运营商云数据中心建设运营面临巨大挑战

 

云计算的发展将对信息产业带来巨大变革，也为电信运营商从CT向ICT全面转型提供了历史性机遇。国内三大电信运营商均已开始从云主机、云存储等基础IAAS业务进入云服务领域，并在内蒙古、黑龙江等地启动大规模云数据中心建设。

 

对于云服务特别是IAAS层业务竞争力，规模和成本是关键。如何有效降低云数据中心TCO？除了设备采购与建设成本，尤其需关注长期运维费用的降低，如电力消耗占数据中心运营成本40％以上，设备的低功耗、高密度与集中管理成为必然。而国内运营商在绿色云数据中心建设运营方面与领先互联网公司尚存差距。以基础的机房和机柜为例，国内外大型互联网云数据中心PUE值已普遍低于1.5甚至达到1.07（如Facebook），单机架功率密度十几KW至20KW以上，而运营商数据中心PUE值基本还在2以上，单机柜支持功率也仅4KW左右，远远无法满足新型高密度系统部署要求。

 

传统数据中心运营商主要出租机房、机架与带宽，并不负责服务器、软件系统等IT资源建设与服务提供。云计算模式下，运营商将为客户提供各类物理的、虚拟的计算、存储与网络资源，以及IT业务应用，需对服务器等大量软硬件系统进行高效维护管理，如何提升云数据中心管理水平与管理效率是一个关键问题。

 

在云计算业务发展上，一方面运营商要通过低成本、高效率的云数据中心吸引包括互联网在内的各类企业客户租用其基础带宽与IT资源，另一方面运营商也在发展自有的云业务应用与大型互联网公司展开竞争。如何更好支撑客户需求与业务差异化，特别是发挥运营商优势，针对大客户提供高安全等定制云服务，也是运营商云数据中心建设运营的重要考量。

 

定制化服务器为云数据中心降本增效

 

服务器是云数据中心核心的计算资源，其采购与维护成本在云数据中心总TCO中占比很高，因此对服务器的优化是云数据中心降本增效、提升竞争力的关键之一。

 

目前运营商主要采用通用型服务器，按照各大厂商的主流配置选型和购买，并通过规模的集中采购降低成本。但在云数据中心的实际应用中，特别是随着规模的扩大，通用服务器在资源分配不均、维护不便、能耗节节攀升等现状上还有很大的改善和优化空间。

 

从云计算及数据中心发展趋势来看，大而全的服务器设计并不适合云计算资源分类共享架构，专业型定制化服务器成为新选择，按计算、存储、I/O优化，按需配置，以降低成本并实现专项业务能力提升。

 

从Google、Facebook等互联网巨头的实践来看，他们都纷纷从基于业务应用需求，将服务器分门别类，自行设计或者通过定制得到新的与以往不同的服务器，以最大化利用服务器资源，让服务器更易维护、能耗更低。

 

定制服务器弥补云数据中心不足

 

通过服务器的定制化，能够有效解决通用服务器在云数据中心应用中的一些问题与不足，帮助运营商降本增效。以下是定制化服务器的主要特点及目前业界采用的一些技术手段。

 

1、绿色节能

 

节能是定制服务器的基本出发点之一，也是降低服务器TCO的主要手段。定制化服务服务器通过多种方式来提高电能转换和利用效率，并对能耗进行有效的监控和管理。

 

高密及精简设计：定制服务器多为高密度架构，如华为X6000高密定制服务器，可在2U空间放置4个计算节点，相对传统2U机架服务器，在相同CPU/内存/硬盘配置下，能耗降低10%左右。同时通过精简服务器设计，在满足业务需求、保障整体可靠性基础上，减少部分冗余器件，进一步降低成本及能耗。

 

提升服务器电源转换效率：采用电源转换效率≥92%的PSU。另外，定制服务器也可支持高压直流供电模式节能7％~10%。

 

待机和休眠：在大规模云数据中心中，服务器负载均衡策略可能会使一些服务器处于待机或休眠状态，在整个数据中心都在较低负载的情况下实现节能效果。同时定制服务器还可以通过IPMI接口获取整机功耗，并支持整机功率封顶技术，用户可设定功率阀值以有效控制整机功率。

 

高温环境节能：传统数据中心典型的工作温度为23℃，新型云数据中心可能会采用风冷和水冷等自然冷却技术，并允许更宽的服务器工作温度范围，以延长自然冷却的使用时间，降低空调系统和整个数据中心的能耗。定制服务器可通过相关节能技术、元器件的选择或者控制策略调整，在整个工作温度范围都保持比较低的能耗。

 

以华为为某互联网公司定制的2U 4节点高密度服务器为例，通过以上技术引入与定制优化，实现设备成本节省16%、能耗降低12%、机房面积降低50%，帮助客户有效降低云数据中心TCO。

 

2、高效运维

 

大规模云数据中心数以万计的服务器部署、维护是一个令人头痛的问题。相对于通用型机架服务器单台独立部署方式，目前定制服务器普遍采用多节点或整机柜方式，模块化、工厂预制模式，能够极大减少部署时间。同时服务器出现故障后，也能进行单节点的快速更换。这对于运营商为客户提供快速高效的应用部署与服务承诺，提升竞争力非常重要。

 

在维护方面，定制服务器可按照大型云数据中心的要求，采用相关的服务器运维管理系统，简化现场维护，并提高对远程、自动化运维管理的支持能力。

 

定制服务器可通过独立的管理网口实现远程接入，管理接口支持标准IPMI 2.0协议以及SNMP协议，支持KVM over IP，方便通过浏览器直接登录进行KVM管理；同时，网卡支持基于PXE的Boot On Lan技术，支持远程Firmware的更新及远程OS和虚拟化软件的分发和部署。如华为X8000整机柜服务器可支持节点和机柜级的集中管理，并通过对外接口接入云数据中心上层管理平台，实现数据中心级别的集中管理维护。

 

3、业务提升

 

除了在节能、部署为维护方面的优势外，定制服务器针对某些应用场景还能进行功能性能方面的优化提升，如通过定制的SSD卡、智能网卡等方式，提供基于计算、网络、I/O的各种加速解决方案，轻松化解应用中的性能瓶颈。

 

例如互联网搜索业务对服务器磁盘I/O性能要求很高，华为与某互联网公司合作高性能搜索型服务器，通过专为搜索服务定制的存储型服务器与PCIE SSD卡，使得IOPS性能提升10倍、搜索性能提升4倍，彻底解决I/O瓶颈。

 

针对某些大客户特定需求与应用场景，通过服务器定制化还能帮助实现运营商云数据中心业务差异化。如云安全是政府、大企业等客户普遍关注的问题，运营商可通过定制增强的服务器安全特性，比如增加加密模块、屏蔽USB对外接口等方式，为客户提供更高安全的IT服务保障。

 

十年磨一剑，华为成为运营商服务器定制化好伙伴

 

从2002年开始服务器研发，经过十多年的积累，华为服务器形成了RH系列机架、E系列刀片、X系列高密度三大服务器系列及基于增值部件的应用加速解决方案，能满足客户对机架、刀片、多节点服务器的各种规格需求。

 

定制化领域也是华为服务器的强项。华为服务器在研发之初重点就是面向定制：为更好承载运营商短信、WAP等核心业务应用，在2003年就已发布T8000电信级定制刀片服务器，并广泛应用于国内外电信运营商业务平台。

 

2010年，华为发布专为云计算及数据中心优化的X6000高密度定制服务器。2011年，又发布专为绿色数据中心定制的X8000机柜级高密度服务器。华为已为国内多家大型互联网公司、电信运营商云数据中心提供定制化服务器，针对各种业务模型和业务瓶颈已有一系列解决方案，帮助客户有效降低成本，提升运营效率。

 

同时，华为积极参与定制服务器产业链合作，华为是国内腾讯、百度、阿里等互联网公司牵头的“天蝎计划”主要合作伙伴，以及国外Facebook等推广的“OCP计划”的中国首家服务器合作厂商。

 

基于服务器优化和定制领域丰富经验、强大研发能力与快速响应，并结合对运营商业务的深入理解，长期互信的战略合作，华为能为电信运营商量身定做绿色高效的定制化服务器，帮助构建低成本、高密度、易管理的云数据中心，为客户提供高价值云服务。