EMC:大型数据中心节能降耗方案

2019-10-18 版权声明 举报文章

EMC:大型数据中心节能降耗方案

EMC从信息生命周期(ILM )的角度来整合并管理数据,提出了一套完整的节能服务策略和实施方法,在全球众多相关项目中广为使用并得到验证,协助客户达到节能降耗效果。

某大型数据中心(以下简称客户)向 EMC公司提出改善现有IT能效问题的需求,希望能达到下一代的数据中心的节能降耗目标。EMC公司通过仔细了解用户需求,帮助客户制定了存储节能策略,提出调整存储基础架构的建议。

实际上,EMC在节能服务方面有着一套完整的策略和实施方法,它是多年来 EMC通过对实施 ILM(信息生命周期管理)服务,以及专注于发展信息基础架构所积累的经验进行提炼开发而成的。该实施方法在全球众多相关项目中广为使用并得到验证。这一方法包括评估(Assess)、规划(Plan)、设计(Design)和建立(Build)四个阶段的咨询和技术服务。

评估: 解决问题前先了解问题

1.了解数据增长及容量需求

现有数据的多寡以及磁盘容量的持续需求是直接影响能耗的关键因素。EMC File System Assessment (FSA)服务正是一项能够解决上述问题的专业服务方案,通过 FSA 客户可以清楚了解现有数据的容量、使用率、增长率、静态数据量、重复数据量等重要信息。

2. 测量现在及预估未来能耗

测量能耗现状是评估过程中的一个基本工作。因为规划中的未来能耗节省能否有显著的投资回报率(ROI),这个基本值是关键的衡量数据。当然,为求更精确的测量还必须考虑下列影响因素: 冗余电力需求、用电量安全系数、设备规格、工作负荷、工作循环周期以及蓄电池充电的状态等; 另外,对能耗设备的淘汰升级也很重要。

3. 能耗与摩尔定律

摩尔定律认为,计算机的性能大约每18个月会提升一倍。换言之,更高的性能代表更热的组件、更高密度的封装与单位面积的更多耗电需求。如今,IT很容易陷入更多应用系统、数据、服务器、存储以及更多能耗的“恶性循环”当中。因此,在制定新一代机房的节能策略上,应当考虑这个重要因素,才能在符合低能耗的同时,保持稳定的营运服务水平。

4. 掌握各类磁盘用电需求

虽然低能耗往往意味着低性能,但根据 EMC 的经验,IT的信息中平均有高达70% 的数据属于静态数据,这些数据正是使用低能耗磁盘的理想对象。EMC 在设计新一代存储设备时充分了解这一点,全系列高、中、低存储设备均支持从最高性能的73GB、15Krpm到最节能的750GB、7.2Krpm的各类磁盘。

规划: 提出能效策略及建议

方向1 : 服务器虚拟化

即通过服务器整合的方法达到能效优化的目标。EMC的VMware可将服务器虚拟化整合比达到10:1,有些时候甚至可以达到 20:1。经由大量的服务器虚拟化,EMC可将每一台实体服务器的使用率提升到80%,这不但提高了资产使用率,也大幅改善了能效问题。

方向2: 存储分级 与优化(Optimize)

按服务水平协议(SLA)分级存储是IT降低总体营运成本的主要手段之一,其附带的好处是通过节能降耗达到能效优化的目标。通用方法是采购较少的但容量较大的存储设备,将现有工作负荷予以整合与优化,进而提高存储资产的利用率。这部分的关键在于存储设备是否支持各类磁盘,是否可以满足各种 SLA 的存储需要。

方向3: 发挥存储软件的功能

用更少的数据量达到相同的功能如今也是提升能效的有效方法。例如,利用自动精简配置(Thin Provisioning)技术延缓磁盘的采购时程、在满足SLA的条件下利用递增快照(Incremental Snap)取代完整复制(Full Clone)、利用Virtual LUN技术在线迁移数据至低能耗卷。其中很多都是EMC独有的技术,可以在能效优化领域助客户一臂之力。

方向4:改进备份与归档能力

如何改进备份的效率进而改善能效问题也是一个不容忽视的问题。客户可通过EMC精准的FSA服务,充分了解 IT 数据的存取特征并进行存储规划,从而在每日的备份作业上以最小的备份量完成备份作业。因此,客户可以得到两个能耗优化点,即以归档达到分级存储及精简备份资源的节能降耗目标。

方向5: 删除重复性数据

如果可以将备份的数据直接做全域性重复数据删除,将可以大幅缩减备份资源,这是一项革命性的数据保护方法,彻底颠覆以往传统IT的备份思维。EMC的 AVAMAR 产品正是这一领域的佼佼者,平均数据的缩减率可以达到令人难以想像的300∶1,这一前所未有的方法是大幅提升能效的利器之一。

最后,EMC 的专业服务可以综合上述方法制定能效优化策略,并以 EMC 独有的能耗计算器 EMC Power Calculator精准预估各种节能方式的投资回报率(ROI),从而建议客户应当采用哪种策略,这是EMC的专业能力。

设计与实施: 落实能效优化策略

第三步是设计,即在与客户达成策略共识后,EMC 能够确定相应的能效改进方式,在设计阶段将在此基础上针对细节部分进行设计工作。涉及范围如主机虚拟化调整设计、存储基础架构调整设计、应用软件调整设计、组态调整设计、机房调整设计、项目日程规划等设计。

最后一步是建立(Build),即按设计细节实施,实现能效优化的目标。

总体说来,由于制定节能服务方案是一个涉及范围极广的课题,如何组合出最佳能效策略是一门艺术。EMC结合长期以来在信息领域的实践以及在此领域颇具深度和广度的专业经验,它以一系列扎实可行的方法,从 ILM 角度整合和管理数据,进而协助客户达到节能降耗效果。

以本文案例来说,该客户采用 EMC 专业的节能服务方案后得到以下明显效益:

1. 原有26个数据中心,整合为1个数据中心;

2. 原有436台服务器,虚拟化整合为105台服务器;

3. 原有约5800平方米占地面积,整合后只需3600平方米;

4. 原有电力及空调费用年支出为1180万美元,节能改进后只需年支出730万美元;

5. 能效优化效果每年约达到450万美元;

6. 额外效益,包括以标准化技术改善原有作业效率、构建以信息为中心的基础架构、改善原有业务支持的弹性和服务水平等。

专家点评

正如本方案所提到的,绿色存储的实现是一系列技术、方案、策略的组合,绝不仅仅是一项或多项技术的简单部署。实际上,“绿色”管理与信息安全管理一样,应该是IT管理的一个主题。本方案对绿色存储方案的规划、部署和评估给出了一个较为完整的实施框架,给出了“绿色”管理的一个实现轮廓,对用户全面实施“绿色”管理(而不仅仅是“绿色存储”管理),具有实际指导意义。从整体上看,EMC的绿色方案非常系统和全面,从评估、规划、设计到建设都做了描述,尤其值得称道的是方案的前半部分,评估和规划部分都很精彩。EMC所推荐的技术都有助于降低能耗,尤其是“删除重复数据”这项技术对于能耗降低的贡献非常大。尽管其中提到的很多技术是从EMC公司自有产品出发的,但用户仍旧可以得到很多具体的参考和启示。当然如果能把这些技术综合地集成在数据中心的建设中,在实现绿色存储这个目标上就会事半功倍。EMC所推荐的评估角度都非常有助于用户充分了解自身在存储上的能量损耗,从中认识到绿色存储的重要性,并为下一步的规划和设计提供了坚实的基础。由于评估是“绿色”管理中很重要的一环,由此可见在这方面的探索和实践方面,EMC已经做了大量工作。

本方案中提到的方法论和技术,很多都是比较“底层”的,需要用户在构建数据中心或在大规模部署新应用时,进行充分的考虑。但对用户现有的数据中心来说,要从头实现,动作也太大了些。另外,本方案后半部分有点虎头蛇尾,设计和建设的讲解与说明远远少于评估和规划。

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