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与云惧进 x86与大型机的博弈

  【IT168 技术】在过去近50年中,大型机作为全球的大多数大型IT项目的基础,承载着大多数业务数据,并运行着企业大量的核心业务应用。各种技术潮流来了又去了,但是大型机凭借着稳扎稳打的开放策略和持续不断的技术革新,一直屹立不倒,从IDC公布的数据来看,到2011年二季度,IBM大型机连续四个季度实现收入增长,并扩展了自2001年以来的份额领先优势。

  近几年,IBM大型机不断扩展新性能,并相继推出新产品,使IBM大型机的创新性能和独一无二的品质普及到更多机构之中,并将触角伸向中型企业和新型市场。 2010年7月,IBM发布了全世界速度最快、扩展性最强、能源效率最高的大型企业级大型机zEnterprise System;2011年7月,zEnterprise System添加了一系列增强功能,进一步扩展混合了模式,包括运行管理POWER以及基于Linux的特定IBM System x服务器工作负载的功能。此外,IBM面向中型企业推出的新型大型机zEnterprise System 114(z114)允许企业从较小规模配置(低至26 每秒百万指令(MIPS))起步,在未来需要增长时启用服务器内置的一些附加功能,而不会增加数据中心的占地或系统管理的复杂性和成本。

  x86 VS 大型机 巨人地位无法撼动

  服务器市场一向是风云变幻,从50、60年代只有大型机服务器,到70、80年代以UNIX为主导,特别是随着2000年x86的兴起,基于x86的分布式计算方式日渐流行。尽管如此,以IBM大型机为代表的高度集中式计算系统的地位仍无法被撼动,分布式计算初期购置成本教低,经常一个服务器上跑单一应用或数据库,资源利用率低,能耗和占地空间大;而大型机的集成度非常高,持续利用率可以接近100%,虚拟化和负载管理的技术更加成熟,更安全,能耗和占地空间都较小。以下我们将从RAS(可靠性、可用性、稳定性)、安全性和扩展性三个方面对基于x86的分布式系统和大型机系统进行比较。

  毋庸置疑,高RAS特性是IBM大型机的一大卖点,而且,其产品的可靠正一代比一代高。大型机系统内集成了相当高程度的冗余和错误检查技术,记忆芯片、内存总线、I/O通道、电源、存储等都有冗余设计或者备份。系统升级时,组件可以在系统运行时热插拔,甚至微码升级时也可以在系统运行时同时进行,从而避免停机的尴尬。IBM大型机为高吞吐量的工作负载而设计,具有高达99.999%的可用性,可减低各种宕机的可能性,平均无故障工作时间(mean time before failure,MTBF)达数十年。与此相对应的,由于分布式集群的原理是基于单点故障肯定会发生为前提而设计的,即使是架构设计的再优良的分布式集群,也就意味着整个系统所能够达到的RAS特性是有上限的,毕竟在理论上,任何一次单点故障都有可能导致服务的中断。因此,对金融/保险、医药、航空/国防这种业务而言,分布式集群这种基于容错能力所提供的RAS特性,还不能满足他们对RAS的需求。

  在安全方面,大型机一般都默认提供底层模块级别的加密安全保障,而基于x86的系统却并不具备这种天然的安全性,需要通过系统设置和应用配置来实现,这就需要具备极高要求的安全运维来配合。分布式系统遭遇安全问题的事件时有听闻,而对于大型机系统而言却很少发生这样的事情。

  跟安全性一样,大型机自身提供的逻辑分区(LPAR)虚拟化机制使得系统扩展非常方便,将单台服务器划分成多个逻辑服务器,彼此运行独立的应用程序,同时保障安全性。值得强调的是,早在上世纪60年代,IBM就将虚拟化技术最早应用到大型机的硬件分区。相对于x86虚拟化技术而言,大型机虚拟化技术要更加成熟。

  融合的推动力:与“云”俱进

  俗话说,“分久必合,合久必分。”IT 领域也是如此。IT基础架构从早期集中计算资源的大型机时代,逐步过渡到强调分布式应用的PC服务器时代,如今,随着云计算、虚拟化等新兴应用模式的兴起,IT系统又开始逐步走向融合。一方面得益于技术的进步,另一方面也是应用发展的需要。这里,我们先来看看大型主机集中运算与X86服务器分布式计算的主要区别。

  分布式计算初期购置成本低,经常一个服务器上跑单一应用或数据库,资源利用率低,能耗和占地空间大,但非常流行,相应的技术人才一抓一大把;而大型机的集成度非常高,持续利用率可以接近100%,虚拟化和负载管理的技术更加成熟,更安全,能耗和占地空间都较小,但售价也很昂贵,且懂大型机的专门技术管理人才也比较缺乏,为此,IBM正在跟重点高校合作培育大机人才。

  世界上没有一种完美的技术可以解决所有的问题。在过去十年中,通用网络、标准化软硬件大行其道,导致今天的工作负载环境发生根本性变化,许许多多的应用——数据库、交易处理、智能分析、WEB互动、企业业务等,包括关键核心应用,大多部署在异构的环境中——有些应用跑在大型机上,有些应用跑在UNIX服务器和X86分布式平台上。正是随着多层应用架构以及在异构基础环境中进行部署的方式越来越普遍,System z在设计上也开始朝融合方向转变。

与云惧进 x86与大型机的博弈
▲图示:多种多样的负载与多种多样的后台服务器如何匹配?IBM期待带有zBX刀片扩展机柜的zEnterprise新一代大型机,加上Tivoli、Systems Director和Unified Resource Manager管理套件,可以让问题得到“完美”解决。

与云惧进 x86与大型机的博弈
▲图示:为满足多层应用的不同计算需求,常常会导致虚拟资源孤岛,IBM zEnterprise充分应对多方面挑战。

  IBM认为,虽然异构应用越来越普遍,但要想在利用大量分布式组件的同时,还维持系统高级别的服务质量,特别是针对关键核心应用来说,却并非易事,需要厂商付出极大的努力和技术积累。这意味着需要有额外的软硬件来确保可用性、安全、监控和管理,同时也需要有额外的人力来配置、管理、维护、调优这样一个复杂多样的系统。

与云惧进 x86与大型机的博弈
▲图示:由于IBM zEnterprise整合了大型机、UNIX、X86三大平台,支持z/OS、AIX、Linux等操作系统,因此应用层无须特别改动。

  开放融合奠基私有云

  今天的企业面临着数据中心不同技术和应用环境的挑战,新的工作负载在不断增加,异构平台的管理难题日益严峻。“服务器蔓延”已使得企业数据中心变得臃肿不堪,企业数据中心中部署着各种类型的服务器:数据库服务器、应用程序服务器、HTTP服务器等等,与此同时各个服务器之间相互分散隔离,大多数物理服务器的整体利用率只在百分之二十以下徘徊。

  许多客户开始购置和部署更高效的 IT 设备,以帮助削减电力和制冷成本,同时以更大的力度将其IT系统向云计算环境迁移。此外,客户对IT解决方案评估的标准也逐步发生改变,客户在采购初期考虑的因素包括:选择哪些供应商能最有效地满足客户的 IT 需要;以及客户将来是否需要购买新的设备。与此同时,云、cloudburst、整合和集装箱式数据中心都促使客户和供应商看待数据中心的视角发生了变化。

  IBM大型机也在云计算大环境下获得更广阔的发展机遇:通过IBM于2010年7月推出的混合计算方法,客户可将某些IBM System x刀片服务器及System x应用一起安装在zEnterprise中,无需更改应用。刀片服务器和应用的集成与管理均可使用zEnterprise Unified Resource Manager通过单一控制台完成,从而使应用服务器从物理及逻辑上都能靠近运行在主机上的数据。

  这些混合功能已经开始用于管理支持AIX操作系统的基于IBM Power的工作负载、支持Linux操作系统的基于System x的工作负载、以及业务分析解决方案和面向System z 的多功能设备(IBM Websphere DataPower XI50 for zEnterprise)。通过这些功能,zEnterprise System提供了名为“系统的系统”的创新方法,能够将分散在多个系统上的单独工作负载作为单一环境进行管理,从而帮助客户加速实现智慧的运算。

  为了进一步简化数据中心管理并降低成本,IBM最新一代的大型机zEnterprise把大型机与基于POWER和x86架构的服务器资源整合在一起,实现统一管理,以适应更多新兴的工作负载需求,甚至能够整合并管理运行微软Windows的特定System x服务器工作负载,从而将大型机的优势扩展到管理不同的工作负载上,实现对x86 Linux混合运算环境的集成管理,促进业务与系统的融合。

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