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分析:七步解决服务器I-O成本问题

发布时间:2019-12-04 11:16:21

服务器I/O的总花费通常为每台服务器超过10,000美元,有时甚至比服务器本身的成本都高。而同时,新技术(如I/O虚拟化)却承诺在采用之后成本(包括资本投入和运行费用)将大幅下降,企业得到的经济回报也将与服务器虚拟化相似。

I/O 成本难于测算,因为其中包括多种成本支出,并且这些种类是跨部门的。当你看到I/O成本支出体现在服务器、存储器、网络及其他众多设备(例如交换机端口、网卡、电缆、安装成本以及地面空间),总成本数目巨大且处于增长趋势。越来越多的服务器被虚拟化,它们需要与网络和存储器互联:每台服务器一般有7到16 个线路连接。这就使得I/O成本增加,同时也会增加服务器自身的成本。有时,大型的高成本服务器(例如4U设备)采用的目的仅为与端口匹配。

针对I/O丛生的状况,解决方案是I/O虚拟化。正如我们解决服务器丛生状况的方法是服务器虚拟化技术--提高了服务器的利用率和管理效率,I/O虚拟化可以实现整合并更好地管理此类资源。

让我们来看看现状,再考虑I/O虚拟化技术如何改变这一状况。

I/O虚拟化的挑战

服务器I/O在过去的20年中没进行什么改变。尽管服务器越来越先进,并且由部门转移进数据中心,其连接状况几乎与过去相同。

然而,服务器虚拟化改变了这一状况。从根本上改变了服务器的工作负荷,改变了服务器连接需求:

增加了带宽需求:虚拟化提高了服务器的利用率,也增加了对带宽和I/O的需求。

大量外挂存储器:为了达到虚拟机的灵活性,外挂存储器成为了必备品。

增加物理网络连接的数量:很多数据中心配置物理独立网络以确保特定功能。为了实现配置的灵活性,服务器必须物理连接到更多(甚至所有)网络上。

新的网络配置:拥有新性能(如虚拟机转移)后,需要配置设备之间新的通讯途径;创建新网络与之相匹配。

这些新需求的扩充的成本支出数目巨大。一个数据中心经理估计:60台服务器的连接费用为600000美元,平均为10000美元一台服务器。这一成本包括4 个1Gb的以太网路连接(两个有冗余连接的物理网络)以及每台服务器的两个4Gb的光纤通道连接。这一成本仅包括服务器端口和机架顶置交换机,不包括核心交换机。

通常被忽略的成本是服务器本身。如果你购买一台4U的高成本服务器,而非2U或1U的服务器,但你的目的仅仅是为了获得更多的I/O插槽,而花费的增加将是8000美元甚至更多。这些大型服务器还将占用更大的机架空间--这样数据中心的空间费用也会随之增加。

电费支出同样不容忽视。对于I/O密集型服务器,每台服务器的I/O动力和冷却系统电力消耗会增加300瓦,这就使得每台服务器的运行费用在三年中增多了800美元。

高成本支出=高节约潜能

成本支出较高则意味着有更大节约成本的空间,这句话在此处很适用。每台服务器I/O的总成本超过了20000美元(将固定资产投资和运行费用都算在内)。节约成本的可能在于I/O利用率:大部分I/O端口仅采用了其容量的一小部分。将物理资源像服务器那样进行整合,但仍进行细分管理,以满足个体需求。这将在减少固定资产投资的同时简化操作。

虚拟I/O就是这个原理,通过整合I/O基础设施消除了70%的I/O和50%的成本,这就使得每台服务器节约了5000美元。想象一下:全球一百万台服务器实施虚拟化之后,成本节约将达到每年50亿美元。

为什么虚拟I/O在现实的数据中心中运行

整合基础设施,这一解决方案可明显节约当前数据中心的成本,但是对于未来虚拟超级数据中心则是无用的。

服务器虚拟化的成功是因为实现了在虚拟机上运行与物理服务器相同的应用软件和操作系统。虚拟I/O也是同样原理。

将I/O虚拟化后,你仍拥有与你当前拥有的存储和网络适配器(NICs和HBAs)相似的设备,但是其成为软件设备而非硬件。你仍有多个物理端口来连接单独的LAN和SAN,但是现在适配器(NICs和HBAs)可以被分配到那些软件端口而非物理端口。

开始实施成本节约的七个步骤:

1.成本总加:你首先需要计算你的I/O成本,你可能会发现被忽视的成本节约空间。将服务器、交换机、网卡和电缆的成本考虑在内。不要忘记能源、机架空间以及管理基础设施所花费的时间。在你了解成本节约空间之前你必须先了解问题的严重性。

2,估算灵活性需求:你的企业需求是周期性变动的吗?你是否考虑给企业IT系统操作实施管理服务或者云计算模式?如果是这样,提高灵活性将有巨大的回报。当给服务器分配新的连接,你将可能从这些设备中得到更大的回报。当估算设备的互联需求时,要考虑到非预期费用。假设任一服务器必须在一个时间点获取任何资源。你就可以更快地对非预期变化做出反应,同时更好地迎合需求。

3,找到瓶颈:你的服务器I/O受限吗?这将导致设备利用率下降和不必要的成本支出。如果你有监控工具,比如有VMware ESX的设备,看看I/O利用率是多少。你或许将发现I/O是一个限制因素,你本来可以进一步深化整合。

4,简化:由于I/O的成本几乎与服务器自身的成本接近,因此需要在下一步配置中对其进行简化。一个简化的I/O基础设施的购买和安装成本都将减少,并将减少由于人为失误造成的宕机风险。

5.继续寻找成本节约的可能:一个成本节约可能导致另一成本节约的可能。简化的I/O基础设施会使得服务器更小、花费更少。这就实现了每台服务器节约上千美元。

6,革新,革新,再革新:在未来采用同样的方式意味着你的成本结构也不会发生变化。寻找能通过革新得到改进的高成本领域。革新技术(例如服务器虚拟化、iSCSI存储和I/O虚拟化)比强制节约提供了更多的成本节约可能。虚拟化的核心就在于:用最少的花费做更多事情。

7,开展试运行:新技术采用的投资回报需要时间,而成本节约则收效很快。为了加速这一过程,考虑在企业部分IT环境中开展新的成本节约方式。这样在大范围开展之前,你可以将这一方式进行最优化。并且你有日常数据来证明这一方法的实施是有益处的,而你自己也将获得确保成功的经验。

总结

服务器虚拟化重新定义了服务器。对于数据中心,I/O虚拟化的效果也同样。最初要考虑你的企业目标和IT环境。考虑互联需求:哪些领域成本较高,哪些领域将通过提高灵活性和性能而获益?一旦你有了目标,你可以考虑进行I/O虚拟化并确定潜在的相关收益。

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