张光卫：各位领导、各位嘉宾，很高兴有这个机会跟大家探讨一下云计算时代这个环境下，我们数据中心面临哪些挑战。因为云计算是一个新鲜的东西，现在发展也比较快，从政府层面到企业层面，云计算有很多方面的东西，包括体系架构，我们今天就来关注一下云计算背后的动力。
　　
　　互联网是计算机和通信技术的融合产物，传统的互联网都是一个通讯平台，电子邮件等。到至今，它已经不仅仅是一个通讯平台，我们认为它已经泛盖了分布式的计算环境。因为它成为一种计算环境，以互联网为载体，寻求新的计算模式，推动科技和社会的进步自然也成了各个国家来竞争、发力的制高点。最突出的就是这两年比较搞航空的，有网格技术，有集群技术，有很长时间的探讨。云计算和前面有所不同的是，企业的参与成了主干力量，亚马逊、微软、Google，代表了国际性大企业对计算技术的产业化起很大的推动作用，这是它今天为什么能兴起，为什么国家把它作为重要的产业去推进。
　　
　　云计算是一种基于泛代网络的计算模式，云计算通过网络，把计算资源聚合起来，统一管理，统一调度。当然可以在一个位置，也可能是在几个位置，物理上的位置。这样集合成一起，就形成一个资源池。这里的资源是指广泛的概念，物理的资源，计算的资源，存储的资源、数据的资源等等，日常中的资源全部涵盖在里面。把这些资源整合进来之后，更加诱人的地方，是用一种动态的、可伸缩的、虚拟化的以一种服务的方式再提供出来。一种是资源的聚合，一种是服务技术的延伸，聚合技术怎么样进行调度，怎么样进行虚拟化，把很多物理机器上的资源给它虚拟成一个资源，或者把一个计算机比较强的资源虚拟称多台小型的计算机上。
　　
　　另外就是一个服务的技术，在云计算的条件下，服务是软件的功能的一种承载，把企业所有的服务给它聚集起来，把服务聚集起来，然后通过各种力度，多力度的聚集，弹性的提供给最终的用户。对用户面临的只是需要去选择服务，比如说我是一个制造企业，我要有CRM系统，我要有HR系统，我还要有物流的系统等等。这些服务你去选择，但我们这的选择并不是说单一的，它可以多种的方式，一种方式就是大的系统、模块，力度很大。我选择一个CRM系统，选中就可以用了，我不需要买机器，也不需要装软件，就在互联网上，整个数据存储在云计算中心的，这是大力度的。
　　
　　还有细力度的，比如我需要CRM系统，我需要哪些部分？我自己去选模块1、模块2、模块3，这种选择一般是通过云计算Pas去提供，Pas是一种编程的接口，简单的系统，企业不用复杂的JAVA开发，通过C++开发，通过Oracle的工程，不需要。通过云计算，我们认为是细力度、弹性的可组合的、可拆借的服务模式。
　　
　　简单概括一下，云计算两个方面我们考虑它，第一服务的聚合，资源的聚合；二服务的提供，它都给我们带来了很大的扩张性。我们可以认为存储是无限扩张的，计算能力是无限扩大的，你有需求，给计算中心，他会增加这个能力，终端不用作这个考虑。
　　
　　这是一个电场，它的电通过供电网络提供给千家万户。云计算提供商通过互联网络，把计算资源、把产品和软件的服务提供给千家万户。
　　
　　云计算代表第三次IT的浪潮，云计算的出现它的改变可以称得上革命性的改变，它对我们的工作方式、生活方式以及企业的运营模式和商业模式、管理模式都带来了变化。当然这些变化怎么样变还得有一个演进的过程，包括数据中心，数据中心在云计算环境下，要做哪些改变，怎么样把一个传统的数据中心改造成云的数据中心。
　　
　　今天的主题我没有过多的讲解这个体系结构方面的、技术方面的，就从动力这块去解释，如果大家有兴趣，可以会后单独去探讨，就是关于数据中心云这方面的改造有哪些值得关注的地方。
　　
　　据Forrester公司预测，到2020年，全球云计算市场能达到4000多亿美元的份额。
　　
　　云计算背后的推动力是大型数据中心，包括有100多万台服务器，有的时候是几百万台，最起码有一百万台。
　　
　　这是2010年的一个报道，微软在芝加哥建立一个数据中心，集装箱式的部署，总的大概有几十万台机器。
　　
　　云计算背后的强大力量体现在哪儿？一是技术的力量，再就是动力，强有力的心脏。大的动力背后就是高效能。云计算和效能这个说法也是有两种见解，一个说云计算给清洁能源、给耗能带来了挑战。我们是兴建一些大的数据中心，如果把小的都关了、停了，就像采煤一样，整个集中起来，总理还是减少的。
　　
　　Google在OREGON建立了数据中心，他每天的耗电量和日内瓦相当。英国一个大学里面科学家算，全世界的云计算每天的耗电量相当于100个北京市。耗电量大的同时，怎么样维护强大的心脏的调控，对供电、制冷、可靠性都带来了挑战。很多嘉宾也是来自数据中心，我知道数据中心的运维人员在前面，不说云计算条件下，传统的情况下对运维来讲，供电的制冷也是一个很大的问题。在云计算环境下，解决这个问题恐怕会更困难，这需要从技术上很多方面有更多的考虑。
　　
　　云为什么和传统的数据中心相比供电更大了？这和云的本身计算特性有关系。大多数的云架构是虚拟化的计算，什么叫虚拟化的计算？服务器比单一功能的服务器大，而且稳定性，同时得到更为广泛的利用，平均以5-15%的处理能力运行的时候，相当于在虚拟化的服务器上，它的利用率高达80%。这是什么意思？云计算一个很大的特点叫虚拟化，计算的虚拟化，存储的虚拟化，
　　
　　拿一个高校来举例子，我买了一台服务器，这台服务器给一个班的学生用、给几个老师用，有点浪费了，我们可以通过虚拟化的技术，把它虚拟化成一百个，这一台机器可以供一百个人使用。那你想想这个机器的工作负荷，满了。因此大多数云计算的虚拟服务器比传统服务器需要更多的供电，配电装置、配电盘和UPS的负担也会更重。
　　
　　大多数云架构都是超密环境，机柜的配电要求也比传统数据中心要高，特别是一些新云计算数据中心，北京建一个大型的云基地，这个数据中心一开始投入量很大，几万台机器，这就会使机器的密集，在一台机柜上装的服务器比较多。比如用刀片式服务器作为宿主服务器，刀片式服务器是可拆解的，很多台服务器共享一套电气、一台电源一台风扇，这样可以使数据中心的占地面积包括管理都比较容易。
　　
　　一个传统的服务器机柜一般需要4-6KW的电力，如果不买刀片机架，大概需要30KW的电力，如果设计时没有足够的容量，往往会超出电源和制冷系统。
　　
　　下面是一个电源密度等级，标准密度、中等密度、超高密度，对上面的设备数和机柜的功率，是这样一个统计。机柜上装的机器多了，对机柜的供电要求高了。
　　
　　刚才谈到了云计算环境下用电多了，供电系统出现了一些新的挑战。再看云计算技术对可靠性的要求，在传统环境下，一台机器上跑三台应用不得了了，一般情况下一台计算机对企业来讲状态给它装一套系统。现在不一样了，现在虚拟化了，一台计算机装了多少系统你自己也不知道，你的数据切到哪儿你也不知道。这就意味着，服务器有支持一种应用，单一或者少数应用变为支持多种或者几种应用，这就是一个挑战，一旦宕机了，影响就大了。
　　
　　云计算运算比较复杂，有的人原来讨论过这么一个话题，云计算是提高了计算效率还是降低了计算效率？这个问题看你怎么去理解，所谓降低了效率，它很多虚拟的环境，你要完成虚拟的计算、存储，虚拟化的管理，必须跑到平台上面，这也是由软件来写的，它本身就是负载。从这一点上来讲，它比传统的耗更多的资源。但从一个宏观的地方，从大的角度上去考虑，它提供的用户多了，从这个角度来讲是节省了资源，而节省的还不是一个数量级的。所以云计算和虚拟化带来灵活性的同时，运算的复杂性，本身就会导致机器宕机，供电都没有问题，制冷也没有问题，宕机了怎么办？云计算就要有调度的机制，一旦宕机，它的工作负荷就转移，而这种转移是通过一定的算法去算的。可能是你这个数据中心内部转移，从这个机器转到那个机器上群，这种调度认为是没法控制的，只能通过算法去控制。这也会引起电路或你这个系统的过载，至于对哪个地方产生了过载这种不好预测，只能存在紧急转移的情况。
　　
　　前面讲到了云计算环境下对供电、制冷、可靠性带来一些挑战，看还有哪些方面可做的工作来避免这个问题。这是个探讨，有待于数据中心专职的工作人员和研究人员逐渐来讨论，我今天只是抛砖引玉。

　　两个方面，第一个方面，我们压保证供电与冷却，要从基础设施上，买的电器部件上，机械的物理上增加强度；另外你要采用更加科学的运维手段。
　　
　　模块式供电，为什么模块式供电能够适应云计算？云计算是弹性的，可扩张的，伸缩性很好，可以随时添加机器。提供的功能上是可伸缩的，基础设施也必然应该是可伸缩的，所以对电源系统来讲，模块式的电源组件可增强系统的可靠性。
　　
　　举个小的例子，模块式的，可扩张型的UPS可以有12KW的组件，可以增加N+1架构的组合。
　　
　　冷却，冷却跟供电是两个很重要的问题。传统的冷却系统就是部署机房空调，也有采用热通道-冷通道，所谓热通道、冷通道，数据中心设备上运转产生热量，我降低产生的热量，就要空调给它吹冷风，冷热分开，把热的排出去，把冷引进来，把热源排走了，能够在一定程度上提高制冷的效率，从而产生对流循环。
　　
　　UPS有模块式的设计，对于制冷现在也有模块式的制冷，但这种制冷可能造价都比较高一些。但这种模块式制冷从满足云计算弹性、伸缩的需求来讲，应该是合理的。
　　
　　被动式冷却系统，刚才说热通道、冷通道是把热风引出去，把冷风加进来。这个就更加紧密了，在机柜的壳上安装了一个气密的后门和烟囱，用来收集来自服务器的热排风，直接引到空调装置的回风管道里面去，这样风可以进行重新循环。对气密性比较高一些，要严格分离冷和热，要彻底，这也是在云计算环境下的一种思路。
　　
　　建造多个设备间，UPS和其他的分开，为什么要分开？因为他们对工作温度不一样，这也是一种思路。
　　
　　改善云架构可靠性的策略，前面讲到制冷和供电，有模块化的UPS，有模块化的制冷和被动式的制冷。从云计算的可靠性策略来讲，我们怎么样保证云计算框架更加可靠？第一要传统的方式，就是通过冗余，N+1冗余是我们经常采用的一种办法。通过冗余这种系统架构，来提高可用性，降低计划外停机的可能。
　　
　　2N也是一种策略，对于大型云环境是非常理想的。2N的特点是提供两个独立的相同的架构，每个都能独立支撑架构，分别50%，如果是一个路径宕掉了，另外一个就是百分之百来补偿。2N架构和双电源设备配合来使用，给每个电源一个独立的空间，这也是一种思路。
　　
　　保证可靠性，就要保证你系统的可监管，你要知道你每个设备的工作状况，特别是性能指标，它的温度是怎么样的，服务器的运转率，这个中间件的RO操作强度等等，需要一些监管的东西。但是监管不仅仅是供电，不仅仅是OPS，还有一个监管就是运算系统的监管，软件的中间件通过分析它的一些吞吐，一些CPU的占有率来衡量。当然我们在设计云平台的时候，特别是设计I云的时候，云计算分为I云、T云还是S云，I云层面往往要考虑的一个问题就是监管的功能，对软件系统的监管。
　　
　　另外一个越来越关注的问题是供电质量，在现在这个环境下，供电质量其实是越来越的情况，以北京为例，地铁越来越多，地铁对供电系统的冲击是很大的，非限性工作的设备往往会导致供电质量的下降。无论是电压、电流或频率上都有体现。传统数据中心在做机房设计的时候也在考虑这样一个问题，在选用UPS的时候，选用比较环保的UPS。但是对一个大型的机房来讲，特别是云计算中心来讲，机器太多了，这么多的机器，构成了一个复杂的系统，这个复杂系统往往导致你没有办法预测是哪块需要加强，没有预计重要程度，只能是从整体上提高供电的质量。以前往往是从外部有很好的考虑，要建数据中心，对接入的市电，还有对电源的保护，油机各个方面考虑的很周到。但是对数据中心内部的电能质量问题，还是相对稍微缺乏一些，因为在数据中心内部，在计算机、UPS边路很多，必然导致数据质量很差，对机房来讲污染最大的就是谐波的问题，机房质量好坏的表现就是热能的聚集，我们一直围绕机房的制冷和散热。电的质量差，会导致温度的上升，一个设备的温度上升，还有线路温度的上升，而线路的温度上升是一种更难发觉的情况。谐波经过一个电缆的时候，分布式电缆会对谐波的吸收，吸收了能量就上升了。
　　
　　我就讲这些，因为今天主要是从供电这个方面跟大家一起探讨这个问题，并没有从云计算的体系架构、技术上面去探讨。谢谢大家！ （责任编辑：yayo）