建筑在虚拟系统平台上的集约化信息中心与分散信息系统中心的比较

Egenera Confidential – Do not copy1

建筑在虚拟系统平台上的集约化信息中心

与分散信息系统中心

的比较

美国捷易技术有限公司上海办事处

2005 年 1 月


信息中心主管的苦脑现实情况信息中心主管的苦脑现实情况

结果是 :– 难以接受的总体持有成本 TCO

– 没有应变能力

• 设备繁多、配置复杂、占用空间大

• 不能有效调度资源• 可供使用的资源密度低• 故障恢复成本高• 引起故障的节点多• 缺乏管理监控能力• 缺乏有效的扩展力• 应用开发缓慢，信息系统难以满

足企业市场竞争的需要


现行信息中心系统平台发展的做法：• 提升系统的竞争能力和灵活性需要更多软件 / 中间件的投资• 购置大量的设备，为分散系统配备的大量的系统管理维护人员导致巨大的运作费用和效率低下

信息中心系统平台的要求：综合能力和当即可用的能力的结合，高度集约化更加灵活、有效并能适应信息中心的发展要求，把信息中心从设备密集、人员密集型转变为知识密集型便于规划，应用开发快捷。预先布局准备，当需要的时候可以快速应变系统的线性扩充，动态配置统一的、简易的、有效的管理高可靠，易于灾情备份

现行信息中心系统平台发展的做法：• 提升系统的竞争能力和灵活性需要更多软件 / 中间件的投资• 购置大量的设备，为分散系统配备的大量的系统管理维护人员导致巨大的运作费用和效率低下

信息中心系统平台的要求：综合能力和当即可用的能力的结合，高度集约化更加灵活、有效并能适应信息中心的发展要求，把信息中心从设备密集、人员密集型转变为知识密集型便于规划，应用开发快捷。预先布局准备，当需要的时候可以快速应变系统的线性扩充，动态配置统一的、简易的、有效的管理高可靠，易于灾情备份

信息中心系统的需求信息中心系统的需求信息中心系统的需求信息中心系统的需求


数据中心虚拟化概念数据中心虚拟化概念

HardwareHardware SoftwareSoftware

PhysicalPhysical VirtualVirtual

Static ResourcesStatic Resources Dynamic ResourcesDynamic Resources

Management Management Performed Performed

by Customerby Customer

Management Management Automated Automated by Systemby System


灵感与 SAN 相似的处理过程灵感与 SAN 相似的处理过程

Disk Storage Area Network

Processors/Memory/Networking

Processing Area Network


产品结构（ 1 ）Egenera BladeFrame System产品结构（ 1 ）Egenera BladeFrame System

• 高可靠性• 高处理能力• 高速内置网络• 高可维性 -- 内置服务

体系• 面向全系统整合• 基于 PAN 操作结构的

虚拟运作平台• 高度集约化 - 处理 - 存储 - 网络 - I/O - 控制


产品结构（ 2 ） BladeFrame 是处理、交换和控制三部分的组合产品结构（ 2 ） BladeFrame 是处理、交换和控制三部分的组合


产品结构（ 3 ）高速、大容量内置网络产品结构（ 3 ）高速、大容量内置网络

• 内置的虚拟数据和网络交换器及连线取代了硬件配件，资源由管理软件作逻辑配置。系统可以模拟 4096 个内置网络交换机，且网络交换机的连接点理论上是无限的。

• 内置高速、点对点互联网络。每个逻辑服务器可具有 31 个逻辑网段，且数据传输速率为 2.5Gbps 。

• 所有连接部件都是双备份，为高可靠性和高吞吐量而设计。


产品结构（ 4 ）基于 N+1 备份处理部件的虚拟应用环境产品结构（ 4 ）基于 N+1 备份处理部件的虚拟应用环境

External IP

LPAN 1 LPAN 3External IP

LPAN 2External IP

Named Blade Local Blade

GlobalBlade


产品结构（ 5 ）标准 Multi-Path 支持极大地降低了系统的复杂性，同时提高了系统的灵活性产品结构（ 5 ）标准 Multi-Path 支持极大地降低了系统的复杂性，同时提高了系统的灵活性

• Intelligent round-robin load balancing across cBlades into storage fabric

• Based on queue depth algorithm

SANFabric

LPAN 1

LPAN 2

LPAN 3

1-100

201-300

101-200

301-400

HBA

HBA

HBA

HBA


产品结构（ 6 ） Egenera BladeFrame System产品结构（ 6 ） Egenera BladeFrame System

远算部件远算部件((ProcessingProcessing

Blades)Blades)

控制部件控制部件((Control Blades)Control Blades)

SwitchSwitchBladesBlades

远算部件远算部件((ProcessingProcessing

Blades)Blades)

• 冗余和整合连接点的架构冗余和整合连接点的架构– 至少由至少由 44 个个网络端口

(1Gbps) 和和 44 个储存系统个储存系统数据端口 (2Gbps) 为为 2424台刀片服務器提供对外连接台刀片服務器提供对外连接

– 100100MbpsMbps 备份管理端口备份管理端口

– 提供上下双向路径提供上下双向路径

– 存取容易存取容易


产品结构（ 7 ） BladeFrame System 后端产品结构（ 7 ） BladeFrame System 后端

BladePlaneBladePlane

•Fabric is redundant

–No loss of IP addresses, WWN, etc.

•Switch connected to each pBlade by BladePlane （为为网络，存储系统，电源和所有系统部件提供連接的渠道。）

–High-speed, point-to-point wiring

–Patented multi-stage floating connector

–Contains no active components

–Integrated nature of frame protects customers from standards uncertainty around fabric


产品结构（ 8 ） BladeFrame 可靠性 / 可用性产品结构（ 8 ） BladeFrame 可靠性 / 可用性

BladeFrame 为高可靠性而设计• Server Has Redundant:

•cBlades (Control Blades)

•sBlades (Switch Blades)

•pBlades (Processor Blades)

•PanManger software

•Interconnections

•SAN

•LAN

•Input Power Sources

•DDR ECC Chipkill™ memory


产品结构（ 9 ）通过 I/O 的虚拟化实现高可靠性 / 高可用性产品结构（ 9 ）通过 I/O 的虚拟化实现高可靠性 / 高可用性

Current State of the Art

LAN Switch

SANArray

Controller

Controller

SAN Switch

SAN Switch

KVM Switch

Keyboard m

Monitor

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

Patch Panel 8 cables

KVM Switch

Keyboard m

Monitor

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

Patch Panel8 cables

KVM Switch

Keyboard m

Monitor

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

Patch Panel

8 cables

SAN Switch

SAN Switch

KVM Switch

Keyboard m

Monitor

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

Patch Panel

8 cables

KVM Switch

Keyboard m

Monitor

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

Patch Panel

6 cables

SAN Switch

SAN Switch

KVM Switch

Keyboard m

Monitor

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

Server HBAHBA

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

20A Circuit

Patch Panel

6 cables

176 I/O cables

88 powercables

44 admin cables

Laptop

Power

Capacity: 24nodesHA: 1-2nodes

8 I/O cables

4 powercables

2 admin cables

Common physical points of failure: Cables, connectors, ports, disk drives, and exposed components. ‘Things that are mechanical or touched’.

Traditional solution

Egenera solution

http://www.reuters.com/home.jhtml


产品结构（ 10 ） BladeFrame ES产品结构（ 10 ） BladeFrame ES

“mini” SpinecsBlade-A

6 x pBlades

DVD

csBlade-B

Remote IO (2) Gigabit Ethernet per csBlade (2) FCAL per cs Blade (1) 100Mbit E-Net Management Port per csBlade No cables on csBlade

Front View Rear View

13U


系统平台结构示范（ 1 ）传统信息中心系统结构简图系统平台结构示范（ 1 ）传统信息中心系统结构简图

综合应用综合应用前段连接前段连接PresentationPresentation 数据库数据库

Trusted Server

CA&Web Server

Gateway Server

PublicNetworks

Call Centers

电话Private

Networks

会员及本地终端 VirtualPrivate

Networks

Internet

Web Browser

其他地区或部门

Data Access

DBMS

LegacyData

Enterprise Server

CriticalApplication Server

Integration Server

Application Server

移动电话


系统平台结构示范（ 2 ）Logical PAN (LPAN)系统平台结构示范（ 2 ）Logical PAN (LPAN)

第第 11 层层 ::

Zeus Zeus 万万维维网服务器服务器第第 22 层层 ::应用服务器应用服务器

OAOA 应用系统应用系统

作复原或扩展备份作复原或扩展备份

第第 33 层层 ::

Oracle 9Oracle 9i i RAC RAC 数据服数据服务器务器


系统平台结构示范（ 3 ）以数据处理为中心结构—虚拟系统

主服务器平台

/

业务主机 N

业务主机1 业

务主机

业务主机2

数据中心

DDN/X.25 公用数据网 Back

End

WWW Server

前端局域网无线连接

终端网络管理终端

前端系统

广域网

SAN数据存储设备

数据处理平台网络层

网络层

Tier 1:Tier 1:Web ServerWeb ServerTier 2:Tier 2:App ServerApp Server

Customer “home Customer “home grown” Appgrown” App

Spares for Spares for Expansion or FailoverExpansion or Failover

Tier 3:Tier 3:DB ServerDB Server

灾备系

统

有线连接


wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww

DBsvrE10K

DBsvrE10K

FW

FW

LoadBalancer

LoadBalancer

Switch- admin

Switch- backup

Switch- data

Switch- data

SAN Switch

SAN Switch

SAN Switch

SAN Switch

SAN Switch

SAN Switch

Switch- data

Switch- data

应用层

数据库层

Web 服务器层

每个端口，电缆，连接器通常都是一个故障点。一个端口 = 5 个故障点 ( 电缆、连接器、各端口 )

232server ports

64 server ports

16 server ports超过 1560 个故障连接点

系统平台结构示范（ 4 ）结构比较—传统信息中心结构系统平台结构示范（ 4 ）结构比较—传统信息中心结构


High speed low

latency bus

FW

FW

LoadBalancer

LoadBalancer

SAN Switch

SAN Switch

应用层

数据库层

Web 服务器层wwwwwwwwwappappappappappappappappapp

controllerswitchswitch

controllerappappappappdbdbdbdb

High speed low

latency bus

dbdb

sparespare

Switch- VLAN

Switch- VLAN

系统平台结构示范（ 5 ）结构比较— BladeFrame 信息中心结构系统平台结构示范（ 5 ）结构比较— BladeFrame 信息中心结构


系统平台结构示范（ 6 ）PAN 虚拟服务运作环境— N+1 灾情恢复系统平台结构示范（ 6 ）PAN 虚拟服务运作环境— N+1 灾情恢复

DR Site - N.J.DR Site - N.J.Primary SitesPrimary Sites

Lower TCOLower TCO

MirrorMirror- Entire BladeFrameEntire BladeFrame

- LPANLPAN

Establish PrioritiesEstablish Priorities


PAN 需拟化服务功能PAN 需拟化服务功能


PAN 管理系统（ 1 ）监察 - 远离复杂的管理PAN 管理系统（ 1 ）监察 - 远离复杂的管理


PAN 管理系统（ 4 ）网络管理PAN 管理系统（ 4 ）网络管理


PAN 管理系统（ 5 ）LPAN 管理PAN 管理系统（ 5 ）LPAN 管理


PAN 管理系统（ 6 ）pServer 管理PAN 管理系统（ 6 ）pServer 管理


PAN 管理系统（ 7 ）OS 系统安装 / 操作PAN 管理系统（ 7 ）OS 系统安装 / 操作


PAN 管理系统（ 8 ）状态显示PAN 管理系统（ 8 ）状态显示


PAN 管理系统（ 9 ）HA 和负载平衡设置PAN 管理系统（ 9 ）HA 和负载平衡设置


分布计算能力（ 1 ）无可比拟的性能分布计算能力（ 1 ）无可比拟的性能

• High internodal communication speeds increase database performance above standard Ethernet-based cluster systems

– High bandwidth

– Low-latency fabric

• Deploy multi-tier applications inside the BladeFrame

inte

rco

nn

ect

inte

rco

nn

ect

SAN IP

Control Blade

Oracle 9iRAC

Oracle 9iRAC

Control Blade

Oracle A/S


分布计算能力（ 2 ）无可比拟的易管理性分布计算能力（ 2 ）无可比拟的易管理性

• Individually configured nodes to storage and network cannot by definition be automated or software-driven

• Clustering solution for RAC only complicates the set up of traditional server infrastructure

Traditional Management vs. PAN Manager

• Virtualization eliminates 80% of the hardware components and the third-party software required for standard server configurations

• Transforms manual, physical tasks into automated, software tasks


分布计算能力（ 3 ）无可比拟的可用性 / 可靠性分布计算能力（ 3 ）无可比拟的可用性 / 可靠性

• Every processing blade has no single point of failure for storage, network, or power

• Failure points resident in traditional architectures for storage, networking and cluster components have been removed

• Restart a node or shift a dead node to the backup in minutes not hours

• Restore from 50% - 66% capacity to 100% in minutes dramatically improving availability for 2-3 node systems

MemoryMemory MemoryMemory MemoryMemory


分布计算能力（ 3 ）企业网格（ Enterprise Grid ）分布计算能力（ 3 ）企业网格（ Enterprise Grid ）

Storage for All Your Data Real Application Clusters High Availability Information Sharing

Across Grid Self-Managing/Tuning/

Learning Database Business Intelligence

on the Grid Application Development

on the Grid

Virtual Networking,Storage and Processor Infrastructure

High Availability Performance Integrated On Demand

Computing Price Performance with Blade

Form Factor Consolidated I/O Coordinated Server Control

BladeFrame –Grid Infrastructure

Oracle10g –Software for the Grid


分布计算能力（ 4 ）无可比拟的集约化程度分布计算能力（ 4 ）无可比拟的集约化程度

• Hardware: Reduce multiple standalone servers and SAN switches to one BladeFrame

• Software: Reduce multiple database software servers to one Oracle9i RAC software sever

RDBMS

RDBMS

RDBMS

RDBMS

RDBMS

RDBMS

RDBMS

RDBMS


分布计算能力（ 6 ） LPAN 监管分布计算能力（ 6 ） LPAN 监管Application Failover Configuration

pServer2Running SMTPAvailable for Apache Fail Over

pServer3Running Health Monitor

pServer1Running Apache

vEth0

vEth0

vEth0

vSwitch1


分布计算能力（ 7 ） LPAN 监管分布计算能力（ 7 ） LPAN 监管Load-balancing Cluster


pServer3Load Balancing RequestsBetween pServer 1 and 2


Incoming Requeststo a Single IP

XXX.XXX.XXX.XXX


如何实现虚拟化应用（案例 1 ）共享故障转移处理刀片如何实现虚拟化应用（案例 1 ）共享故障转移处理刀片

星形群集功能星形群集功能

DB 服务器APP 服务器公司 A 的企业系统

DB 服务器APP 服务器

DB 服务器APP 服务器公司 C 的 ERP 系

统

DB 服务器APP 服务器

共享的故障转移 Blade

公司 B 的信息系统

公司 D 的 CRM 系统

位于不同网络段的服务器可共享同一个故障转移节点。

故障转移

故障转移

故障转移

故障转移

故障转移

故障转移

故障转移

故障转移

公司 A 的企业系统

公司 D 的CRM 系统

公司 C 的ERP 系统

公司 B 的

信息系统

等同于

初期投资可以减少：服务器数：从 28 到 22 ，网络交换机数：从 16 到 0 ， SAN 交换机数：从 16 到 0 ，应用程序许可证数：从 28 到 22 电缆数： 160 根

在多个 Blade 间共享故障转移 Blade ：可以大大减少服务器的数量。

在多个 Blade 间共享故障转移 Blade ：可以大大减少服务器的数量。

在 BladeFrame 中不需要

* 基于真实的客户体验

http://www.compaq.co.jp/products/storage/ra4100_ov.html

http://www.compaq.co.jp/products/servers/dl380_sh.html
































如何实现虚拟化应用（案例 2 ）使用多功能服务器如何实现虚拟化应用（案例 2 ）使用多功能服务器

* 基于真实的客户体验。

联机交易

程序交易

上午 8:00-下午 6:00

下午 6:00-上午 8:00

报告批处理

Trading APP

Trading APP

Trading APP

贸易 APP Tradin

g APP

Trading APP

Trading APP

报告 APP

有效利用服务器的闲置时间例如，仅在日间访问的贸易服务器在夜间为闲置状态，而在夜间运行的批处理服务器在日间为闲置状态。这造成了宝贵资源的浪费。

有效利用服务器的闲置时间例如，仅在日间访问的贸易服务器在夜间为闲置状态，而在夜间运行的批处理服务器在日间为闲置状态。这造成了宝贵资源的浪费。

故障转移

故障转移

故障转移

故障转移

交易报告批处理通常情况下，对于两个不同的系统，必须单独购买并构建。

引导引导

关机关机

服务器数：减少 50% ，网络交换机数：减少 100% ， SAN 交换机数：减少 100% ，电缆数：减少 100%

在日间和夜间运行不同的应用程序。在日间和夜间运行不同的应用程序。

在周末 / 假日和工作时间运行不同的应用程序。在周末 / 假日和工作时间运行不同的应用程序。

BladeFrame 可在同一个 Blade 上针对不同的时间段（日间 / 夜间）运行不同的应用程序。　* 可自动实现应用程序时间切换。

为各个系统开发团队部署不同的开发环境。为各个系统开发团队部署不同的开发环境。


如何实现虚拟化应用（案例 3 ）多测试环境（共享 /重新使用测试环境）如何实现虚拟化应用（案例 3 ）多测试环境（共享 /重新使用测试环境）

同一测试环境的重复使用多数情况下，有多个子系统运行在同一 BladeFrame 系统上。通常，这些应用程序不会同时结束。相反，对它们的开发、测试和部署是逐一进行的。

同一测试环境的重复使用多数情况下，有多个子系统运行在同一 BladeFrame 系统上。通常，这些应用程序不会同时结束。相反，对它们的开发、测试和部署是逐一进行的。

通过在多个子系统内共享一个测试环境，对于第二个子系统以及后续的子系统，无需另外购买测试环境。通过在多个子系统内共享一个测试环境，对于第二个子系统以及后续的子系统，无需另外购买测试环境。

各项测试配置都保存在存储设备中可随时重新加载，以在各子系统中执行故障诊断测试、问题分析以及额外的应用程序开发。

各项测试配置都保存在存储设备中可随时重新加载，以在各子系统中执行故障诊断测试、问题分析以及额外的应用程序开发。

一旦开始投入生产，开发环境便极少使用！系统 A

系统 B

系统 C

开发系统（由 A 、 B 、 C 以及新系统共享）

系统 A 开发环境

系统 B开发环境 .

系统 C开发环境

系统 A 旧开发环境

系统 B旧开发环境

系统 C旧开发环境

新的系统开发环境

初期投资回报：如果您所使用的测试系统比生产系统小一半，对于第二个子系统和后续的子系统，可节约超过 30% 的总系统投资。同时，由于在多测试环境中进行有效的应用程序开发，还可缩短开发周期。

新系统

* 基于真实的客户体验


如何实现虚拟化应用（案例 4 ）构建 N+1 DR 站点如何实现虚拟化应用（案例 4 ）构建 N+1 DR 站点

福岡APP

福岡APP

丙地DB

福岡APP

福岡APP

乙地DB

福岡APP

福岡APP

甲地DB

福岡APP

福岡APP

丙地DB

福岡APP

福岡APP

乙地 DB

福岡APP

福岡APP

甲地 DB

丙地区系统

乙地区系统

所有数据均使用存储工具镜像到 DR 站点。

位于丁地的 DR 系统

通过磁盘镜像就可将包括操作系统在内的所有数据复制到 DR 站点，同时进行复制的还有BladeFrame 的配置数据。

通过磁盘镜像就可将包括操作系统在内的所有数据复制到 DR 站点，同时进行复制的还有BladeFrame 的配置数据。

福岡APP

福岡APP

甲地DB

•OS 磁盘•APP 磁盘•数据磁盘

•BladeFrame 配置数据配置 BladeFrame 的所有定义数据，包括：虚拟交换机、 LAN 配置和插槽。

N+1 DR 系统通过安装一个 BladeFrame 系统以及每个生产站点的镜像磁盘存储，便可构建一个 DR 站点；无需复杂的配置或额外的软件。

N+1 DR 系统通过安装一个 BladeFrame 系统以及每个生产站点的镜像磁盘存储，便可构建一个 DR 站点；无需复杂的配置或额外的软件。

初期投资回报：若您使用的 DR 系统小于生产系统的 20% ，对于第二个子系统和后续的子系统，可节约超过 50% 的总系统投资。同时，无需为 DR 软件支付任何费用。

甲地区系统


如何实现虚拟化应用（案例 5 ）其它方面如何实现虚拟化应用（案例 5 ）其它方面

特殊用途的超级系统配置：可临时构建超大型系统。对于运行在多个子系统中的 Web 服务应用程序，您可以临时将资源集中到一个系统中，从而配置和构建一个大型系统。（例如，发布灾难信息的网站，以及销售流行音乐会 / 体育活动门票的在线票务处。

简捷的网络重新配置LAN 配置经常需要更改（即使执行了初始网络建设）。但是，更改配置可能需要几个小时；并且，复杂的布线和交换机端口分配的不足还会造成更多费用。由于 BladeFrame 系统中使用了虚拟的网络连接和交换机分配，因此重新配置可通过一个基于 GUI 的管理软件快速直观地完成。

新旧系统的轻松切换对于诸如应用程序升级和增补程序修复这样的情况，应尽快完成系统的迁移，同时在新系统出现缺陷时，又要立即转换回旧系统。由于系统的这两个版本存储在不同的外部磁盘上，通过重新引导系统便可轻松实现系统间的切换。

高效的 Blade 分配生产系统的容量通常与预先的估计有所不同。一些服务器可能发生容量不足现象，而另外一些服务器则可能经常处于闲置状态。这种情况下，只需关闭服务器并更改 CPU 映射从而得到正确的资源分配，即可更有效的利用 BladeFrame 系统的整个资源。

简捷的 Blade 升级将新 Blade 插入到 BladeFrame 中便可实现 Blade 的即时升级。您仅需执行服务器重新引导和更换要加载的 Blade 。无需重新安装操作系统和应用程序，也无需对网络进行任何重新配置。

建筑在虚拟系统平台上的 集约化信息中心 与 分散信息系统中心 的比较

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建筑在虚拟系统平台上的集约化信息中心与分散信息系统中心的比较