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PowerVM对战X86虚机 谁是最佳云平台?

  【IT168 专稿】谈到云,业界较为流行的一个定义是:云是基于标准化组件,将大量廉价、分散、松耦合的系统汇聚,通过分布式系统构成大规模横向扩展系统,以实现“云”所要求的较高等级的性能、可用性、扩展性等。

  然而IBM认为,简单用一种解决方案去应对所有云的需求,好比在不同场地希望用同一根高尔夫球杆打出高分,正如高尔夫比赛中,选手需要根据不同的场地选择最适合的球杆,用户也需要根据自身不同的应用场景、工作负载,选择最适合、最优化的解决方案。

PowerVM对战X86虚机 谁是最佳云平台?
▲【图1】IBM Power与X86虚机对战现场,图为IBM系统与科技部大中华区Power Systems服务器产品部总经理韩忠恒通过全息视频影像致开场词

  日前,IBM举办了一场别开生面的赛事,比赛的主题有关虚拟化及云计算最佳平台的选择,对峙双方则分别是代表Unix阵营的IBM Power 710小型机与代表X86阵营的Xeon E7-4807服务器。

  PowerVM对战X86虚拟化

  IBM的Power小型机是Unix市场上的老牌劲旅,至强E7则是英特尔针对关键业务领域推出的系列处理器,英特尔期待E7处理器能在传统小型机优势市场替换部分Unix服务器。如今,小型机与x86之间的界限已不再像以前那么泾渭分明,小型机从上至下、由核心向外延应用渗透,而x86服务器也在向关键型应用进取。而在云计算正日趋落地的今天,用户的关注点也已从底层技术、性能的比拼,转变为对整体云平台解决方案的评估,这也是本次基础云平台对比测试的初衷。

  本次基础云平台测试选择了中科软寿险核心系统和慧点办公自动化系统两项实际应用场景,分别基于IBM Power 710服务器(8核心/3.5GHz/32GB内存),和Xeon E7-4807服务器(12核心/1.87GHz/32GB内存)搭建环境,后台都应用Power 750服务器作为数据库服务器,并应用DS5020共享存储。

PowerVM对战X86虚机 谁是最佳云平台?
▲【图2】Power与X86虚拟机对战测试环境

  实际上,中科寿险核心系统原先已X86服务器作为应用服务器,但在部署文件量大的应用包时,部署耗时时间长,尤其在集群环境下,通过主控分发文件至集群各节点时,经常发生分发失败的情况。应用服务器在日常使用中存在硬件资源分配不合理,系统日常操作对应用服务器CPU占用率不高,一般不超过50%,但在夜间并发批处理和月度、季度、年度报表生成时,又呈现CPU处理能力不足的状况。此外,X86应用服务器不稳定,容易产生应用服务器宕机的情况。

  本次测试则分别以Power小型机和X86服务器作为应用服务器,以寿险核心系统个人保单查询为验证场景,分别在X86物理机、X86虚拟机和Power虚拟机上展示500用户并发访问3分钟时长下的交易量指标。并以此验证:从X86物理机转向X86虚拟机之后是否有性能损耗;X86虚拟机和Power虚拟机环境下各自的性能表现;以及整体方案的性价比。

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  全面领先虚拟化性能

  前面我们提到在中科软寿险核心系统测试中,分别基于X86物理平台、X86虚拟机平台和Power虚拟机平台测试环境进行压力测试。结论如下:

全面领先虚拟化性能
▲【图3】X86虚机性能相比物理机会有20-30%左右性能损耗

  从X86物理机上建虚机之后,将产生20-30%左右性能损耗,而Power小型机的任何应用场景和测试数据都基于虚拟化环境,因此不会出现物理机到虚拟机的性能损耗。测试数据显示,在X86物理机PK X86虚拟机测试中,在500用户并发访问3分钟时长后,X86物理机环境交易量达到25724,虚拟机达到19855,显而易见,X86物理机上建虚机之后,产生了20%左右的性能损耗。

  此外,整个测试还针对Power虚拟化环境和X86虚拟化环境基于实际的应用场景进行了全面的性价比评估。考虑了双方的性能差异、整体性能表现、初始采购成本、占机房空间、维护成本和能耗等因素。

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▲【图4】在同样的虚拟分区同样配置的情况,Power虚机相比X86虚机有6倍性能差

  性能差异方面,在一台物理Power 710服务器和一台Xeon E7-4807服务器上,同样划分1个VM分区,配置2核心/8GB内存的情况下,Power虚拟化环境相比X86虚拟化取得了6倍的性能差。也就是说,Power710服务器配置1个2核的逻辑分区处理能力,在大并发情况下,相当于7个2核配置的X86虚拟机处理能力。

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▲【图5】在性能等同的情况下,Power虚机方案提供了更优的性价比

  在此结论基础上,IBM将Power 710虚拟机与X86虚拟机在性能等同的情况下进行了成本对比。显然,在保持性能等同的前提下,尽管两方案的初始采购成本相差并不大,但Power小型机显然在占地、绿色节能方面更有优势,能显著降低系统的整体TCO。

  实际上,云平台并不是直接使用物理资源性能,也就是说,必须受制于虚拟化软件的性能,也因此,虚拟化平台的扩展性至关重要。会直接反映当物理资源增加时,系统应用程序性能表现是否能线性增加。

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▲【图6】在配置增强的情况下,Power虚拟平台性能线性上升,扩展性更好

  上图显示:Power虚拟化平台在配置增加的情况下,系统延时线性缩短,X86虚拟化平台则出现明显的性能拐点,显示Power虚拟平台提供了比X86更强的扩展能力和性能线性度;X86虚拟平台在系统资源增加的情况下,出现明显的瓶颈,存在最大的性能上限,不适合大企业或者增长快速的企业应用。

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  除了高可用 小型机的更多Power

  如何实现云落地业内还存在诸多争议,但虚拟化是云平台基础和必经之路已经是业内的共识。在IBM Power Cloud架构图中可看到,IBM Power云架构包括:虚拟化、系统资源池、云服务管理三个层面,可以说,整个Power虚拟平台犹如云基础架构的地基一样,对整体应用体验、系统性能和服务质量起到了至关重要的位置。

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▲【图7】IBM Power Cloud系统架构示意图

  IBM Power Systems产品经理谷建认为,一个成熟可靠的虚拟化方案至少需要满足一下五大特性:性能扩展、可靠性、安全性、灵活调配、绿色节能,其中可靠性和安全性一直以来是Unix小型机优势所在,但谷建强调小型机在扩展性、灵活调配与绿色节能方面也拥有突出优势。

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▲【图8】Power提供比X86更具灵活调配能力的虚拟化平台

  借助Power系统DLPAR/Micro-Partition虚拟化图形管理控制台,用户可简单实现动态共享CPU和内存资源,并能以0.1核心的最小单元分配虚拟机,最大则能够将256个核芯放在一个虚拟分区中,而X86平台虚拟化的上限最多支持32颗处理器;活动内存共享可构建一个被各个虚拟分区共享的资源池,提供超限使用内存的能力。

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▲【图9】Power提供比X86更强大扩展能力

  Power提供比x86虚拟化更强大的性能扩展能力,相比业内诸多厂商,Power在性能扩展性方面都提供了5-7倍的扩展性优势。

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▲【图10】Power是更可靠的系统平台

  可靠性方面,Power有很多独有的RAS特性,比如处理器指令重试、替代处理器恢复、核心故障点控制等等。AIX操作平台更达到99.997%的可靠性,根据ITIC第三方调查机构所做的统计,Power AIX平台停机时间每年小于15分钟,相比业内其他系统平台,拥有大约10倍的优势。而在虚拟环境下,Power有更多的技术优势来保证系统可靠性,例如活动分区迁移在Power虚拟化环境里更能保证计划内停机,而这一功能在物理机环境下是无法实现的。

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▲【图11】Power是业内最安全可靠的虚拟化平台

  同时,Power还是目前业内最安全、最可靠的虚拟化平台,根据国外权威调研机构统计,PowerVM是目前唯一一个零安全隐患、安全漏洞的虚拟化平台。

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▲【图12】Power是绿色节能的虚拟化平台

  绿色节能方面,Power引入了EnergyScale节能架构等一系列节能技术,此外,由于Power强劲的处理能力,在机房占地面积不大的情况下,处理能力可以媲美几十、上百台PC服务器,更大程度的节约机房空间,并在兼顾可靠性和性能的情况下实现绿色节能。

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  选择适合自己的云平台

  实际上,前面的测试环节并非仅局限于实验室里面的学术探讨,而是一些ISV或者用户在实际工作中经常需要面对的,整个测试过程严谨,且结果极具说服力。

选择适合自己的云平台
▲【图13】IBM ISV合作伙伴、用户及IBM高管一起答记者问

  测试结果显示,针对一些大型企业高并发、高压力的工作负载,满足其异构平台统一管理和安全、灵活性需求,X86平台并非最适合的平台,从总体TCO和未来性能扩展性角度出发,Unix平台会更加适合这类型企业需求。对于用户来说,最重要的是,根据自身需求选择最适合的平台,而这一点与近日IDC发布的中国用户云计算建设指南也不谋而合。

  IDC中国用户云计算建设指南将云计算构建过程整体划为五个方面,规划、准备、实施、深化、应用。其中在“实施”这一关键阶段强调:企业级虚拟化是云计算的基础。构建支持异构平台,满足安全性、可靠性、扩展性和灵活性等各方面要求的企业级虚拟化平台,是建设云计算的必由之路;而在准备阶段,需要根据自身需求,选择适合的系统架构实现数据集中和资源整合。

  谈到用户在构建云方面的种种困扰,IBM系统与科技事业部Power产品总监李红有自己的观点:企业建云之前,首先需要理清楚的问题是,为什么要建云?我要用云平台来做什么?云能够给我带来什么样的价值?再往后,则需要根据前期制定的目标和需求,选择一个最适合自己的云平台。

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