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数据中心万兆以太网的选择

来源:中国绿色数据中心 作者:Kohl 更新时间:2009-9-11 12:23:26

摘要:所有lT专业人士正在努力与电力和房地产的需求问题做斗争,在哪里找到适合他们的数据中心的位置?如何给他们的数据中心供电?如何冷却他们的数据中心?因此,大多数新的数据中心正依据能源成本,或者,换另一种方式说,依据冷却成本来选择位置。然而,许多现有的数据中心必须努力优化,在它们目前的设施范围内生存下去。

    所有lT专业人士正在努力与电力和房地产的需求问题做斗争,在哪里找到适合他们的数据中心的位置?如何给他们的数据中心供电?如何冷却他们的数据中心?因此,大多数新的数据中心正依据能源成本,或者,换另一种方式说,依据冷却成本来选择位置。然而,许多现有的数据中心必须努力优化,在它们目前的设施范围内生存下去。

    无论在任何的情况下,虽然成本肯定是一个问题,但仅仅考虑企业自身是不够的。所有的电力资源都具有某种不利于环境的影响,因此,在保持企业目标的同时,尽量减少对环境的不利影响是每个人每个企业义不容辞的责任。有许多方法可以解决这些问题,包括软件、以及改进的硬件。其中包括虚拟化,在数据中心将网络升级到更高速度,优化数据中心的成本和性能。

    1  虚拟化的成本节约

    虚拟化是一个用来帮助数据中心效用最大化的关键的工具。服务器虚拟化通过允许一台物理服务器运行许多虚拟服务器来提高服务器的利用率。物理服务器数量的减少,节省了房屋占地成木,降低了电力的账单,并节省了冷却费用。运行cpu在百分之十的利用率与运行cpu在百分之七十的利用率之间,有最低的功耗差别。然而,减少了物理服务器的供电和冷却,有可能产生更重大的成本节约。

    由于配置的数量也减少了,软件补丁和升级变得更容易管理,再次要求用较少的精力和时间来管理服务器。服务器负载均衡也可以从一个单一的点,自动地根据公司的需要进行优化,而不是监测每个独立的服务器。这使得可以更好地利用公司资产。这也是普遍认为的虚拟化是万兆以太网(lOGbE)的杀手级应用。在传统的部署中,每个应用服务器不太可能利用lOGbE的带宽,而是利用1千兆以太网(lGbE),或者甚至可能是1OOMbps。然而,虚拟服务器的集合需要能力更强的网络,无缝地和透明地把应用程序从一个虚拟服务器上移动到另一个虚拟服务器上,无论这两个虚拟服务器是否是在同一个物理服务器上。在应用程序需要在不同的物理地点的虚拟服务器之间移动的情况中,虚拟服务器能够充分利用现有的网络速度,同时留下充足的空间,通过突然的带宽需求,供其它应用程序无阻地运行。

    2  为批且应用,万兆以太网(10GbE)的发展

    虽然,万兆以太网(l0GbE)是一个还在讨论的技术,历史上的运用基本局限于广域网(WAN)、城域网(MAN)、高性能计算(HPC)和选定的企业运用。运用有限的原因主要涉及成本、电耗、性能和"用户友好关系"等问题。

    迄今为止,几乎所有的万兆以大网(l0GbE)的运用都采用了传统的光学模块结合光纤电缆或短 距离铜缆(使用CX4电缆)。这些技术缺乏降到较低速度的能力;因此,一个数据中心要增加万兆以太网 (l0GbE),它需要设备升级。10GbE网络也缺乏运行干较低速度以及使用更少的电力的能力。

    另一个与万兆以太网(l0GbE)有关的问题是l0GbE的性能有限。这个问题与万兆以太网技术不相关,因为它已经与微处理器、主机总线、芯片组和用于服务器平台的存储器接口有关。很多时候,微处理器和芯片组消耗和浪费了大量的电力,还缺乏需要利用网络带宽的效率。新的最先进的微处理器和芯片组能够更有效地处理网络带宽,但仍需消耗服务器平台电力预算中的大部分。
    最后,这些解决方案的历史成本和布线易用性问题没有使l0GbE成为一个有吸引力的解决方案,除非没有遇到增加数据流量的需求问题,例如,CX是受制约的,因为其没有能力担当终端电缆,它提供了一个很小的弯曲半径,H仅限于15米以内,这使得在许多应用中,很难使用。但是,通过新标准的批准和技术的发展,在2006年、2007年之问,在服务器平台方面使用l0GbE的能力取得了长足进展。L0GbE现已证明是可行的,是成本效益和能源效益的技术。

    3  利用小型可插拔(SFP模块+)光学,部署万兆以太网

    2005年,由小型化委员会(Small FormFactor (SFF) Committee)开始工作,制定规范,将减少光学模块的尺寸和降低光学模块的成本,以及提供节约能耗。该项目,就是现在大家知道的SFF-8431,他们正在开发关于定义在SFF-8432和SFF-8083中的机架和模块的接口的电气规范。SPF-8431规范定义了8.5和l0Gbps的SFP+模块和主机的电气接口。该模块是可热插拨、小尺寸、串行至串行、与数据无关的光收发器,旨在支持数据通信应用。本规范提供了一个共同的关于系统制造商、系统集成商和供应商的参考。

    截至2008年,这个规范工作仍在进行。淮标准产品现已在市场上提供,采用SFP+的风险现在是微乎其微。由于增加端口密度,许多供应商都己经接受的SFP+作为一个有吸引力的、替代以往的l0GbE光模块的产品。此外,作为一个行业的平均水平,电力减少了大约百分之二十,费用减少了大约百分之于。

    4  铜缆布线配置万兆以太网(10GbE)

    通过铜缆(l0GBASE-T的)运行万兆以太网 (10GbE)的意义是,它提供了有可能使用已安装的6类布线,以及6A类和7类布线的万兆以太网 (l0GbE)的机会。10GBASE-T还提供了能够下拉到lGbE,甚至到100Mbps的速度的机会。但是,应该指出,虽然自动协商功能将允许实施者设计物理层组件(PHY)装置,这种装置允许在更广的速度范围中工作,媒介也能提供向后的兼容性,到较低的速度,但是,由于目前的变压器的要求,10GBASE-T系统是不可能支持10Mbps的操作。相比之下,到目前为止,光纤解决方案无法提供下拉到较低速度,以及节约能耗的能力。

    在2007年上半年,对第一个l0GBASE-T的物理层组件(PHY)进行抽样,结果显示,每个解决方案的电力数是10至12瓦。世界上第一个物理层组件(PHY)l0GBASE-T的公共的互操作性演示,是由以太网联盟(Ethemet AlIiance)组织的,发生在2007年美国拉斯维加斯的lnterop,这次演示汇集了多个物理层组件(PHY)、开关、网络接口卡(NIC)和服务器供应商。

    虽然最大的电力预算是按照服务器网卡通常的25瓦来估计的,但通常希望预算按照最大功率不超过15瓦来计算。与此相比,一个典型的l0GbE光学模块约3瓦。此外,作为服务器适配器日益走向双端口配置,能够满足预期的电力预算将得到进一步的强调。在2009-2010年的时间,10GBASE-TPHY估计会与相同功率规格的今天的光模块一样运行,但它额外的优点是:运行于较低的速度和更低的成本。

    此外,尽管在标准中,铜缆指定的距离比6A类布线多100米,小于l0GBase-SR多模光纤互连的300米的能力,但铜缆在弯曲方面,有更强大的能力。因此,它可配置的方式,往往是光纤电缆不可能达到的;从而,铜缆更合适被选择用来横向部署。此外,l0GBASE-T的布线能够被实地终止,它允许安装技术人员,在适当的距离上,迅速安装电缆。优化数据中心配置的能力,以及在较低的速度下运行,使l0GBASE-T在未来18个月内,成为一个极具吸引力的替代产品。

    5  房地产需求

    IT专业人士寻求最低电耗,最低的成本和房地产需求,及向后兼容性的最佳组合。如服务器、处理器、芯片组、和网络接口卡(NIC)应共同努力,实现这一目标。在开关方面,这些要求与延迟和吞吐量性能一样重要。

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