打造“綠色”IDC不僅意味著節能降耗、降低成本,也意味著數據中心通過技術手段達到更高效能,并由此邁上一個提高服務質量的新臺階。
1996年,剛剛轉型商業銀行的中國建設銀行興建了全新的數據銀行,中國銀行數據中心正在規劃建設,而中國工商銀行位于翠微路的老機房急需改造……這些當時中國最先進數據中心的代表都是由普通大廈的辦公區域隔離出來的,規模在1000~2000平方米范圍內。
2008年6月,中金數據系統有限公司位于亦莊的北京數據中心開業,這座占地6.6公頃、建筑規模9萬平方米、按照國際數據中心基礎設施最高標準的第Ⅳ級進行規劃設計的機房,是目前國內規模最大、可用性等級最高的私營商業化數據中心。


12年的時間,國內數據中心行業突破金融、電信等數據密集型行業,實現了跨越式發展,在制造業等傳統行業、互聯網行業等新興行業都創造出巨大的業務成效。數據中心建設作為一種戰略投入基本上已經形成共識,它們集中存儲和服務器,提供便捷、快速的溝通,促進電子交易,提高生產效率。
除傳統企業自營數據中心外,IDC(互聯網數據中心)模式伴隨著互聯網不斷發展的需求而發展起來,它比傳統的數據中心有著更深層次的內涵,為ICP、企業、媒體和各類網站提供大規模、高質量、安全可靠的專業化服務器托管、空間租用、網絡批發帶寬以及ASP業務。
然而,為保持正常運轉,不斷增長的數據中心同時帶來了巨大的能源需求。
解決電力負擔
對于清華大學數據中心,每年服務器以及相關制冷設備的耗電已經是一筆沉重的負擔—當初數據中心的建設費用不到600萬元,但現在每年相關的電力成本(服務器、制冷、UPS等)支出就超過80萬元,這種“買得起馬,置不起鞍”的情況在國內數據中心不在少數。
研究結果顯示,自2000年以來,全球數據中心的電力消耗呈螺線式上升的態勢,2007年花費已超過40億美元,相當于500萬個家庭所使用的能源。如果任由這種態勢繼續發展,到2011年,企業數據中心的能源消耗將比2007年增加一倍。
經過媒體的不斷宣講,綠色數據中心的概念已經得到了普遍的認同,很多企業也已經認識到了能耗支出在數據中心中的比重。除了VMware、思杰之外,微軟、Novell與紅帽大力推動服務器虛擬化的產品與方案,甚至剛更名為Parallels的SWsoft在服務器虛擬化領域也邁出一大步。所以,對于企業來說,無論是技術路線還是價格區間,相關的虛擬化選擇都會非常豐富。同時,包括IBM、惠普和Dell、曙光等在內的IT企業也都拿出了相應的解決方案和產品。除了利用x86服務器虛擬化技術進行服務器的整合,還可以通過大型主機虛擬化的方式進行數據中心的整合,也可以利用存儲虛擬化技術進行存儲資源的整合和統一管理。
作為虛擬化技術領域的頂級廠商,近期VMware將戰略重點從原來在x86服務器虛擬化全面轉向數據中心。利用云計算進一步提高虛擬化利用率,為數據中心提供更大的靈活性,以及提高災難恢復和高可用性。VMware在2008年推出了Virtual Datacenter Operating System (VDC-OS),虛擬數據中心操作系統,作為一個能夠將虛擬服務器、存儲和網絡資源聚合成為一個大型計算資源池、將資源分配給用戶和應用的軟件平臺,VDC-OS將數據中心各項硬件資源,包括服務器、存儲設備和網絡匯集到聚合的“按需使用”云中,把工作負荷成批轉移到“外部云”,以獲得額外的計算容量。
杭州興議IDC中心對機房布局及機柜設計要求等方面進行了優化和完善,成為浙江地區首個采用節能標準建造的五星級機房;中國聯通在江西試點以虛擬化技術為代表的vps虛擬專用主機產品,針對南方的中小企業客戶群,提供更為獨立、高效的新一代虛擬主機。
大部分被調查的IDC用戶將包括運作效率在內的“服務品質”視為選擇IDC時的首先考慮的因素,這就要求IDC服務提供商提高數據中心的可用性并降低運作成本。
中國電信杭州分公司IDC運營中心從實際出發,一改以往IDC機房僅僅是提供電力、空調和帶寬的“房東形象”,向能提供網絡和應用信息安全及應急響應處理等一站式服務的“保姆”形象轉變,免除客戶在網絡安全方面的后顧之憂。
提高單位設備的效率,這代表著數據中心節能降耗的一種思路,畢竟系統的電力消耗受各個組件的效率控制。在通往綠色數據中心的道路上,并不是所有的數據中心都能夠立刻部署虛擬化、購買大型機進行服務器的整合、采用密度更高的服務器以取代原來的服務器、使用太陽能發電、改造數據中心建筑等方式來實現數據中心的綠化,因此,對于大多數數據中心而言,綠色之路并不一定意味著從頭再來。
能耗封頂
“沒有一種解決方案能完全解決當前數據中心大幅增長的能耗成本的問題,只有通過綜合治理才能收到豐厚的成效。”中國惠普有限公司企業計算及專業服務集團首席技術顧問朱偉雄表示,很多時候,企業只需要針對現有的數據中心進行變化—變更服務器機柜擺放位置,以便實現更好的通風;稍微調高數據中心的溫度,有時候數據中心并不需要那么低的室溫;又比如在采購數據中心產品的時候,適當衡量服務器的能耗,選擇一款更為綠色的產品;甚至也可以盡量使用遠程控制服務器而不進入數據中心的方法來保持數據中心的低溫。
中國聯通IDC運營中心負責人表示,目前國內IDC業務特性仍以資源消耗為主,聯通IDC業務84%的收入來源于空間、帶寬等基礎資源,隨著國內IDC市場價格的惡性競爭,業務發展舉步維艱。中國聯通通過對新機房的設計標準、布局擺放、電源空調等基礎設施研究,適度改造部分星級條件的舊IDC,建立新的運維監控體系,打造一批節能環保型的IDC,實現了從成本中要效益,不斷提高單平米利潤值的目標。
為了應付未來的需求和業務擴展,數據中心通常會為服務器預留過多的備用CPU負載,它們會占用空間及管理時間。所以,多數用戶將現有的服務器整合到虛擬機中(虛擬服務器),然后將“釋放的”物理服務器用于解決應用增長所帶來的要求。事實上,現有的服務器大多數都沒有得到充分的利用,許多服務器的CPU使用率均低于25%。虛擬化可在一定程度上控制這種增長,但虛擬化會增加管理和自動化工具上的要求。
惠普在服務器領域最新推出的動態功率封頂技術(HP Dynamic Power Capping)就是在保證性能的基礎上,控制單位設備能耗來降低數據中心的整體耗電量。它通過服務器的動態配置或功率封頂,幫助客戶重新分配數據中心的電力和散熱資源。也就是說,這種技術有效地對每一臺服務器的最高能耗進行了準確控制,避免了能源的過度供應,用戶可以將節省下來的那部分能源用于數據中心擴容。
采用此項技術后,相同的能源配置和電力設施可以承載相當于原來三倍數量的服務器。這相當于每個1兆瓦級的數據中心可節省1600萬美元的成本支出,同時減少高達25%服務器運行能源消耗,每年節省近三十萬美元。
第三條道路
無論是出于IT成本過高、復雜性過大,還是資源利用率過低等各種的原因,目前幾乎所有類型的公司都在嘗試將IT資源進行整合和集中,這其中當然也包括數據中心的整合。
集中化的數據更便于備份、冗余和控制,也更有助于符合法規要求。將數十個數據中心整合到少數幾個中央位置,然后重點在網絡、冗余、計算、存儲和管理等幾個方面加強這少數幾個中央數據中心的能力。這一趨勢將對很多IT技術和應用產生巨大影響,如數據和應用將越來越多地通過廣域網傳遞給遠程災備中心,由此對廣域網架構和管理產生影響。通過網絡或瘦客戶機來提供集中化的應用將成為一種標準,更加便于管理、更新,或安裝補丁來防御安全隱患。
雖然多數公司都在嘗試將資源整合到更少的數據中心,但對數據中心資源的要求致使服務器和存儲的數量大幅增長。美國數據中心服務器的年平均增長率為11%,存儲的平均增長率高達22%,存儲的增長遠遠超過服務器的增長,給數據中心在環境控制、電源與冷卻、空間管理等方面造成了巨大的壓力。
此外,在多數情況下,不動產成本上的因素限制了IT占地面積的擴展(服務器機架占用的地面空間)。因此,各公司都力求在低密度機架和發熱量及功耗極高的高密度機架之間尋求一種平衡。