北京科技大学曾明:云计算助力数据中心绿色节能

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 中国IDC产业联盟讯 实现全生命周期管理优化,有效降低数据中心TCO!

    由中国数据中心产业联盟主办,中国IDC产业联盟网承办的的“2010中国IDC建设与运维论坛”研讨会于2010年12月22日在北京西单皮库胡同45号山水宾馆召开,出席此次会议的各界代表共计100余人。其中,中国信息协会领导1人、运营商代表15人,行业信息中心代表14人,民营IDC运营商、设备企业与相关机构代表60余人。

    以下为北京科技大学曾明老师演讲:

    曾明:大家好!我是来自北京科技大学的曾明,我本人不是搞IDC行业的,但我是搞云计算的。云计算可以作为我们IDC行业将来建设绿色IDC的一个技术补充。在这里开这个会,也属于班门弄斧的性质,给大家汇报一下我们在云计算里面的一些成果,跟各位领导学习一下。

    大概是这么几个内容:一是简单的理解,对于IDC的挑战以及在云计算的理解和解决方案。我们认为云计算本身,我们现在在建数字化的时候,认为虚拟化是核心技术,没有虚拟化就没有云计算。但实际上,当有简单的虚拟化之后,并不能完成一个简单的搭建,还要涉及一个主题就资源的管理和调度,也就是运维方面的技术。

    这是我们浅显的对于IDC的理解,主要是人和机器。实际上我们在一些企业也做应用,在高校里面也网络中心。这个时候我们看到机房本身设备的利用率非常低,一般在20-30%之间。在管理中也缺乏高效的管理模式,通常情况下设备的利用率很低,网管人员的利用率很高,人很辛苦,但是设备很闲,面临这样一个问题。

    我们提供基于虚拟和“云”的解决方案,我们希望能够做成什么形式?希望通过三层应用:第一层,底层的IAAS,它会做什么事情?首先会把我们IDC机房里的一些网络设备,一些存储设备,一些服务器打成资源池。他么在资源池之上,我们通过中间件的形式,呈现一个云计算的平台。这个平台可以给运营商使用,可以给软件提供商使用,最终形成一个云计算的门户,给终端用户使用云计算的资源。

    云计算,它实现的东西,往往我们在传统来说,比如像电,有一个插座来使用。比如说水,比如说燃气,我们早些年家里都有煤气罐,每家都有,后来实现了煤气,打开就可以用了,按需付费。前两年我们都比喻成云计算应用,但是这种比喻,我个人理解有点儿出入。因为水、电、煤气介质比较单一,水是比较标准,煤气也是。

    但是云计算,整个架构是异构的,我们要做资源整合,首先要对资源进行虚拟化,搭建资源池。当有了资源池之后,本身是计算资源,不能提供最终的服务。这个时候我们要对资源进行管理,才能实现服务的提供。

    这个是我们提供的支撑平台的架构。左侧是比如VMware、KVM、XEN,可能大家都比较熟悉。右侧是在线服务器,云计算节点,然后组成云的结构。我们认为在虚拟化之上还需要强大的云管理平台,就需要一个希望云管理方案。这个方案首先要虚拟化物理机,再进行资源的整合,资源的调度,资源的分配,以及资源整合。

    我们在北京科技大学已经研发出了一套平台,后面可以看一下我们的研发成果。

    这个是我们针对BOSS系统的事例,云除了做资源池管理之外还有非常重要的一块,就是高性能计算。比如说大型的计算处理,比如BOSS,我们可以在云上进行拆分,原来一台机器上做的事情可以分到6个机器上去完成,大大提高效率。

    下面看一下服务资源的整合。首先通过虚拟化系统去管理这个服务资源,通过在物理机上安装一些插件,或者对裸机进行管理。通过系统互载,我们计算云计算的环境,最终是为应用提供服务。

    对于传统来说,我们的应用,比如有一些ERP的应用,CRM的运用,数据库的应用,存储应用,这些应用在传统情况下都是一种形式,这些资源的分配是不均匀的。ERP系统可能会很闲,利用率在不高,我们是不是可以把一些闲置的ERP系统资源调拨过来呢?其实是完全可行的。

    我们将物理资源进行整合,形成资源池,在上一端做架构的服务。

    这是一个示意图,原来是比较零乱的状况,现在通过整合,需要的物理设备大大降低了,是一个比较简洁的情况。也反映出另外一个问题,机房可能会有上千台设备,或者上万台设备这些设备平均使用率是比较低的,我们可以关掉一些。

    下面看看服务资源调度。在调度这部分有两类:一个是资源分配策略。对于服务来说,是有时间预期性的。比如电子商务网站,在过节期间会是高潮,比如淘宝全场打5折的信息,结果很多网上银行出现了停机的情况,包括广大银行也出现了终止服务的时候。往往一个业务高峰期的时候,我们无法及时的应对业务变化,这个时候我们在云计算的环境下,可以做资源的自定义。我们可以预先做好部署,通过虚拟化技术。

    左侧这个图需要CPU是600-700之间,通过资源分配之后,CPU使用率提高了,需要CPU的个数也降低了,物理设备也降低了。

    对于任务的分配策略,我们提供了8种。整个团队从事了十多年的网格计算,网格计算到目前来看还停留在科研的水平,不能商用。在高性能计算里,用的比较好,我们把这些策略移植到云计算环境下。包括一些填满,尽可能的让少的任务在机器上使用,让每个被使用的服务器利用率最大化,减少资源碎片。当满载的时候,开启第二台机器,可以保证机器满负荷运载,最大好处就是节能。

    第二,分散策略,就是尽可能把任务分摊在不同的服务器上,保证运行的稳定性,降低物理服务器,提高程序运行的效率。

    基于网络拓扑的策略,尽量保证为应用程序分配的服务器资源之间的网络路径最小。

    基于关联程度的,比如将ERP系统放在一个路径比较短的位置,这样可以便于管理,保证程序的运营效率。

    基于HA的,我们看很多的业务,包括关联性的业务,都有HA的保障,比如高可用性。

    在云计算情况下,我们可以通过一些虚拟化技术,通过虚拟机的技术实现HA,比传统技术要更好一些,可以实现虚拟的漂移,动态的扩展都可以做。

    节能优化,通过传感器判定,哪些当前环境,包括空调,或者UPS的指标信息,判断当前的温度在什么地方是最低的,什么地方部署是比较合理的。

    再看一下资源的管理。这里涉及到两个界面,跟业务相关的。比如像云的系统管理员、应用经理等来实现资源的管理。

    这个是在“云”上面提供比较好的效果,在我们日常处理的过程。传统情况下,当发生骨针的时候,如果没有HA的情况下,会出现应用的解决。这也是虚拟化的标准解决方法。

    包括资源扩展,这个集群可以弹性的进行扩展。甚至可以在虚拟化基础上增加多云的管理,北京有一台机房,天津也可以有,当北京的机房负载不够的时候,可以从天津机房去借调资源,可以实现云和云之间资源的扩展。

    我们认为“云”这个方案带来一些价值,比如可以部署,降低管理的时间,包括提高新的优化,降低成本,提高工作周期,最主要的目的是提高资源的利用率。比如机房有很多机柜,机柜是要服务于应用的,其实不必要使用很多的机柜,占用这么大的空间。

    节省投资方面,系统部署的时间从几天缩短到几分钟,没有双机备份,低成本。这里一定涉及到资源不对等和重复投入的问题。

    我们通过虚拟化,可以保证HA,这个时候我们做热备或者冷备的方式,可以保持业务的可持续性。同时,可以提高系统运维效力,对系统应用,可以通过手工的部署,比如装应用,现在可以通过模板的方式快速部署,可以在3秒之内或者2秒之内创造200台服务器,可以直接发给客户用,都可以在几秒钟之内搭建好。

    这个是我们现在北京科技大学的云平台的界面,我们已经实现了计算,包括高性能计算,包括虚拟化技术,包括一些工具的使用。

    我的内容就是这样,感谢大家能给我们这个机会参与这个论坛,跟大家学习很多东西,谢谢大家!

本文出自:亿恩科技【www.enkj.com】

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