須能夠按比例縮放，以匹配負載變頻驅(qū)動器(VFD)的風(fēng)機和水泵

有更高效率的設(shè)備

冷卻架構(gòu)包含縮短空氣路徑

能力管理系統(tǒng)來平衡能力需求并確定被困容量

備用面板以減輕機架空氣冷送風(fēng)與排風(fēng)的混合

盡管有可能帶來最大的影響，降低電力和冷卻能力可能是現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心最難以實施的措施。在某些情況下，減少這些系統(tǒng)的能力可能是不可行的。例如當(dāng)設(shè)計不是模塊化的，如果有新的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)時，或其他系統(tǒng)或操作可能妨礙所需的時間和能力以減少其容量。在這種情況下，所謂的合理精簡電源和冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的成本可能得不償失，無法調(diào)整供需。對于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心，較為可行的方案可能包括：

安裝備用面板以減少空氣混合

將機架定向到單獨的冷熱通道

安裝氣流遏制系統(tǒng)技術(shù)

調(diào)整風(fēng)扇速度或關(guān)閉制冷機組

將不需要的不間斷電源(UPS)功率模塊改為可擴展的UPS

對于目前正在設(shè)計的數(shù)據(jù)中心，合理精簡整個電力和冷卻裝置的負載更有意義。這樣，一旦數(shù)據(jù)中心的正常運行，在這個階段意味著前期初始成本較低，和更好的能源效率。

在一家數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施(DCPI)的電氣負載可以在不同的時間和地點會有不同，所以使其能夠從一個位置移動到另一個位置。然而，高度虛擬化的，基于云的數(shù)據(jù)中心較之非虛擬化的數(shù)據(jù)中心，這可能會具有較大的負載變化，進而導(dǎo)致產(chǎn)能問題。

為了防止IT負載的突然變動，越來越多的管理者開始自動創(chuàng)建虛擬機。自動化可以幫助虛擬化的數(shù)據(jù)中心變得更加容錯，通過有限的用戶延遲，使一臺機器可以讓另一臺已幾近崩潰的機器繼續(xù)運行。盡管這方面的發(fā)展如此迅猛，虛擬機也暴露出了負載潛在的電力和冷卻問題，并讓負載處于風(fēng)險之下。實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理(DCIM)軟件可以幫助減輕這些問題。

DCIM軟件能夠監(jiān)控和報告數(shù)據(jù)中心的電源和冷卻系統(tǒng)、IT設(shè)備和DCPI的狀態(tài)。有些DCIM系統(tǒng)可以將這些信息報告給一臺虛擬機管理器。如果沒有這些信息，虛擬機管理器幾乎無法確保虛擬機正在建立或遷移到一臺具備電力和冷卻資源的主機了。更高級別的防護性能來自于DCIM信息和實施部署建議的自動化監(jiān)測，這大大減少了停機風(fēng)險的情況下突然喪失電源冗余或冷卻問題。要實現(xiàn)這兩個步驟的自動化，DCIM軟件可以整合到一臺虛擬機管理器，它允許在發(fā)生停電時，讓虛擬機安全無縫地轉(zhuǎn)移到安全地區(qū)，而無需任何工作人員的干預(yù)。隨著電力和冷卻系統(tǒng)的能夠按比例進行擴展，以匹配新的虛擬化數(shù)據(jù)中心，這種類型的整合軟件就顯得更為重要。此外，適當(dāng)調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模，如電力和冷卻設(shè)備，也可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)設(shè)施冗余需求減少。

規(guī)劃合理規(guī)模的物理基礎(chǔ)設(shè)施

能夠幫助減少電力和冷卻能力是部署虛擬化和遷移到云計算眾所周知的好處。同樣，但卻往往被更多的忽略的是這種整合能夠幫助減少物理冗余。更加依賴于良好的虛擬機管理和更高層次的基礎(chǔ)設(shè)施冗余容錯，可以簡化設(shè)計，降低資本成本，并節(jié)省空間，以備未來IT增長所必需的其他系統(tǒng)資源或空間。在做出這些類型的決策之前，IT和設(shè)施管理員應(yīng)考慮如果DCPI或某些組件運行失敗或不可用，可能對業(yè)務(wù)連續(xù)性所帶來的影響。

此外，應(yīng)該對IT管理制度和政策進行審查和監(jiān)控，以確保他們能夠提供高水平的服務(wù)，讓DCPI允許較少的冗余容錯。用這種方法可以進一步降低能耗、資本成本和固定損耗，同時提高了數(shù)據(jù)中心的PUE值。

總之，對數(shù)據(jù)中心的IT資源部署虛擬化肯定會給物理基礎(chǔ)設(shè)施帶來相關(guān)的后果。如果這些影響和后果被忽略了的話，那么可能會限制了部署虛擬化和云計算所帶來的廣泛的好處，并在某些情況下可能會造成嚴重的損害。本文中所介紹的一些技巧和方法，將有助于您數(shù)據(jù)中心在實施高度虛擬化的同時保持數(shù)據(jù)中心運行具有更高的可靠性、效率和可擴展的靈活性，以滿足您數(shù)據(jù)中心高動態(tài)計算能力的需求。

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