IT产业解决方案
细究机房内的每一个部分都需要用电。根据Green Grid的分析,机房设备的用电比例以冷却设备占最大,高达30%、机房内空调占9%,18%为UPS不断电设备,至于IT设备如服务器、储存、路由器、交换器等占30%。因此,要解决机房内温度过高,就要从降低机器散热、强化冷却效果来着手。这就要谈到节能解决方案。
IT产业全体总动员
软件厂商如VMware、微软提出系统管理软件;机柜、电源供应器的厂商,分别为机房太热(或太冷)、太挤等问题提供解决方案。有些厂商如APC提供的是更高效率的电源供应器及新式冷却、散热设备。但是有趣的是,大部分的绿色解决方案,其实是早期技术或概念的再利用。
后者如e化方案,像Workflow、IM、Portal等,虽然现在冠上绿色之名,不过早期是诉诸高效率、自动化、低错误率等效益。另外,微软或北电、思科、Polycom等公司提出的IP通讯及视频公司,则藉由减少公司差勤,达到降低汽车、飞机排碳量的环保效益。
至于机房内最耗电的系统:服务器和储存设备。亦提出了绿化解决方案:虚拟化技术即是其中之一。
虚拟化的几种形态
数据中心虚拟化有赖虚拟技术的发展。如同IBM与HP的大型主机专属技术,VMware的Hypervisor、Citrix (收购XenSource)的XenServer与微软HyperV(包含于Windows Server 2008)提供的虚拟化技术,可在单一host OS上执行多个guest OS。
针对分布式营运组织的远程访问,Citrix XenApp(过去称为Presentation Server)包含的压缩技术,让海外分公司很轻松存取总公司的SAP上的资料。Citrix、F5则提供应用程序的广域网络压缩、传送技术。这有助于跨区域。
另一个虚拟化新兴领域在于桌面计算机。为了解决历代Windows造成的程序DLL冲突,桌面虚拟化技术的愿景是让跑较旧操作系统的计算机,也能执行较新版应用,例如在Windows 2000上跑Office 2003。以微软的SoftGrid为例,第一次执行时可在桌面计算机安装独立环境(sand box),如此一来,程序之执行就不会受到本机操作系统的限制。
服务器的虚拟化技术
不过,近年来成为市场焦点的虚拟化技术还是寄托在服务器端。
服务器厂商如IBM、HP及升阳(Sun)、以及储存厂商HP、EMC、HDS等谈虚拟化,或早期称的公用运算(utility computing),都是承袭大型主机时代的分割(partition)技术。在早年的时空背景下,这些技术提出时强调易于管理、强化资源调度的弹性。透过虚拟层,可做到单一台机器上,运行一个以上的应用系统。这不但可将好几台服务器集中管理,而且能因应特定任务需要较大运算能力,如银行月底结帐、或网站突然涌进大批点阅流量时而事先拨发,等任务结束就挪为他用。
藉由机器的整合,可以协助提升硬盘及处理器利用率,减少闲置,就有助于缩减硬件数量,进而节省电费、空调、冷却及照明等能源──以及管理成本──耗用,因为根据机器闲置时仍需耗用高负载时的70-80%的用电,使用共享模块可减少多个部件的用电量。
每一间Unix服务器厂商都有自家的虚拟化技术
IBM早在1967年就在大型主机System z上提出可以用作虚拟机器Hypervisor;1973年将虚拟化技术落实到硬件层次;1987年LPAR技术问世;1999年LPAR下放至 System p;该公司在陆续推出POWER Hypervisor、Live Partition Mobility、PowerVM等技术。根据统计,IBM有四成的用户已经开始采用PowerVM。
HP则在2006年宣布,将以往仅在高阶Integrity服务器——Superdome上出现的虚拟化功能,如nPar、vPar,放进入门级的Integrity机器上。让Integrity服务器上面的处理器资源,在不同分区上执行HP-UX、Linux、Windows以及Open VMS等应用。 HP统计,在采用上述虚拟化技术后,可以提升300%的Integroity服务器使用率,及降低70%的硬件成本。
升阳则由于有最甜蜜的负荷——自家的操作系统Solaris 10,致使拥抱虚拟化技术的脚步相较上述两间厂商较为缓慢。一直在2006年以前,升阳提供的虚拟化技术,是多台同样也执行Solaris 10操作系统的升阳机器。Solaris 10内含一项名为Container的虚拟化技术,可在一台升阳服务器里面,切割成多个执行Solaris 10的分区,各自执行不同的应用。
不过现在,升阳的Sun Fire系列及Sun Blade模块系统,其搭载的Solaris 10操作系统开始支持虚拟化软件VMWare ESX 3.0.1,令前者可以建立多个分割区分别运行Windows或Linux虚拟机器。 另外,自家的Sparc系统,也开始具有逻辑网域(LDoms, Logical Domain)技术:用户可在Solaris Containers上同时执行多个操作系统。
另一虚拟化技术则是“Solaris on Xen”,Solaris 10操作系统已全面支持开放原始码虚拟化软件Xen。客户将可在搭载Solaris 10操作系统的虚拟机器上,以“guest”的身分同时操作Solaris 10、Linux以及Windows等操作系统。
不过,真正让虚拟化技术大放异彩的,都不是上述服务器大厂。而是近年来股价一路飞扬,被储存龙头EMC收购的虚拟化软件厂商VMWare。原因即在于,其锁定的是占有八成服务器市场、物美价廉的x86服务器。
VMWare的虚拟化软件称为VMware Infrastructure(VI)。令单台x86服务器可以分区执行多个操作系统和其上的应用,提升服务器的使用率。其最独到之处,在于称之为VMotion的功能。透过前者可以动态将虚拟机器(VM)从一台实体服务器移往另一台,过程完全不需要中断机器运作。2007年底,VMotion功能可以做到将虚拟机器产生的数据备份到指定的储存空间。
VMWare在2008年更进一步,宣布免费提供一精简的虚拟化软件VMware ESX Server 给服务器合作伙伴,让前者可以将仅有32MB大小的ESX Server 3i嵌入闪存中销售给企业用户,包括Dell、Fujitsu-Siemens、HP、IBM 和 NEC在内的主要的服务器厂商均已在其产品中嵌入了VMware ESXi。
根据IDC的研究显示,使用虚拟化技术的服务器数量,将在2005年至2010年间大幅增加。到2010年,会有170万台虚拟化服务器售出,在整体市场的占有率也将从2005年的4.5%,升至14.6%。