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

而在本文中，業(yè)內(nèi)的相關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器硬件策略方面的管理難題進行解疑，并還將為您介紹關于如何識別和解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡性能問題的相關方法，以及實施服務器規(guī)�；瘮U展的優(yōu)缺點，以便幫助您了解如何采購可擴展的虛擬基礎架構。

　　識別和解決網(wǎng)絡性能問題

企業(yè)數(shù)據(jù)中心的IT經(jīng)理們花時間來調(diào)查可用于監(jiān)控網(wǎng)絡I/O的方法，并確定可能導致網(wǎng)絡速度變慢的原因是非常值得的。如果企業(yè)應用程序的所有者報告稱：網(wǎng)絡連接速度慢，那么確保其原因不是由廣域網(wǎng)中的瓶頸所導致的是至關重要的。網(wǎng)絡性能不佳通�？蓺w因于虛擬化之外的原因。可能存在尚未報告或發(fā)現(xiàn)的停機中斷或路由問題。另一個亟待檢查的領域是IP配置。而一些簡單的工具如ping、pathping、tracert和nslookup在診斷網(wǎng)絡問題時仍然有用。最常見的問題之一是錯誤或不正確的域名服務器(DNS)配置。另一個亟待檢查的領域是虛擬機(VM)中應用程序的配置。查看是否存在會顯著降低網(wǎng)絡性能的設置或選項——也許是應用程序的輪詢網(wǎng)絡，以查找外部網(wǎng)絡組件的可用性——那么這可能會導致不必要的網(wǎng)絡流量。

一旦你企業(yè)排除了上述這些潛在的問題，就需要確認優(yōu)化組件是否配置正確。接下來，檢查網(wǎng)絡問題是否僅影響相關虛擬機或同一主機上的所有虛擬機。這也是確定相關問題是否特定于應用程序所有者的虛擬機或者是否是系統(tǒng)性問題的好方法。大多數(shù)虛擬機管理程序供應商均提供了相應的網(wǎng)絡工具，以方便企業(yè)客戶監(jiān)控進出虛擬機的流量。例如，VMware公司就提供了一款名為esxtop的實用程序，可以查看網(wǎng)絡統(tǒng)計信息，并排除網(wǎng)絡性能問題。

這些實用程序允許數(shù)據(jù)中心的運營管理人員查看虛擬機實際使用的網(wǎng)絡帶寬，以及是否檢測到物理系統(tǒng)出現(xiàn)大量的網(wǎng)絡數(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。

當一款機器發(fā)出數(shù)據(jù)包，但未收到確認時，可能表示網(wǎng)絡接口卡(NIC)的算法存在問題，稱為Reverse NIC Team問題。在這種情況下，已啟用高級網(wǎng)卡綁定，雖然數(shù)據(jù)包通過一個網(wǎng)絡層離開物理主機，但它們通過錯誤的物理交換機返回到主機，并返回到錯誤的NIC。像這類嚴重的問題可能需要更廣泛的調(diào)查。在某些情況下，可能會導致放棄特定的NIC組合策略，這對于更廣泛的網(wǎng)絡來說被認為是不可靠的。

隨著整合比率的增長，可以做大量工作來改進和監(jiān)控虛擬機的網(wǎng)絡性能。最佳優(yōu)化的關鍵在于遵循虛擬化供應廠商的最佳實踐方案，同時對其進行修改以適應企業(yè)網(wǎng)絡的獨特流量特性。最關鍵的部分是了解你企業(yè)的虛擬機和更廣闊的物理環(huán)境之間的關系。

橫向或縱向規(guī)�；瘮U展：如何通過數(shù)據(jù)中心升級實現(xiàn)進一步的發(fā)展演變

在IT領域，舊的問題最終會演變成新的問題，這個道理在數(shù)據(jù)中心服務器方面正在發(fā)揮作用。

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

自數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)以來，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題。而他們的這個選擇方案基本上是在采購更大的硬件或更多的硬件之間：橫向或縱向規(guī)�；瘮U展?

1、服務器橫向擴展的優(yōu)缺點分析

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

橫向擴展通常很簡單。企業(yè)可以購買新系統(tǒng)并快速啟動。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。實際上，橫向擴展的方法在云服務供應商中很受歡迎，因為該方法可以構建能夠支持數(shù)千個客戶和PB級數(shù)據(jù)存儲的海量數(shù)據(jù)中心。

Facebook Inc.公司的開放計算項目就鼓勵橫向擴展服務器。該公司并不是依賴來自諸如惠普、IBM和甲骨文等傳統(tǒng)服務器廠商的特殊用途的系統(tǒng)，而是將通用硬件設備捆綁在一起，并構建巨大的數(shù)據(jù)中心。包括蘋果、Facebook和谷歌在內(nèi)的網(wǎng)絡領軍企業(yè)都選擇了這種方式來支持他們的業(yè)務。

當然，橫向擴展系統(tǒng)也有其缺點，首當其沖便是復雜性。太多計算機的連接會增加管理的復雜性，并且您必須支持更復雜的編程模型。由于存在多個本地系統(tǒng)，因此會在節(jié)點之間出現(xiàn)吞吐量和延遲問題，所以很難進行故障排除。

2、服務器縱向擴展的優(yōu)缺點分析

服務器的縱向擴展可以避免服務器蔓延的問題。系統(tǒng)縱向擴展使用專門為科學計算或高端數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應用而設計的專門開發(fā)的處理器。通常情況下，企業(yè)客戶通過向單臺服務器添加計算資源來建立自己的數(shù)據(jù)中心，并使其更加強大。企業(yè)安裝更強大的處理器，更多的內(nèi)存或更多的內(nèi)部網(wǎng)絡資源來提升性能;會得到更大規(guī)模的硬件。

由于低成本的x86服務器的出現(xiàn)，規(guī)模的縱向擴展一直在減少。企業(yè)無需為處理能力支付高價，而是可以購買價格較低的硬件。其結(jié)果是，科學計算機市場急劇萎縮，Unix市場一直在失去對于企業(yè)的吸引。

最近的一些轉(zhuǎn)變似乎正在為這個細分市場注入新的活力。縱向擴展與虛擬化技術很好地結(jié)合在一起。使得企業(yè)客戶能夠通過軟件將其工作負載增加到一個系統(tǒng)上，而不是實際增加新的系統(tǒng)�，F(xiàn)在，企業(yè)客戶可以在一款中央系統(tǒng)上運行數(shù)百個應用程序。通過虛擬管理程序部署新的虛擬服務器通常比實際采購和安裝物理服務器要便宜。

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

這些整體解決方案與另一種趨勢保持了一致：更多的業(yè)務部門的需求將影響到企業(yè)的IT采購。根據(jù)市場調(diào)研機構Gartner Inc.公司發(fā)現(xiàn)，IT企業(yè)的首席營銷官現(xiàn)在擁有與CIO們同等的采購權限。因此，當前的企業(yè)的業(yè)務經(jīng)理能夠在很少或根本沒有來自IT員工的意見的前提下選擇采購一款整體解決方案;比傳統(tǒng)系統(tǒng)采購延遲更少。

而IT員工面臨的挑戰(zhàn)就是支持橫向擴展系統(tǒng)。選擇自行采購他們所需系統(tǒng)的業(yè)務部門需要IT部門支持，來確保這些系統(tǒng)的健康運行。

縱向擴展規(guī)模也只是一個臨時的解決方案。 這種技術增加了數(shù)據(jù)中心的密度，并且通常需要特殊的冷卻和電源設施。每次當企業(yè)客戶投資更多的服務器硬件時，都會花費更多的時間，但最終并沒有一臺服務器能夠滿足應用程序的負載。

隨著縱向擴展基礎設施規(guī)�；�的重新出現(xiàn)，IT企業(yè)縱向擴展規(guī)模較之橫向擴展的選擇更加困難。唯一可以肯定的是，計算機的使用正在擴大，企業(yè)正在努力跟上業(yè)務增長的步伐。

　　為可擴展的虛擬基礎設施采購服務器硬件

隨著服務器虛擬化、云計算和大數(shù)據(jù)分析等技術朝著數(shù)據(jù)中心領域的進一步滲透發(fā)展，IT專業(yè)人員在服務器硬件的采購方面有了新的選擇。數(shù)據(jù)中心需要能夠滿足企業(yè)業(yè)務對于性能和可用性快速增長的設備的需求，并且還將隨著未來幾年IT需求的變化，進一步提供相對容易的可擴展性。

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

當前，這兩種服務器硬件策略都有其各自的市場，但是現(xiàn)在需要注意的是：可擴展的計算能力已經(jīng)以橫向模型取代了傳統(tǒng)的縱向擴展的服務器硬件體系結(jié)構模型。接下來，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、服務器橫向擴展和縱向擴展戰(zhàn)略各自的優(yōu)缺點

在過去的十年中，隨著企業(yè)的IT領導者開始使用某些指標(如服務器整合率和虛擬主機數(shù)量)來衡量IT性能，服務器的縱向擴展架構成為了一項選擇策略�；�于這些指標以及節(jié)省硬件成本的愿望，IT部門通過使用幾臺功能強大的服務器轉(zhuǎn)向持續(xù)的服務器整合，這些服務器可以承擔大量的工作負載，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，由于許多主流應用程序的分離性質(zhì)，在需要時簡單地添加資源變得非常容易。企業(yè)組織同時也在橫向擴展規(guī)模，但只有縱向擴展規(guī)模才能達到實際的限制，例如在單一主機服務器中達到物理資源的最大限度時。

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

當然，這兩種架構都有其不足之處�？v向規(guī)�；瘮U展的方案很少提供資源的線性增長，通常僅支持一種或兩種資源。例如，在縱向擴展以盡可能少使用主機服務器的廣義虛擬環(huán)境中，RAM和磁盤容量通常在達到處理器容量之前耗盡，在資源方面并沒有獲取其中的最大資本價值。縱向規(guī)�；瘮U展架構還需要更詳細的方法以實現(xiàn)其可用性。另一方面，橫向擴展環(huán)境可能需要考慮應用程序設計的新方法，并且可能不適用于傳統(tǒng)的應用程序。

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

2、選擇服務器硬件進行虛擬化

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

在過去十年中，虛擬化技術的發(fā)展使x86服務器成為大多數(shù)企業(yè)運行其關鍵任務工作負載的首選平臺。在許多情況下，x86服務器取代了傳統(tǒng)的大型主機，盡管傳統(tǒng)大型機今天依然在各個方面發(fā)揮著作用。

例如，雖然許多人認為VMware公司創(chuàng)造了虛擬化技術，但是大型主機已經(jīng)使用了類似技術來實現(xiàn)工作負載分離有幾十年的時間了。當今不斷增長的環(huán)境 ——無論是橫向擴展還是縱向擴展都與大型主機有許多共同之處，因為當今大多數(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，以及新興基礎設施的出現(xiàn)，目前看到企業(yè)組織正在大規(guī)模采購單一主機的情況越來越罕見。

企業(yè)IT采購人員知道在采購x86服務器以滿足縱向擴展虛擬化需求時會發(fā)生什么。簡而言之，對于純粹的縱向擴展的虛擬化，盡可能擴展單臺主機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)客戶可能會考慮大規(guī)模擴展的硬件，例如極高端，密集型服務器，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。在這種情況下，最大的挑戰(zhàn)也許是單臺硬件設備出現(xiàn)故障時可能出現(xiàn)的工作負載故障。

隨著企業(yè)組織努力控制多虛擬環(huán)境中出現(xiàn)的復雜性，一些新興的基礎設施選項越來越受歡迎。兩者都圍繞融合基礎設施構建，但程度不同。

第一種解決方案基本上是一臺機架(或一組機架)中的數(shù)據(jù)中心：選擇虛擬化方案的企業(yè)將在預構建的、預先測試的硬件平臺上進行整合，并由單一供應商提供支持。這些解決方案中最受市場認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)采取了行動以爭取市場份額，例如戴爾的vStart解決方案。這些基礎設施選項使客戶能夠購買滿足當前需求的“基礎設施單元”，而無需擔心某些元素是否與其他元素兼容。從支持的角度來看，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，一次就完成對于機架的采購并不總是最好的選擇，特別是對于中小型企業(yè)(SMB)而言。事實上，小型企業(yè)組織可能更加意識到簡化數(shù)據(jù)中心環(huán)境的必要性，并且可能必須以更細化的方式來實現(xiàn)。

而這便是第二種基礎設施選項：超融合基礎設施發(fā)揮其用武之地的時候了。目前，Nutanix，Pivot3和SimpliVity等公司在這一領域處于領先地位。這些公司不是簡單地使用現(xiàn)有的服務器和存儲，而是提供定制化的基礎架構單元，這些單元從SMB級別開始并逐步擴展到大型企業(yè)級別。這些單獨的硬件單元各自包括計算單元，RAM和存儲資源，并且通常在這些資源類別中的每一個中都包括了高級特征(例如，用于存儲的重復數(shù)據(jù)刪除)以使其有效性最大化。因為它們所具備的細粒度，使得這些超融合基礎架構單元的功能非常強大;同時，因為這些超融合基礎架構通常包含高級硬件，使得每項元素都可以提供大量的資源。