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觀點

網路架構虛擬化 為企業節能、省成本

2009 / 01 / 14
吳依恂
網路架構虛擬化  為企業節能、省成本
虛擬化技術過去多應用於伺服器或儲存裝置上,但為達到完整的綠色資料中心,網路架構上的建置乃是必要的一環,本文由網路架構的角度來看,如何應用虛擬化技術於資料中心,達成環保節能降低企業成本,提升工作效能。

以下2例皆為網路優化的應用程式控制產品ADC(Application Delivery Products)廠商,本文也透過案例讓使用者更加了解虛擬化在網路架構上的應用

資料中心虛擬時代來臨

節能並不一定代表環保,但綠色節能需求主要來自節省企業成本,其次為環保意識。隨著網路傳輸速率變快,不僅多媒體資料量大增,電子商務交易量也變得頻繁,因此在網路傳輸、伺服器端、儲存媒體等方面的需求也隨之增加,這也是在過去幾年來虛擬化科技快速成長的原因之一,而虛擬化技術也是達成「Green IT」目標重要的一環。
F5 Networks台灣暨香港區總經理許慧嫻提到,美國在2006年的資料中心共耗費了610億千瓦的電力,花費為45億美金,而以現在用電的趨勢預估,在2011年將會電力上的成本將會接近75億美金,約為雙倍。而其中主要的原因之一,便是資料中心的儲存容量自2000年來便每年成長50%,不僅如此,散熱的冷卻系統、備援設備、機房等也為不斷增加的一大負擔。許慧嫻認為,「Green」的資料中心正是一個重要且需要被推廣的概念,並且,將現有資源做有效的應用,也是綠色資料中心的首要目標。許慧嫻認為,要達到「Green IT」第1個要做的就是減少電力的消耗,第2便是增加伺服器、儲存等設備上的利用率,這也就是為什麼要做虛擬化的原因。
一般的虛擬化可分成網路的虛擬化、網路服務模組虛擬化、伺服器虛擬化、儲存體虛擬化、應用的虛擬化。過去並無整合性的統一平台,因此有多個I/O出口,為了達到綠色資料中心,減少耗能並且整合管理介面,單一平台是一個必然的需求,例如Cisco也喊出了Unified Fabric的口號,不管是與其他網路管理或是儲存介面連接,是為網路設備的整合,也包含了許多網路服務模組。

資料中心的整合、虛擬、節能
Cisco Systems資深技術顧問錢小山提到新世代的資料中心要面對的新需求大致上可分為3步:資料中心的整合 (Data Center Consolidation)、資料中心的虛擬化 (Data Center Virtualization)、節能及有效率的資料中心 (Green Field Data Centers)。透過整合的動作來進行資料結構重整,資源虛擬化以因應快速變動的環境,並且透過自動化來提升效率及資源使用率。透過這3個步驟來達到綠色資料中心的目標。
而資料中心整合的趨勢乃是來自伺服器的演進過程,由於2核心、4核心或8核心CPU的陸續出現,不僅使得CPU數量變多,設定量變大,資料量也隨之大增,並且伺服器內部的PCI速度也有所提升,即使多個Application也可以開在同一台伺服器上。因此網路也需要有所對應,提供高速、高精確度的網路實機連接介面,這也促成了網路架構上的虛擬化。
Cisco Systems產品技術經理陳世陽表示,Cisco的優勢在於整體而並非片段,片段的解決方案較難以思考到整個資料中心的需求,在各個儲存體、虛擬伺服器、負載平衡器等等前後端裝置的配對,需要被快速的因應,Cisco能夠在資料中心考慮到整體的整合性便是其解決方案最大的優勢。

Cisco Systems的案例分享
由於北京奧運的售票系統資訊相當複雜,需要處理的資料量非常龐大,例如,不同的票種、場次、位置等,便採用了Cisco的ACE解決方案,運用其虛擬化的概念。在前端採取Web平台,後端伺服器亦需要建置安全控管、加密機制、防火牆及負載平衡器等,因此採用Cisco ACE的模組,在同一個硬體設備上,採用虛擬化切割多個分區(partition),用作如Web Server、Application或Data Base等,使用2台Cisco catalyst 6500系列的交換器來因應各種不同的需求,藉此減少實體設備系統,達到節能資料中心的目標。
根據Cisco的研究指出,每增加10個應用伺服器所需要的服務模組耗電量約為1100瓦,而經過虛擬化的網路服務模組,可支援16個應用伺服器群組,僅需耗電392 W (ACE + FWSM),也就是說可節省17208W的成本,[(16 Group x 1100 W= 17600W)-392W]=17208W,甚至於在備援架構下會節省更多的電力成本,也就是原本使用越多應用伺服器的組織,採取虛擬化後會得到越大成效的節約成本。

檔案虛擬化廠商F5 Networks
F5 Networks在2007年併購了檔案虛擬化廠商Acopia之後,可說是完成了自資料中心至終端的虛擬化,從Web Server、Application Server到Storage的虛擬化,許慧嫻提到,其公司最大的優勢乃是在於檔案虛擬化,是市場上尚無其他友商可比擬的部份。
F5 Networks台灣暨香港區技術總監莊龍源認為,F5 Networks主要是針對網路服務上的虛擬化,可以幫助用戶在不同層面,也就是在機器與性能上的擴充,沒有硬體與軟體的限制,是一種更全面性的虛擬化。而在產品上,F5 Networks因應現有客戶需求推出了在硬體上採取插板方式的擴充服務,尤其是在交換器的部份,客戶最大的挑戰在於他們無法準確的預測擴充的群組大小,無法去想像網路結構的變化以及網路連結的需求,乃至於需要時時的去擴充、更改其架構,因此有更具彈性的交換器架構需求,也就是F5 Network今年甫推出的VIPRON。
過去一旦機器上的CPU使用率達到飽和,可能需要換1台新的機器來分開網路上的流量,但VIPRON的技術可在同一個環境上進行處理,只要在機櫃裡插入新的裝置,網路上的流量可透過背板進行配置。

F5 Network成功案例分享
華納音樂集團(WMG , Warner Music Group)在去年與Apple iTunes Store合作的線上音樂下載服務,由於當時WMG所使用的音樂儲存空間有限,且必須手動配置和管理下載歌曲的存放位置,為了能夠擴大下載歌曲的存放數目且簡化管理的流程,便使用了F5 Network的虛擬化解決方案,在導入之後,WMG的基礎建設副總裁Mike Streb提到,不但商業工作效能增加了5倍多,儲存管理費用也降低了20%。

虛擬化開源節流 節能的綠色資料中心
為處理日漸複雜繁重的資料量,企業開始出現了對資料中心降低成本及簡化管理的需求,也因此節能科技的議題近年來炒得火熱,透過整合有效利用資源,以現有資源做有效利用,一方面不再擴增一方面又可充分利用舊有設備。總結來說便是「開源節流」,不僅在儲存媒體、伺服器上使用虛擬化技術,更進一步透過網路架構上提供能夠快速因應的設備及解決方案,以達成完善的綠色資料中心構想。