数据中心网络的融合与节能

　　目前数据中心有三张网，包括局域网，就是以太网，存储网，光纤通道SAN，还有高性能计算集群网络，InfiniBand和Myrinet。这三张网分别使用三种不同的卡，每个卡对应不同的协议。有没有可能三张网融合起来呢？就开始有一个团体，提出CEE的概念，目的是希望把三个部分完全合并在一起，通过一个以太网的接口实现访问所有三张网的资源，这是最初的议题叫做CEE，但是最后就把应用范围扩展了，刚才所说的DCB桥接部分，就脱离了以太网，在以太网之上，不局限于以太网。目前存储网络中FCoE（光纤通道以太网，Fibre Channel over Ethernet）标准已经于去年通过，成为正式标准。FCoE主要用于数据中心内部，如果是长距离的数据中心传输还是使用光纤。另一些重要标准就是DCB,Data Center Bridging，这是一组标准，目前正在制订当中，估计在年底或者在明年才能制订出来。

　　关于DCB,最近讨论比较多的是其中的VEPA（虚拟以太网端口聚合），这个之所以出现是跟虚拟化非常相关的，现在一个物理服务器有很多虚拟机，虚拟机之间如何通信呢？之前虚拟机VM使用软交换机，软交换机在服务器里面，给每一台虚拟机都有虚拟的网卡，这是一台整服务器物理的网卡，如果有多个虚拟机的话，就有多个虚拟的网卡。虚拟机之间传输，通过虚拟交换机，在服务器里面直接负责把数据传过来。这个方法有利有弊，不足之处是网络的可视性没有做到，现在有网络管理软件，对于网络上整体数据传输流量都可以监控，如果内部传输，外界所有的网管软件是发现不了的，另外整个网络策略会有全盘的部署，这样也不能通过网管软件把这些策略部署到这些虚拟机上去，所以现在增加了两个标准，这两个标准叫做边缘虚拟桥接，他达到什么功能呢？把每个虚拟机的流量，先走到物理服务器的外头，有一台物理中转站，通过外部交换机再返回内部的虚拟机上，这种做法，如果原先没有新的协议的话，是不可行的。对于以太网交换机来说，从一个网卡出去，进入一个端口1，然后在发回端口1，在老的交换机上，这种传输是无效的，新的标准出来以后，允许虚拟机上的数据通过物理网卡传到外面的物理中端站，然后在返回去，这样就可以按照虚拟机上部署的策略进行管理，所以网上的虚拟数据的传输流量，都可以在企业的网管软件下面可以监控的。

　　数据中心的节能

　　最后介绍数据中心的节能问题。这是美国EPA07年8月的报告，全美数据中心2006年总耗电600亿度，（2005年总耗电450亿度），约占美国全年用电量的1.5%，预计到2011年全美数据中心年总耗电量将超过1000亿度，约占美国全年用电量的2.5%，中国的三峡水电站建成之后，全年发电量就只有1000亿度。

　　电费成本越来越高。刀片服务器的用量越来越多，在06年刀片服务器全年销量是62万台，占当年服务器销量的7.9%，预计到明年，全年的刀片服务器的销量达到240万台，占所有服务器的21.6%，年复合增长率达到31.5%。随着刀片服务器的应用，现在每个机架上电力的负载也越来越高，在03年，一个机架能够支持2千瓦就能够满足数据中心的应用，到了07年就是15K，到了今年就是30K，比03年翻了15倍，这个来源也是比较权威的是劳伦斯伯克利实验室和Uptime Institute估算的数值。

　　这是服务器上面的耗电，那么网络上面的耗电怎么样呢？网络上面的耗电不是很直观，这是美国网络世界做的万兆接入交换机的测试，这个表显示了耗电量最终的结果，红色的是满负载的情况，不同的厂商作出的同样配置，同样的带宽的交换机，用电量差别比较大，红色的是满负载，另外颜色是空闲。空闲的时候，耗电量也不小，有的空闲的时候都接近于满负载的情况。

　　这个图显示了目前交换机的耗电量，第一图显示的是千兆/百兆/10M的耗电量，4个端口到8个端口有数据传输的情况下的趋势，百兆交换口最省电，10M是最费电的，下面是计算机的网卡，10M的网卡用电非常少，但是到了千兆、万兆就翻了好几倍，那么，我们这些网卡，这些链路平时的利用率有多高，这个咱们平时也没有统计，我找了两个图，也是美国做的统计表，这是说桌面连接的利用率，底下是时间，大部分利用率非常低，几乎是0，一般时候网卡的使用率是非常低的。

　　这是服务器端，这也是从劳伦斯国家实验室统计的数据，高的是峰值的网卡的利用率，大部分的时间也是相当低，那么有没有可能在链路空闲的时候，降低耗电，这也是刚才提到的标准，在空闲的阶段插入LPI的信号，这个时候采取低电运行的模式，恢复链路，恢复的周期也是非常短的，100M的恢复时间小于30微妙，千兆小于16.5微妙，对于应用不会有太大的影响。

　　带来的节电的效果，使用这种技术能够降低一半的耗电量，20个配线间，每个配线间有8台堆叠的交换机，这样一年可以节省1690瓦，这是接入交换机，相应连接所有的桌面的PC也会节约相应的瓦数，对于整个企业来说整个节约电力达到3000多瓦，这是一个企业，如果涉及到全国，如果全美国都采用这个技术之后，全美国节约的电量就相当的可观了，这是住宅区域，家用可以节约1.39亿美元/年以上，对于商务办公来说可以节约1.18亿，对于数据中心来说，可以节约4200万美金以上，所有的加起来，每年全美可以节约2.98亿到4.69亿美金的电费。

　　以上是给大家汇总一些目前在数据中心领域国际上的最新进展，希望对于大家有所帮助。最后给大家显示的这张图是我们这两年做优秀新一代数据中心评选时总结得出的五大方面，我们整体衡量一个数据中心，是不是做的先进，是不是符合新一代的要求，就是根据这五个方面，包括智能化、绿色、节能、运维与管理、安全性、稳定性、有效性，还有设计与规划，包括技术层面、运营方面、管理方面，我们总结出最重要的一点还是在于设计与规划，今天谈的很多，也是让大家对于数据中心的需求要有一个前瞻性，可以说，好的数据中心不是改造出来的，如果要做一个好的数据中心必须事先设计好。一个优秀的数据中心可能还有不断的微调，现在有许多数据中心的问题还在解决之中，一些标准没有出现的话，就有可能会造成一些兼容性的问题，只有标准出来之后，大家在采购产品的时候，才会更放心，因为不同厂商的产品之间才会兼容，互操作性才会好，所以我觉得优秀新一代数据中心也不是一蹴而就的，但是对于长远的问题应该在设计阶段就要解决好。（wy）