大约半个世纪以前,世界上第一台大型主机S/360的诞生,引发了计算机和商业模式的一场变革,它以计算、存储等资源集中为核心特征。随后,个人电脑的出现使得每台电脑都拥有独立的处理器和内存,它们在一个网络的模式下,完成分布式的任务协同。而现在,云计算正在将计算模式重新向集中的方向推进。
纵观计算模式的演进历史,基本上可以总结为集中、分散、再集中。当然,所谓的再集中已经与初期的集中在内涵上有了很大的不同,信息量在持续爆炸性增长,信息设备越来越多样化,智慧型数据中心的需求越来越凸显,而大型机也在持续的自我变革中正在经历一种螺旋型上升的辩证式历程。
数据中心挑战
世界上第一台大型机诞生于上世纪60年代,自那以后,小型计算机,UNIX服务器,PC服务器以及互联网等一波又一波的浪潮带来的冲击不断,大型机就是在这样的风雨洗礼中坚持自我变革,并走到了今天。
当前,随着业务的不断扩展,数据量的大幅攀升, IT系统已变得越来越庞大而复杂,灵活性大不如从前,企业不得不花费大量的资源和成本用于日常运维,而IT创新的力量却日渐钝化。
在IT架构已经成为企业的业务创新后盾的今天,企业要想获得增长和发展,就必须持续地拓展和变革自身的IT系统。实际上,在过去近10年以来,企业无论是采用新技术的规模,还是新技术类型都已经发生了重大的转变。比如,根据相关统计,全球企业服务器的应用数量从10年前的约500万台,激增到了最近的逾3000万台。现在,企业每一个应用背后至少运行着一台物理服务器,导致了物理服务器的无节制蔓延。
因而,服务器的虚拟化已经成为新一代数据中心变革的“杀手级应用”,通过把多个应用重新整合到一个物理服务器上,让单一物理实体承载多个虚拟资源。虚拟化不仅提高了服务器硬件的利用率,而且还会减少购买新服务器的需求,从而节省成本。
另外,企业也面临着数据中心中不同技术和应用环境的挑战,一方面异构的平台复杂度空前加大,管理难题日益严峻,另一方面,新的工作负载还在不断快速增加。面对这样一种现状,简化网络架构便成为了新一代数据中心变革的重中之中。中石油数据中心的相关负责人迫切地表达了同样的需求,他表示,新的数据中心应该是一个简单的网络架构,它既能减少网络层级,又能统一异构的网络。
当然,数据中心还在面临其他多方面的挑战,比如,网络的安全性和可靠性,未来的可扩容性和扩展性,更好的智能性,以及高效创新的业务支持环境。
然而,就在当前新一代数据中心的变革中,关于大型机的挑战和争论再次被点燃。
大型机还是小型机是个问题
随着企业规模的扩大与技术的发展,分布式计算模式导致了服务器数量的无节制扩张,由此带来了上述所说的复杂的管理模式、运维成本失控和关键应用难以实现等诸多问题,亟需通过整合业务,实现对数据的再次集中。此时,大型机的天然优势再次凸显了出来。
同样都是为了满足新型智慧数据中心变革的需求,大型机在大规模Linux整合、数据密集型工作负载、JAVA运行方面的优势明显,而且,大型机在SOA(服务导向架构)消息处理上功能强大,此外,大型机专用处理器使主机处理高效也为企业带来了很大的吸引力。
因此,建立在大型机基础之上的数据中心,可靠性和可扩展性很高,虚拟化能力强,业务处理效率大大提升,同时,具有更高的数据质量、业务连续性和完善的风险管理,风险灾备支持能力更强,而集成和维护工作的人力占用成本减少,可以更好地重组IT部门的以客户创新为中心的运营模式。
虽然如此,小型服务器的应用阵营仍然很强大,在一些企业比如国内几家大型门户网站的数据中心,经常可以看到几千台甚至上万台的PC服务器在昼夜不停地运转,其规模之大足以让人瞠目结舌。
银华基金的CIO周南为记者详细解析了大型机与小型服务器各自的优劣势。他认为,大型机的运行速度快,在单一数据的海量计算能力和稳定性等方面,其它设备很难与之媲美。但是,为什么许多企业仍然会使用小型的UNIX服务器,甚至PC服务器的集群?
当前,许多企业数据处理量最多的是来自那些频发业务或在线业务,小型机或PC服务器集群有助于分散负载量和灵活配置各种业务组合,负载均衡,分散处理能力强,在性能上也非常强大。一旦发生意外,只需要更换一台或几台PC即可,可以很好地保证业务的连续性。
不过,分布式计算初期购置成本虽低,但资源利用率低,能耗和占地空间大;而大型机的售价很昂贵,对机房的配套设施要求也很高,但集成度非常高,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。
新的变局正在出现,IBM新发布的zEnterprise大型机,已经实现对于Power和System x服务器的统一资源管理。该模式除了实现了大型机在安全、可用性等优势向分布式计算的延展,还可以根据不同工作负载的需求,选择为高效和经济的运行模式。这是混合型系统的重要突破,也是未来数据中心发展的方向之一。
东方地球物理的超大量计算
中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司(简称中国石油东方地球物理公司,英文缩写BGP)是中国石油天然气集团公司的控股公司,主要是以地球物理勘探业务为主体,是一家集物探主业、多元开发、旅游接待、公共事业为一体的跨国经营企业。
东方地球物理公司主要从事国内外陆地、浅海地震勘探及综合物化探采集、处理、解释,拥有亚洲最大的地震资料处理中心,计算机浮点运算速度达到7.6万亿次/秒,位居亚洲同行业之首。
据中石油相关负责人介绍,东方地球物理公司经常需要在复杂山地、丛林、大沙漠、戈壁、黄土塬、沼泽、湖泊、过渡带及浅海等各种复杂地表条件下,作地震勘探采集工作,往往发射一个“探测炮”,反馈回来的数据就已经达到数个T级,包含着庞大的地质信息处理、分析和模型解释工作。30多年来,先后为大庆、辽河、华北、冀东、大港、塔里木、长庆等多家国内油田处理沙漠、平原、山地、沼泽和海洋等二维资料近130万千米,三维资料近10万平方千米。
因此,该公司采用了IBM的大型机。地震勘探采集对主机的处理能力、负载性能以及安全性要求级别都很高,而IBM大型机对于运算频繁的超大量计算具有得天独厚的优势。此外,它独特的加密模式也为数据保护提供了保障,一旦出现问题,可以进行实时的反馈,编排优先级,发出告警,管理员马上进行故障分析,采取预防和解决措施。
大型机是一个高度工程化的环境,几乎总是有盈余的能力,可以满足不同的工作负载需求,兼顾数据处理的低潮和高峰,具有很高的业务弹性,这一点对于东方地球物理公司来讲,非常必要。
大型机应用已经成为东方地球物理公司的一种日常运行模式,不过,中石油的这位相关负责人也表示,IT技术应用当中的很大一部分都是基于企业的潜在创新需求,而潜在需求和实际需求间还有所差别,因此,对于国内的大部分企业来说,大型机的应用大范围推广,还需要一定的时间。
大型计算机,个人PC,云计算的轮回
大型机四十几年的发展并不是一帆风顺,但影响力却极为强大。
大型机能维持长时间旺盛的生命力在信息技术领域是史无前例的。在即将到来的云计算模式下,可靠性将成为关注的中心,而在这个核心中,只有大型机才能提供保证系统运行所需要的内存、缓存和重新分配能力。
从最早的大型机集中计算,到网络的分布式协同,再到云计算模式下的超大型集中,大型机在这种历史的浪潮中经历了起起伏伏,而现在大型机已经走出“成长的烦恼”,并有可能迎来全新的生命高峰。
中信建投证券有限责任公司信息技术部总经理宋群力在接受记者采访时表示,目前公司主要采用的还是小型服务器,这样的服务器的优势是灵活性比较强,可以灵活的进行布置和安装,劣势在于目前的安全性还不是很好,证券行业对信息化的安全度要求很高,这对小型服务器来说是个很大的挑战。
不过,宋群力同时也注意到,在证券行业,数年前采用小型的服务器的比重相对较大,最近几年来,大型机的应用势头甚猛,并开始成为主要的数据库服务器,而且这种趋势还可能进一步蔓延。
IDC的调查显示,将近一半的受访者表示他们计划增加年度大型计算机硬件和软件的开支。用户发现通过在大型机专用的处理器上运行新的工作量(包括基于Linux的和基于Java的工作量),能够利用大型机内置的安全功能和高水平的可用性。这种应用方式将使这些新工作量的软件许可证成本低于在IBM System z硬件平台上本地运行这些工作量的成本。此外,广泛的工作量进入大型计算机平台以及需要访问大型计算机托管的数据库的应用程序将推动大型计算机应用的增长。大型计算机的重要性和大企业重要任务工作量不仅保证大型计算机的长期应用,而且还推动增加存储投资。
在过去的十年间,IBM还在不断地加速大型机的创新步伐,比如,在zEnterprise中引入BladeCenter Extension,支持包括Power和 System x服务器刀片,这种架构的出台能够把大型机的优势进一步扩展到管理不同的工作负载上,提升其分散负载能力。并将主机系统所具备的高安全性、可扩展性和高可用性的服务品质优势通过zEnterprise的统一资源管理器传递到了运行在Power和System x刀片系统之上。
“我们选择System z是因为其高扩展能力、有保障的高安全性,而且它最终将以更低的成本管理一个机器,而不用管理多台分布式服务器。”EFiS公司董事长Armin Gerhardt如此表达了自己的选择。
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