融合架构云数据中心：概念、技术与实践.pdf

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1、Systems&Solutions系统与方案融合架构云数据中心：概念技术与实践王恩东张东亓开元1高效能服务器和存储技术国家重点实验室济南2501012浪潮电子信息产业股份有限公司济南250101摘要大数据、物联网、人工智能等应用的不断发展和快速变化对云数据中心计算、存储和网络资源提出更大需求，现有架构无法支撑数据中心规模的持续增长。文章提出融合架构云数据中心的核心概念，从硬件重构+软件定义两个层面定义融合架构的三个发展阶段，并阐述和分析其中的关键技术。云数据中心基础设施的研发和应用实践表明，融合架构能够真正地促进数据中心的开放融合安全

2、高效、智能绿色和灵动成长。最终实现“数据中心即是计算机”的愿景。关键词融合架构；数据中心；基础设施；硬件重构；软件定义一步推动了数据中心向集中化、规模化发展，给数据中引言心带来了扩展、效率、能耗、安全等诸多问题和挑战。现阶段，互联网应用的需求引领全球数据中心的发首先是扩展性，单台设备的扩展性受设备内部展趋势，中国的互联网规模已经十分巨大。例如，截至CPU互连性能、l，O扩展能力的制约，数据中心的扩展2014年底，我国智能终端数量达到25亿部，上网用户性则受网络性能的制约。目前的数据中心普遍采用分布数量超过6亿人。在这样数量庞大的终端设

3、备背后，必式架构，设备间的互连网络带宽远低于主板内和设备内须要有更大的内容服务商提供服务。例如，阿里巴巴在的互连带宽，并且网络协议复杂、层次众多，协议的转“双十一”的交易额比香港一个月的零售总额还要多，换和处理占用了大量系统资源，使得业务系统扩展性受微信的活跃用户数量比美国总人El还多。这些庞大的互至0严重限带0。联网服务更需要规模庞大的数据中心来支撑。第二，目前大多数数据中心的服务器利用率低于与此同时，金融、电信等传统行业的信息化需求3O％，通过虚拟化能够实现计算资源在不同业务间的动也持续攀升。例如，2014年底中国银联卡量约为40

4、{7~态调度，从而使得设备的利用率提升到60％左右。然张，电信用户超过10亿，智能电表的数量是美国的三而，当前的虚拟化技术在设备问的资源调度开销很大，倍。然而，我国传统行业虽然信息化需求旺盛，总量上虚拟化迁移的时间延迟为分钟级，因此，设备间资源的占有优势，但是人均信息消费和主要发达国家相比还有共享程度非常有限。此外，传统架构中服务器、存储等很大的差距，未来我国信息产业市场的增长空间仍然非设备是分离的，各自的资源处于隔离状态，资源共享仅常巨大”。限于同类设备。第三，能耗是数据中心越来越突出的问题。目前，1云数据中心的需求及挑战虽然有很多

5、技术可以将数据中心的PUE(PowerUsageEffect)从2．O降到1．5，但非IT能耗依然突出。此外，从技术角度来看，支撑互联网和传统行业应用需求IT设备在业务处理方面的效率低下常常被忽略，在关的物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴技术进注PUE的同时还要重视lT设备能耗到性能的转化率。31系统与方案Systems&Solutions第二代融合架构的基础设施包括正在研发和即将发高。K1是中国唯一自主研发的关键应用主机，打破了布的下一代关键应用主机、智能模块化数据中,~,(Smart外国品牌在该领域的垄断局面。通过采用全模块

6、化冗ModularCenter)和云海OSG2。余设计，基于物理分区、进程冗余等多层次高可用技第三代融合架构基础设施是面向未来云数据中心预术，K1可靠性达到99．9994％。同时，为增强事务处理研和规划的形态，包括基于融合架构的数据中,C,(Smart能力，K1最大支持32颗CPU、256个计算核心、8TB内DataCenter)~13云海OSG3。存。此外，通过建立国产主机系统产业联盟，并全面支下面来分别介绍这三代融合架构数据中心的代表性持DB2、Sybase、WebSphere等国际主流基础软件，基础设施。形成完善的关键应用主机生

7、态环境。K1已经在政府、金融、能源等12大关键行业实现3．1第一代融合架构基础设施覆盖。据lDC统计，K1在2014年下半年首次进入国内3．1．1整机柜服务器高端UNIX,~E务器市场前三，占有率达到14％。以K1承整机柜服务器SmartRack是第一代融合架构基础设载的中国建设银行省级核心业务系统为例，该系统覆施的典型代表。与传统的服务器不同，通过计算、存盖数十个二级分行、数百个营业网点、数千个柜员、数储和网络的模块化以及散热、供电、管理的集中化，万台终端，业务并发峰值每秒数千笔。相比之前的进SmartRack实现了硬件聚合并支持整

8、机柜资源的统一管口设备，系统性能提升4倍，价格降低38％，TCO降低理和业务的自动部署。在此基础上，利用云海OS提供43％。截至目前，K1已经稳定运行1500余天，未出现的资源虚拟化功能，SmartRack还具备软件定义