自數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)以來(lái)，企業(yè)的IT經(jīng)理們就一直糾結(jié)于努力尋求對(duì)數(shù)據(jù)中心資源進(jìn)行配置處理的最佳方式。而伴隨著服務(wù)器虛擬化、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，這一過(guò)程變得更加復(fù)雜。

而在本文中，業(yè)內(nèi)的相關(guān)專家就將幫助我們廣大讀者朋友們就如何更好的解決貴公司在服務(wù)器硬件策略方面的管理難題進(jìn)行解疑，并還將為您介紹關(guān)于如何識(shí)別和解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題的相關(guān)方法，以及實(shí)施服務(wù)器規(guī)模化擴(kuò)展的優(yōu)缺點(diǎn)，以便幫助您了解如何采購(gòu)可擴(kuò)展的虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)。

　　識(shí)別和解決網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題

企業(yè)數(shù)據(jù)中心的IT經(jīng)理們花時(shí)間來(lái)調(diào)查可用于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)I/O的方法，并確定可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)速度變慢的原因是非常值得的。如果企業(yè)應(yīng)用程序的所有者報(bào)告稱：網(wǎng)絡(luò)連接速度慢，那么確保其原因不是由廣域網(wǎng)中的瓶頸所導(dǎo)致的是至關(guān)重要的。網(wǎng)絡(luò)性能不佳通�？蓺w因于虛擬化之外的原因�？赡艽嬖谏形磮�(bào)告或發(fā)現(xiàn)的停機(jī)中斷或路由問(wèn)題。另一個(gè)亟待檢查的領(lǐng)域是IP配置。而一些簡(jiǎn)單的工具如ping、pathping、tracert和nslookup在診斷網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題時(shí)仍然有用。最常見(jiàn)的問(wèn)題之一是錯(cuò)誤或不正確的域名服務(wù)器(DNS)配置。另一個(gè)亟待檢查的領(lǐng)域是虛擬機(jī)(VM)中應(yīng)用程序的配置。查看是否存在會(huì)顯著降低網(wǎng)絡(luò)性能的設(shè)置或選項(xiàng)——也許是應(yīng)用程序的輪詢網(wǎng)絡(luò)，以查找外部網(wǎng)絡(luò)組件的可用性——那么這可能會(huì)導(dǎo)致不必要的網(wǎng)絡(luò)流量。

一旦你企業(yè)排除了上述這些潛在的問(wèn)題，就需要確認(rèn)優(yōu)化組件是否配置正確。接下來(lái)，檢查網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題是否僅影響相關(guān)虛擬機(jī)或同一主機(jī)上的所有虛擬機(jī)。這也是確定相關(guān)問(wèn)題是否特定于應(yīng)用程序所有者的虛擬機(jī)或者是否是系統(tǒng)性問(wèn)題的好方法。大多數(shù)虛擬機(jī)管理程序供應(yīng)商均提供了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)工具，以方便企業(yè)客戶監(jiān)控進(jìn)出虛擬機(jī)的流量。例如，VMware公司就提供了一款名為esxtop的實(shí)用程序，可以查看網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)信息，并排除網(wǎng)絡(luò)性能問(wèn)題。

這些實(shí)用程序允許數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)管理人員查看虛擬機(jī)實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，以及是否檢測(cè)到物理系統(tǒng)出現(xiàn)大量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的被丟。它們還能夠顯示系統(tǒng)的發(fā)送和接收速率。

當(dāng)一款機(jī)器發(fā)出數(shù)據(jù)包，但未收到確認(rèn)時(shí)，可能表示網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)的算法存在問(wèn)題，稱為Reverse NIC Team問(wèn)題。在這種情況下，已啟用高級(jí)網(wǎng)卡綁定，雖然數(shù)據(jù)包通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層離開(kāi)物理主機(jī)，但它們通過(guò)錯(cuò)誤的物理交換機(jī)返回到主機(jī)，并返回到錯(cuò)誤的NIC。像這類嚴(yán)重的問(wèn)題可能需要更廣泛的調(diào)查。在某些情況下，可能會(huì)導(dǎo)致放棄特定的NIC組合策略，這對(duì)于更廣泛的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)被認(rèn)為是不可靠的。

隨著整合比率的增長(zhǎng)，可以做大量工作來(lái)改進(jìn)和監(jiān)控虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)性能。最佳優(yōu)化的關(guān)鍵在于遵循虛擬化供應(yīng)廠商的最佳實(shí)踐方案，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行修改以適應(yīng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特流量特性。最關(guān)鍵的部分是了解你企業(yè)的虛擬機(jī)和更廣闊的物理環(huán)境之間的關(guān)系。

橫向或縱向規(guī)模化擴(kuò)展：如何通過(guò)數(shù)據(jù)中心升級(jí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)展演變

在IT領(lǐng)域，舊的問(wèn)題最終會(huì)演變成新的問(wèn)題，這個(gè)道理在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器方面正在發(fā)揮作用。

根據(jù)Technology Business Research (TBR) Inc.公司數(shù)據(jù)中心研究部門高級(jí)分析師 Christian Perry表示：“我們當(dāng)前正再次看到企業(yè)對(duì)其系統(tǒng)實(shí)施縱向規(guī)�；瘮U(kuò)展的興趣的增強(qiáng)，而這一方案曾一度處于下滑趨勢(shì)。”

自數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)以來(lái)，企業(yè)的IT經(jīng)理們一直在努力處理如何最好地配置其資源的問(wèn)題。而他們的這個(gè)選擇方案基本上是在采購(gòu)更大的硬件或更多的硬件之間：橫向或縱向規(guī)�；瘮U(kuò)展?

1、服務(wù)器橫向擴(kuò)展的優(yōu)缺點(diǎn)分析

服務(wù)器的橫向擴(kuò)展的概念意味著向系統(tǒng)添加更多節(jié)點(diǎn)或購(gòu)買更多硬件。例如，一家公司可以從一款Web服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)展到三個(gè)。在極端情況下，數(shù)百臺(tái)小型計(jì)算機(jī)被配置為集群，這些集群足夠支持大型數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力。

橫向擴(kuò)展通常很簡(jiǎn)單。企業(yè)可以購(gòu)買新系統(tǒng)并快速啟動(dòng)。該方法也很靈活：可以以一種看似有限的方式添加系統(tǒng)——盡管其最終將需要更多的數(shù)據(jù)中心空間。實(shí)際上，橫向擴(kuò)展的方法在云服務(wù)供應(yīng)商中很受歡迎，因?yàn)樵摲椒�可以�?gòu)建能夠支持?jǐn)?shù)千個(gè)客戶和PB級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)中心。

Facebook Inc.公司的開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目就鼓勵(lì)橫向擴(kuò)展服務(wù)器。該公司并不是依賴來(lái)自諸如惠普、IBM和甲骨文等傳統(tǒng)服務(wù)器廠商的特殊用途的系統(tǒng)，而是將通用硬件設(shè)備捆綁在一起，并構(gòu)建巨大的數(shù)據(jù)中心。包括蘋(píng)果、Facebook和谷歌在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)軍企業(yè)都選擇了這種方式來(lái)支持他們的業(yè)務(wù)。

當(dāng)然，橫向擴(kuò)展系統(tǒng)也有其缺點(diǎn)，首當(dāng)其沖便是復(fù)雜性。太多計(jì)算機(jī)的連接會(huì)增加管理的復(fù)雜性，并且您必須支持更復(fù)雜的編程模型。由于存在多個(gè)本地系統(tǒng)，因此會(huì)在節(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)吞吐量和延遲問(wèn)題，所以很難進(jìn)行故障排除。

2、服務(wù)器縱向擴(kuò)展的優(yōu)缺點(diǎn)分析

服務(wù)器的縱向擴(kuò)展可以避免服務(wù)器蔓延的問(wèn)題。系統(tǒng)縱向擴(kuò)展使用專門為科學(xué)計(jì)算或高端數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專門開(kāi)發(fā)的處理器。通常情況下，企業(yè)客戶通過(guò)向單臺(tái)服務(wù)器添加計(jì)算資源來(lái)建立自己的數(shù)據(jù)中心，并使其更加強(qiáng)大。企業(yè)安裝更強(qiáng)大的處理器，更多的內(nèi)存或更多的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)提升性能;會(huì)得到更大規(guī)模的硬件。

由于低成本的x86服務(wù)器的出現(xiàn)，規(guī)模的縱向擴(kuò)展一直在減少。企業(yè)無(wú)需為處理能力支付高價(jià)，而是可以購(gòu)買價(jià)格較低的硬件。其結(jié)果是，科學(xué)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)急劇萎縮，Unix市場(chǎng)一直在失去對(duì)于企業(yè)的吸引。

最近的一些轉(zhuǎn)變似乎正在為這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)注入新的活力�？v向擴(kuò)展與虛擬化技術(shù)很好地結(jié)合在一起。使得企業(yè)客戶能夠通過(guò)軟件將其工作負(fù)載增加到一個(gè)系統(tǒng)上，而不是實(shí)際增加新的系統(tǒng)�，F(xiàn)在，企業(yè)客戶可以在一款中央系統(tǒng)上運(yùn)行數(shù)百個(gè)應(yīng)用程序。通過(guò)虛擬管理程序部署新的虛擬服務(wù)器通常比實(shí)際采購(gòu)和安裝物理服務(wù)器要便宜。

諸如惠普和IBM等成熟的供應(yīng)商正在提供打包的解決方案。供應(yīng)商們不是僅僅提供簡(jiǎn)單的硬件設(shè)備，而是配置他們的系統(tǒng)，以便包含應(yīng)用程序所需的所有組件。TBR的佩里表示：“隨著大數(shù)據(jù)等應(yīng)用的興起，企業(yè)客戶希望快速部署，從而更快的實(shí)現(xiàn)規(guī)�；�的縱向擴(kuò)展。”

這些整體解決方案與另一種趨勢(shì)保持了一致：更多的業(yè)務(wù)部門的需求將影響到企業(yè)的IT采購(gòu)。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner Inc.公司發(fā)現(xiàn)，IT企業(yè)的首席營(yíng)銷官現(xiàn)在擁有與CIO們同等的采購(gòu)權(quán)限。因此，當(dāng)前的企業(yè)的業(yè)務(wù)經(jīng)理能夠在很少或根本沒(méi)有來(lái)自IT員工的意見(jiàn)的前提下選擇采購(gòu)一款整體解決方案;比傳統(tǒng)系統(tǒng)采購(gòu)延遲更少。

而IT員工面臨的挑戰(zhàn)就是支持橫向擴(kuò)展系統(tǒng)。選擇自行采購(gòu)他們所需系統(tǒng)的業(yè)務(wù)部門需要IT部門支持，來(lái)確保這些系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

縱向擴(kuò)展規(guī)模也只是一個(gè)臨時(shí)的解決方案。 這種技術(shù)增加了數(shù)據(jù)中心的密度，并且通常需要特殊的冷卻和電源設(shè)施。每次當(dāng)企業(yè)客戶投資更多的服務(wù)器硬件時(shí)，都會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間，但最終并沒(méi)有一臺(tái)服務(wù)器能夠滿足應(yīng)用程序的負(fù)載。

隨著縱向擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)�；�的重新出現(xiàn)，IT企業(yè)縱向擴(kuò)展規(guī)模較之橫向擴(kuò)展的選擇更加困難。唯一可以肯定的是，計(jì)算機(jī)的使用正在擴(kuò)大，企業(yè)正在努力跟上業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的步伐。

　　為可擴(kuò)展的虛擬基礎(chǔ)設(shè)施采購(gòu)服務(wù)器硬件

隨著服務(wù)器虛擬化、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)朝著數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的進(jìn)一步滲透發(fā)展，IT專業(yè)人員在服務(wù)器硬件的采購(gòu)方面有了新的選擇。數(shù)據(jù)中心需要能夠滿足企業(yè)業(yè)務(wù)對(duì)于性能和可用性快速增長(zhǎng)的設(shè)備的需求，并且還將隨著未來(lái)幾年IT需求的變化，進(jìn)一步提供相對(duì)容易的可擴(kuò)展性。

企業(yè)組織可以選擇購(gòu)買少量的新型的功能強(qiáng)大的服務(wù)器，并采用縱向擴(kuò)展的策略，這使得少數(shù)服務(wù)器得以能夠處理大量的工作負(fù)載，同時(shí)消耗更少的能源。另外，他們可以選擇一種橫向擴(kuò)展的方法，使用大量功能較弱的商品化服務(wù)器，這樣可以實(shí)現(xiàn)集群和冗余，而且這種架構(gòu)在前期的投入成本可能會(huì)更便宜。

當(dāng)前，這兩種服務(wù)器硬件策略都有其各自的市場(chǎng)，但是現(xiàn)在需要注意的是：可擴(kuò)展的計(jì)算能力已經(jīng)以橫向模型取代了傳統(tǒng)的縱向擴(kuò)展的服務(wù)器硬件體系結(jié)構(gòu)模型。接下來(lái)，我們將分析這種轉(zhuǎn)變及其在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心環(huán)境中是如何形成的。

1、服務(wù)器橫向擴(kuò)展和縱向擴(kuò)展戰(zhàn)略各自的優(yōu)缺點(diǎn)

在過(guò)去的十年中，隨著企業(yè)的IT領(lǐng)導(dǎo)者開(kāi)始使用某些指標(biāo)(如服務(wù)器整合率和虛擬主機(jī)數(shù)量)來(lái)衡量IT性能，服務(wù)器的縱向擴(kuò)展架構(gòu)成為了一項(xiàng)選擇策略�；�于這些指標(biāo)以及節(jié)省硬件成本的愿望，IT部門通過(guò)使用幾臺(tái)功能強(qiáng)大的服務(wù)器轉(zhuǎn)向持續(xù)的服務(wù)器整合，這些服務(wù)器可以承擔(dān)大量的工作負(fù)載，從而最大限度地利用昂貴的資源。底層虛擬化軟件的許可成本也降低了，由于許多主流應(yīng)用程序的分離性質(zhì)，在需要時(shí)簡(jiǎn)單地添加資源變得非常容易。企業(yè)組織同時(shí)也在橫向擴(kuò)展規(guī)模，但只有縱向擴(kuò)展規(guī)模才能達(dá)到實(shí)際的限制，例如在單一主機(jī)服務(wù)器中達(dá)到物理資源的最大限度時(shí)。

然而，今天，隨著工作負(fù)載的增加和新的業(yè)務(wù)需求的不斷出現(xiàn)，橫向擴(kuò)展架構(gòu)重新興起，并開(kāi)始影響到企業(yè)IT服務(wù)器硬件的采購(gòu)方式。通過(guò)利用原始計(jì)算能力，而不是分散工作負(fù)載的計(jì)算能力，橫向擴(kuò)展工作負(fù)載正在解決當(dāng)今企業(yè)的許多最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。例如，大數(shù)據(jù)分析需要能夠以主要計(jì)算能力為目標(biāo)的數(shù)據(jù)集。這種計(jì)算能力可以通過(guò)部署許多連接在一起的較小系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)而獲得。這種類型的系統(tǒng)也非常適合云環(huán)境，可以承受實(shí)際無(wú)限的計(jì)算能力。一家企業(yè)組織甚至可以將云服務(wù)視為整體橫向擴(kuò)展策略的附加平臺(tái)�？偟膩�(lái)說(shuō)，云服務(wù)供應(yīng)商可以根據(jù)企業(yè)客戶的需求提供大型的縱向規(guī)模環(huán)境或更小的橫向擴(kuò)展環(huán)境。

當(dāng)然，這兩種架構(gòu)都有其不足之處。縱向規(guī)�；瘮U(kuò)展的方案很少提供資源的線性增長(zhǎng)，通常僅支持一種或兩種資源。例如，在縱向擴(kuò)展以盡可能少使用主機(jī)服務(wù)器的廣義虛擬環(huán)境中，RAM和磁盤(pán)容量通常在達(dá)到處理器容量之前耗盡，在資源方面并沒(méi)有獲取其中的最大資本價(jià)值�？v向規(guī)�；瘮U(kuò)展架構(gòu)還需要更詳細(xì)的方法以實(shí)現(xiàn)其可用性。另一方面，橫向擴(kuò)展環(huán)境可能需要考慮應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的新方法，并且可能不適用于傳統(tǒng)的應(yīng)用程序。

有鑒于此，重要的是要注意：橫向擴(kuò)展與縱向擴(kuò)展并不是互相排斥的。我們將看到企業(yè)組織同時(shí)運(yùn)行縱向擴(kuò)展環(huán)境以滿足傳統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)需求;以及橫向擴(kuò)展環(huán)境以滿足研究或計(jì)算密集型需求的現(xiàn)象將越來(lái)越普遍。

2、選擇服務(wù)器硬件進(jìn)行虛擬化

用不同的應(yīng)用程序部署方法來(lái)運(yùn)行這些應(yīng)用程序的不同硬件平臺(tái)。在主要的縱向擴(kuò)展環(huán)境中，底層硬件的功能扮演著非常關(guān)鍵的角色，而橫向擴(kuò)展環(huán)境則可能能夠充分利用市場(chǎng)上出現(xiàn)的商品化硬件。

在過(guò)去十年中，虛擬化技術(shù)的發(fā)展使x86服務(wù)器成為大多數(shù)企業(yè)運(yùn)行其關(guān)鍵任務(wù)工作負(fù)載的首選平臺(tái)。在許多情況下，x86服務(wù)器取代了傳統(tǒng)的大型主機(jī)，盡管傳統(tǒng)大型機(jī)今天依然在各個(gè)方面發(fā)揮著作用。

例如，雖然許多人認(rèn)為VMware公司創(chuàng)造了虛擬化技術(shù)，但是大型主機(jī)已經(jīng)使用了類似技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載分離有幾十年的時(shí)間了。當(dāng)今不斷增長(zhǎng)的環(huán)境 ——無(wú)論是橫向擴(kuò)展還是縱向擴(kuò)展都與大型主機(jī)有許多共同之處，因?yàn)楫?dāng)今大多數(shù)環(huán)境都與管理資源分配的主調(diào)度系統(tǒng)的硬件組件緊密集成。然而，鑒于x86和商品化硬件的成本下降，以及新興基礎(chǔ)設(shè)施的出現(xiàn)，目前看到企業(yè)組織正在大規(guī)模采購(gòu)單一主機(jī)的情況越來(lái)越罕見(jiàn)。

企業(yè)IT采購(gòu)人員知道在采購(gòu)x86服務(wù)器以滿足縱向擴(kuò)展虛擬化需求時(shí)會(huì)發(fā)生什么。簡(jiǎn)而言之，對(duì)于純粹的縱向擴(kuò)展的虛擬化，盡可能擴(kuò)展單臺(tái)主機(jī)的能力通常是決定性因素。這樣做可以降低虛擬化許可的總體成本。

在某些情況下，根據(jù)操作環(huán)境大小的不同，企業(yè)客戶可能會(huì)考慮大規(guī)模擴(kuò)展的硬件，例如極高端，密集型服務(wù)器，其中包括數(shù)十款處理器內(nèi)核，太字節(jié)的RAM和海量存儲(chǔ)。在這種情況下，最大的挑戰(zhàn)也許是單臺(tái)硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可能出現(xiàn)的工作負(fù)載故障。

隨著企業(yè)組織努力控制多虛擬環(huán)境中出現(xiàn)的復(fù)雜性，一些新興的基礎(chǔ)設(shè)施選項(xiàng)越來(lái)越受歡迎。兩者都圍繞融合基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建，但程度不同。

第一種解決方案基本上是一臺(tái)機(jī)架(或一組機(jī)架)中的數(shù)據(jù)中心：選擇虛擬化方案的企業(yè)將在預(yù)構(gòu)建的、預(yù)先測(cè)試的硬件平臺(tái)上進(jìn)行整合，并由單一供應(yīng)商提供支持。這些解決方案中最受市場(chǎng)認(rèn)可的解決方案可能是Cisco Systems，EMC和VMware所提供的Vblock，但其他公司也已經(jīng)采取了行動(dòng)以爭(zhēng)取市場(chǎng)份額，例如戴爾的vStart解決方案。這些基礎(chǔ)設(shè)施選項(xiàng)使客戶能夠購(gòu)買滿足當(dāng)前需求的“基礎(chǔ)設(shè)施單元”，而無(wú)需擔(dān)心某些元素是否與其他元素兼容。從支持的角度來(lái)看，這些解決方案非常棒，可以為企業(yè)組織提供很多安心的選擇。

但是，一次就完成對(duì)于機(jī)架的采購(gòu)并不總是最好的選擇，特別是對(duì)于中小型企業(yè)(SMB)而言。事實(shí)上，小型企業(yè)組織可能更加意識(shí)到簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心環(huán)境的必要性，并且可能必須以更細(xì)化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

而這便是第二種基礎(chǔ)設(shè)施選項(xiàng)：超融合基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮其用武之地的時(shí)候了。目前，Nutanix，Pivot3和SimpliVity等公司在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。這些公司不是簡(jiǎn)單地使用現(xiàn)有的服務(wù)器和存儲(chǔ)，而是提供定制化的基礎(chǔ)架構(gòu)單元，這些單元從SMB級(jí)別開(kāi)始并逐步擴(kuò)展到大型企業(yè)級(jí)別。這些單獨(dú)的硬件單元各自包括計(jì)算單元，RAM和存儲(chǔ)資源，并且通常在這些資源類別中的每一個(gè)中都包括了高級(jí)特征(例如，用于存儲(chǔ)的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除)以使其有效性最大化。因?yàn)樗鼈兯�具備的�?xì)粒度，使得這些超融合基礎(chǔ)架構(gòu)單元的功能非常強(qiáng)大;同時(shí)，因?yàn)檫@些超融合基礎(chǔ)架構(gòu)通常包含高級(jí)硬件，使得每項(xiàng)元素都可以提供大量的資源。