尋找構建云計算的最佳平臺(組圖)
一年前，當談起“云計算”時，人們大多還認為云計算只是概念，是不知道距離實際部署與應用到底有多遠的、抽象的IT理念。而現(xiàn)在我們每天都在使用著這樣或那樣的云計算解決方案。很多人已經(jīng)認可云計算的優(yōu)勢，充分肯定了云計算可以幫助企業(yè)用戶持續(xù)節(jié)約成本、改進服務交付，以及提高業(yè)務敏捷性、充分利用資源等優(yōu)點。
然而云計算顯然不是一蹴而就的，如何選擇承載云計算的***支撐平臺以實現(xiàn)最基本的云計算環(huán)境，這就不得不提云計算的三種基本服務模式：SPI。
SPI可以說是最常見的云計算服務模式的縮寫，也就是軟件即服務（SaaS）、平臺即服務（PaaS）和基礎設施即服務（IaaS）。
軟件即服務（SaaS，Software as a Service）經(jīng)常會被我們談到，這是一種軟件分配模式，其中應用程序由供應商或服務供應商托管，并通過網(wǎng)絡（通常是因特網(wǎng)）交付給用戶。平臺即服務（PaaS，Platform as a Service）是指通過網(wǎng)絡提供操作系統(tǒng)和相關服務，而無需下載或安裝。而基礎設施即服務（IaaS，Infrastructure as a Service）指外包用于支持操作的設備，包括存儲、硬件、服務器和網(wǎng)絡組件，這也是最基礎的云計算的交付模式。
當然，云計算可以通過互聯(lián)網(wǎng)提供越來越多的服務，有時我們聽到一些廠商會稱之為XaaS或是EaaS（一切皆服務），不過這是后話，我們還是從IaaS云計算的***承載平臺說起。畢竟一個優(yōu)秀云計算的基礎架構能夠提供給用戶更好的性能，更高的可用性，更方便的管理，而這也和眾多用戶看好云計算的優(yōu)勢不謀而合。
云計算- 數(shù)據(jù)中心未來方向
CIO與IT經(jīng)理們顯然不能滿足于只是將云計算的優(yōu)勢掛在口頭上，他們關注的是，在日益激烈的市場競爭與金融態(tài)勢下，IT部門如何才能做到減少資本支出和運營費用、提高服務質量，提供新服務以幫助業(yè)務增長并降低成本、降低業(yè)務風險，確保所有業(yè)務數(shù)據(jù)和交易處于合適的安全和彈性級別，在控制成本和管理風險的同時，增加快速交付新服務以捕獲機會的能力。云計算技術使企業(yè)IT部門從“成本中心”晉級為“業(yè)務創(chuàng)新中心”成為可能。
Gartner對于CIO最感興趣的IT技術調查也印證了這一點，2010年度CIO們最關注的前兩項技術就是虛擬化與云計算，而在前一年這兩項的排名還只有第三和第十六。
在中國，不僅云計算的概念走向清晰，隨著云計算應用的逐漸增多，2010年也被很多業(yè)內人士稱為中國云計算落地的元年。
云計算正在成為數(shù)據(jù)中心未來重要的發(fā)展方向。作為全新的計算模式，將IT資源、數(shù)據(jù)、應用作為服務通過網(wǎng)絡提供給用戶，用戶可以實現(xiàn)在只要有互聯(lián)網(wǎng)連接的地方隨處進行訪問；應用乃至業(yè)務隨時在線；計算環(huán)境可自動按需擴展；用戶甚至可以進行自我服務。
顯然，這里風景獨好的云計算對數(shù)據(jù)中心基礎架構提出了更高的要求，也需要基礎架構云更好的支撐。另一方面，對前端用戶而言云計算的優(yōu)勢通常集中在應用層面，后臺的復雜度往往被透明化，然而對于企業(yè)的IT建設者們來說，選擇什么樣的服務器架構，選擇何種服務器平臺，則是在建設云計算之初就需要認真考量的。
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美麗的云計算需要優(yōu)秀的基礎平臺
與其直接拍腦袋選擇一個架構與平臺，不如我們先將云計算對平臺的需求羅列一下：
我們需要的應該是一個具有先進的虛擬化技術的計算平臺：不能因為虛擬化而損失系統(tǒng)性能、廣泛支持優(yōu)秀的操作系統(tǒng)環(huán)境、具備最徹底最完善的虛擬化特性、可以對虛擬資源進行有效的控制和管理。
我們需要的應該是一個可靠無間斷的平臺：可以消除計劃內停機影響、減少計劃外停機影響、保障單個或多個數(shù)據(jù)中心業(yè)務彈性、具有強大并發(fā)擴展的業(yè)務彈性、與工作負載關聯(lián)的連續(xù)性策略。
我們需要的應該是一個具有強大的管理能力的平臺：可以管理最廣泛的物理和虛擬資源、量身定制數(shù)據(jù)中心平臺級管理、一體化控制服務器、存儲及網(wǎng)絡、實現(xiàn)系統(tǒng)池整體管理、與企業(yè)級服務管理緊密集成。
我們需要的應該是一個具有負載優(yōu)化的平臺：具有專門針對相應應用研發(fā)的領先技術、針對特定應用，做專門的優(yōu)化、為企業(yè)級應用提供統(tǒng)一高效的Cloud平臺。
此外，這個平臺應該是個綠色節(jié)能的平臺：擁有更高的每瓦特性能、智能優(yōu)化能源使用、支持高效的系統(tǒng)整合、對系統(tǒng)能耗進行有效的控制管理、根據(jù)供電和冷卻動態(tài)調整工作負載。
技術領先、管理優(yōu)秀、可靠不間斷、優(yōu)化的負載與綠色節(jié)能可以說是一個優(yōu)秀云計算平臺的五大必備條件。以往我們可能總是認為“云”只是高高的飄在空中，沒有辦法落地，云計算中最關鍵的技術其實就是虛擬化與管理。而縱覽業(yè)界，憑借從最基礎的芯片設計、服務器產品、系統(tǒng)架構到管理工具的***結合，***的IBM POWER 7系統(tǒng)無論是單獨每項，還是優(yōu)秀的整體表現(xiàn)都稱得上是實現(xiàn)用戶云計算的***平臺。
下面讓我們走進POWER Cloud，看看它的具體表現(xiàn)。
不同類型的POWER服務器都可以構成POWER高性能服務器資源池，通過PowerVM與System Director VMcontrol 企業(yè)版相結合，可以構成對基礎平臺資源池的管理，而在上端，通過Tivoli Service Automation Manager (Tivoli 服務自動化管理) ，則構建起了Power Cloud云計算服務管理平臺，實現(xiàn)云計算智慧的服務提供方式。
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1.技術領先優(yōu)勢
POWER系統(tǒng)的技術先進性方面，體現(xiàn)最直接的就是最近發(fā)布的POWER 7處理器。IBM獨有的eDRAM技術,將大容量L3緩存集成進了芯片中,可以提高2倍帶寬，內存延遲減少到片外緩存的1/6,而且只需要傳統(tǒng)SRAM 1/3的空間,1/5的電力,因此在縮小芯片體積,降低能耗方面有非常大的好處。
SMT4智能并發(fā)多線程,可以根據(jù)應用自動選擇多線程模式，最多可以做到每核4線程并發(fā)，而競爭產品大多只能做到每核雙線程并發(fā)。加上目前業(yè)內領先的處理器制造工藝與性能，在應對不同的商業(yè)負載下，POWER7顯然占盡優(yōu)勢。
TurboCore模式,可以讓高端機型Power 780關閉部分內核,以減少軟件許可證費用，更可以將工作內核的主頻從3.8GHz提高到4.1GHz,每核心的L3緩存和帶寬可以增加一倍,使數(shù)據(jù)庫應用可以獲得***的每核性能。而在MaxCore模式下，POWER7能夠很好地適用基于互聯(lián)網(wǎng)的大任務量并行工作負載。
Active Memory Expansion技術,可以將物理內存容量擴展一倍,這對于SAP等內存密集型應用非常關鍵。
在針對虛擬化的設計方面，POWER系統(tǒng)專門為處理高系統(tǒng)利用率而設計的可擴展內存、內存帶寬以及I/O帶寬。此外POWER還提供了最廣泛的共享功能：可以做到共享處理器, 微分區(qū)，活動內存共享，虛擬I/O共享。
POWER7能夠在單一系統(tǒng)中支持1000個虛擬服務器或“分區(qū)”，其數(shù)量是POWER6系統(tǒng)的4倍多，這在業(yè)內***。通過系統(tǒng)整合，以及采用IBM PowerVM虛擬化軟件將利用率提升至90%，能夠為客戶縮減成本。實際上，這樣能使一個單一大型服務器完成多達1000個小型服務器的工作，同時實現(xiàn)動態(tài)負載均衡，以此提高投資回報，性能和虛擬服務器利用率。
即使在面對最復雜的商業(yè)測試之一的TPC-C測試環(huán)境中，IBM是目前公布的PowerVM 等虛擬技術測試結果的唯一供應商，測試結果表明Power 具有更強的線性擴展能力，且不會因為虛擬化而影響計算性能。
POWER同樣支持***秀的操作系統(tǒng)，這包括了代表UNIX未來發(fā)展方向的AIX；***集成具有優(yōu)秀傳統(tǒng)的 IBM i；還有為x86整合準備就緒的Linux（Redhat、SUSE），
管理技術方面，通過Systems Director VMControl，Power可以對虛擬資源最有效控制和管理，就像IBM不少系統(tǒng)軟件一樣，Systems Director VMControl也分為三個版本：易捷版、標準版、企業(yè)版，可以分別實現(xiàn)對虛擬機、虛擬鏡像以及優(yōu)化資源池的管理，用戶可以按照自身情況靈活規(guī)劃與升級。IBM Systems Director還可以完成對不同操作系統(tǒng)虛擬機的管理，實現(xiàn)物理服務器、虛擬服務器與存儲、網(wǎng)絡管理一體化，完整控制資源，降低管理復雜度。IBM Systems Director 也能夠為其他廠商（微軟/惠普等）企業(yè)級服務管理軟件提供豐富的硬件信息，與企業(yè)級服務管理軟件緊密集成，為用戶打造一個端到端的完整管理解決方案，優(yōu)化應用交付。
處理器共享、微分區(qū)、動態(tài)內存擴展等在系統(tǒng)內部層面的虛擬化技術，Power已經(jīng)顯示出了明顯的領先優(yōu)勢，而在云計算環(huán)境中，虛擬化只是***步，之后的標準化與自動化才是衡量云計算是否成功的關鍵所在。
Power Cloud中虛擬映像管理，實際上是標準化的過程，也是實現(xiàn)云計算的第二步，之后才能達成后面的更自動化、更靈活的步驟。虛擬映像管理可以從系統(tǒng)池內捕獲并采集映像，收集在映像庫中才能夠做到，對于同類型計算能力的擴充或替換，并方便部署。Power Cloud能實現(xiàn)的系統(tǒng)池資源管理，可以達到自動適應需求的變化，實現(xiàn)基于策略的管理，把IT架構與業(yè)務需求相結合，實現(xiàn)服務交付模式的變革。
當然，自動調配資源，可用性、性能、能耗都可以基于策略的管理，比如云環(huán)境下有一個工作壓力突然提升，相關服務器的負載就會隨之加大，基于策略的自動調配資源就自動的把這些負載拆分到其他服務器上去，已達成均衡服務器負載水平的需求。
2.安全可靠的云基石
就像云是由若干水分子構成，云計算環(huán)境也是由若干單個系統(tǒng)平臺構建而成，作為繼承了大型主機的優(yōu)秀的RAS硬件特性的Power系統(tǒng)，通過處理器指令重試、替代處理器恢復、核心故障點控制等技術，可以比其他處理器提供超過100倍的可靠性。AIX操作系統(tǒng)則可以達到99.997%可用時間，也就是平均每年停機時間只有不超過15分鐘。此外通過Power HA Purescale高可用集群技術，為UNIX和i客戶提供的高可用集群解決方案，保證應用近乎持續(xù)性的服務，有效的減少計劃外停機。
而在企業(yè)用戶不得已而為之的計劃內停機方面，Power系統(tǒng)的活動分區(qū)/應用遷移、在線擴容維護、并發(fā)更新維護等技術，Power都可以很好的解決這些問題，通過活動分區(qū)遷移，可以將業(yè)務應用動態(tài)的切換至另外一臺機器，對于最終用戶來說，前端應用并沒有停。這對要求尤其嚴格的銀行業(yè)來說，不啻是一道福音，而該技術的出現(xiàn)也在很大程度上改寫了計劃內停機的影響。
在安全層面，AIX 與 Power 系統(tǒng)提供了企業(yè)級安全水平，系統(tǒng)軟硬件及虛擬化技術均通過EAL4+等認證。IBM也是唯一一家設計從電路到Hypervisor的虛擬環(huán)境，全面把關安全性的廠商。在US CERT或MITRE公司公布的報告中，針對PowerVM Hypervisor的CVE（“Common Vulnerabilities & Exposures”公共漏洞和暴露）是零，而x86平臺虛擬化軟件VMware則經(jīng)常榜上有名。而Windows server的安全水平以前僅為EAL2。
任何時候系統(tǒng)安全、可靠性都是企業(yè)級應用的首要考慮因素。前面提到這些硬件的可用性與安全是云安全的基礎，而到了云的層面，通過VMcontrol可以實現(xiàn)全面的系統(tǒng)監(jiān)控、更快的尋找問題根源、自動修復、處理系統(tǒng)故障、設置與工作負載關聯(lián)的連續(xù)性策略，從而更好的保證安全，同時也為云計算奠定了最安全可靠的基石。
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3.綠色節(jié)能
POWER7能源管理技術已經(jīng)被集成到從處理器到固件、PowerVM虛擬技術，操作系統(tǒng)支持，以及IBM Active Energy Manager軟件和新的IBM Systems Director標準版和企業(yè)版中，這使得該系統(tǒng)能夠基于策略實現(xiàn)能源使用、性能與系統(tǒng)利用的動態(tài)平衡。其結果是每瓦性能大幅提高，POWER7比相似的Intel x86系統(tǒng)提升2倍，比Sun SPARC服務器和相似的HP安騰服務器分別高出4倍和8倍。相比上一代的HP安騰Superdome，則有超過12倍的每瓦特性能優(yōu)勢。以往，由于對性能、安全、可靠性等需求，企業(yè)級服務器往往和能源之星認證無緣，而Power 750 是企業(yè)級服務器中唯一通過Energystar 認證的產品。
在POWER系統(tǒng)中，Power EnergyScale節(jié)能架構有兩種高級模式，一種是偏向節(jié)能，另一種是偏向性能，但它們之間可以根據(jù)工作負載情況動態(tài)改變。
此外，還可以通過IT設備與供電和冷卻設備關聯(lián)，創(chuàng)建設備用電拓撲例如: UPS -> 分支電路-> PDU -> 服務器，更清楚地展現(xiàn)電源和冷卻單元對IT設備的影響，制定更佳的用電和冷卻策略。
4.工作負載優(yōu)化
從POWER7系統(tǒng)開始，除了在IBM傳統(tǒng)的強勢領域，比如：數(shù)據(jù)庫、ERP、商業(yè)應用等固有優(yōu)勢外，還對Web的應用做了優(yōu)化。通過系統(tǒng)整合，讓用戶有更好的選擇。
到了云計算層面，如果沒有從底層進行考慮，只從單個系統(tǒng)角度考慮優(yōu)化的云環(huán)境，就會出現(xiàn)“云中套云”的怪現(xiàn)象，比如以前專門針對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化，那么只適合跑數(shù)據(jù)庫，而商業(yè)應用、WEB等等都會形成獨立的資源池，這樣一來希望借云計算來簡化架構、整合資源的愿望不但沒達到，還多花了不少成本，這顯然違背了構建云計算的初衷。
Power Cloud——為用戶鋪設通向云端的康莊大道
從年初發(fā)布以來，Power 7家族已經(jīng)擁有了從低端的JS刀片服務器到高端Power 780機架式服務器的近十款服務器。在實現(xiàn)云計算最重要的軟件方面，IBM發(fā)布了相應的虛擬化軟件、虛擬化管理軟件、高可用性軟件：PowerVM 、PowerHA和IBM Systems Director，連同操作系統(tǒng)AIX、i都分為了三個版本：針對小型用戶的易捷版；針對中型用戶的標準版，還有針對大型用戶的企業(yè)版。這樣劃分可以給用戶最靈活的選擇，讓用戶根據(jù)自己的情況選擇最合適的版本。
憑借Power超過20年的技術積淀，成就了Power領先于其他競爭對手的無可比擬的優(yōu)勢。從最入門級的刀片服務器、低端的Power520、Power550，通過使用易捷版本的Power VM或是Systems Director、VMControl，用戶就可以體驗虛擬化、管理、到終端的服務器配置等功能；使用標準版軟件，用戶就可以做生產部署、服務器整合、構建模塊等。如果使用了企業(yè)版軟件，IBM的用戶就可以具備搭建完整Power Cloud架構的能力，可以將系統(tǒng)資源池化。
用戶現(xiàn)在可以選擇易捷版，即使是入門級的刀片服務器，只要軟件的差價補上去，這個平臺就可以被加入到系統(tǒng)資源池里面。而在同為系統(tǒng)廠商的SUN或HP，由于高端和低端的虛擬化技術不完全一樣，也就做不到平滑升級。
與x86 云的博弈
不可否認的是，x86服務器技術最近幾年突飛猛進。全球兩個規(guī)模***最成熟的云計算環(huán)境——Google 與Amazon也都是基于x86平臺搭建而成，但這樣的應用是否可以成功復制？Google每年在數(shù)據(jù)中心方面的投資高達20億美元，而為了避免x86并發(fā)集群的性能衰減與協(xié)調，Google使用了獨有的超大型的、分布式的GFS文件系統(tǒng)，這似乎對一般用戶來說是個“不可能完成的任務”。
如果只是通過構建大規(guī)模并發(fā)的服務器集群來組成云，構成基本元素的服務器的可用性仍然沒有改變，有專家認為并發(fā)集群的弊病在于性能衰減明顯，投資成本不確定，底層節(jié)點故障需要依靠系統(tǒng)的上層進行彌補，這相當于把系統(tǒng)越建越復雜，往往是越復雜的系統(tǒng)故障就越多。
從應用的角度來看，使用x86架構搭建起的云計算環(huán)境只能運行x86應用，而一些用戶原來的UNIX應用只能跑在UNIX云環(huán)境上，而通過Power VM就可以讓Power Cloud完成對x86 Linux的支持。而在安騰9300發(fā)布以后，紅帽與微軟先后宣布已經(jīng)放棄對安騰的支持。這種支持的多寡之別，使得IBM Power除了一直以來的技術優(yōu)勢外，它對用戶的應用支持也是最多的。有相當數(shù)量的用戶在用Power承載他們不可或缺的業(yè)務與應用。
IBM 自己的兩大系統(tǒng)AIX與i，伴隨POWER 7的發(fā)布都已經(jīng)更新到***的版本；對于Linux，包括現(xiàn)在***的兩家SUSE與Redhad，都宣布對POWER7的支持?？梢哉f除了Z OS 和Windows外。其他主流的開放操作系統(tǒng)Power都可以提供合作優(yōu)化與支持，僅從這些方面就可以看到POWER7在市場上的基礎與影響力。
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結語：從芯片到云計算
從IT建設者的規(guī)劃來看，建設云計算時，還是要從最基礎的衡量服務器技術做起，通過POWER7芯片創(chuàng)新的技術，到整個系統(tǒng)層面的協(xié)調統(tǒng)一，再到PowerVM的虛擬化技術，就像逐層遞進的階梯一樣，通過IBM POWER 7系統(tǒng)，我們能夠看到從基礎芯片到云計算環(huán)境的逐級架構。逆向思考一下，也更加印證了POWER 7 系統(tǒng)作為承載云計算的***平臺的整體優(yōu)勢。
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