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TIG 绿色IT案例分析
背景介绍
某国际公司在汽车软件,保险索赔以及汽车玻璃替代产业中拥有综合解决方案和强大的信息产品. G公司注重其IT环境的建设,同时也是环保的用户者. 该公司希望通过IT环境的改造提高环保的力度.
IT现状
该公司 现有IT的环境中存在一些问题， 首先是业务需要扩展所带来的IT能力的需求，其他则是对于现有环境的绿色化要求，需要能够降低电力的使用，降低排碳量来达到环保的目的。因此主要的问题集中在：
- IT环境需要扩展一倍以上的业务处理能力
- 机房空间有限 ，大规模扩充机架暂时不可行
- 需要提高制冷效率，空调耗电占50%以上；通过热象仪我们观察到，整个机房的热区分配不均匀 ，存在着比较集中的热区和冷区
- 耗电量需要降低，包括服务器耗电和空调耗电。
计划目标
TIG的目标是在有限的空间内提高性能输出，并降低电力功耗。由于客户的业务比较多，为了能平滑的过渡，TIG采用2个阶段走的方案：
第一阶段主要从硬件和基础建设方面来改善：
- 更改机房布置，调整热区的分布
- 优化空调方案，采用能效更好的制冷设备
- 增加新架构硬件，主要是采用低耗高能的服务器
第二阶段从系统和软件来进一步绿色化数据中心，提高能源效益
- 部署虚拟化应用，统一硬件资源
- 迁移物力应用到虚拟机，淘汰旧型服务器
- 精简与调整机柜及空调，降低耗电量
应用步骤
该公司的原有硬件环境拥有250台PC服务器，其中200台式IDC建立初期采购的，每个服务器为２个双核的CPU,这些机器性能不高，同时耗电和噪音是很大的问题；后期增加了50台性能有所提高的机器，配置为２个四核的CPU。
第一阶段，改善IT硬件环境。
在空调上，我们采用了新的Dynamic Free Cooling®（动态自然冷却），这是数据中心空调系统的一种控制概念，它综合了高效的间接自然冷却精密空调机组、带风机速度控制的干冷器以及中控调速水泵，形成一种高效率的精密制冷系统。所有系统组件均受中央控制，以便根据环境温度和机房负荷条件最大限度降低总能耗。
采用节能型精密制冷系统有两个主要理由。第一个原因是节省数据中心内的运行成本。在当今的数据中心中，数据中心整体输入功率的40%是被制冷设备所消耗的。在最糟糕的情况下，甚至会达到60%。其次，电力正在成为一种紧缺资源，应该用于最大限度发挥服务器的效能，而不应浪费在对制冷设备的非必要驱动上。除了降低成本、实现更高效的电力管理之外，还能实现低单位面积碳排放的“ 绿色” 数据中心。
为了能够增加性能，我们采用了新的具有4*4核的CPU的服务器。在性能上,新型芯片提高了2.5倍.新型服务器芯片的能耗较老芯片要节约60%,支持NAP模式,即在空闲时刻关闭不需要的核, 而在需要的时候在开启的功能.新的芯片还具有自动热平衡功能,能自动感应和调整过热的电路区域.同时,新的芯片拥有了硬件虚拟化技术(Inter-VT), 为将来的扩展做好了准备.
第二阶段，整合IT环境,精简硬件需求.
为了进一步提高资源使用率,降低电能和空间的需求,我们用虚拟化技术将整个IT环境整合.虚拟化 产品种类很多,我们采用了具有强大的动态迁移和高可用性的 VMware VI3.5.
VMware虚拟架构是更有效管理IT架构的基础方式。通过使用VMware虚拟架构，IT资源容量可以无间断地扩展。虚拟化的一大优点是精简了硬件需求,使得服务器硬件数量下降40%-60%, 由此带来的空调和电耗的降低以及空间的节省.
TIG的虚拟化部署分为三个主要步骤:
第1步就是提供虚拟化平台（Virtualization Platform），我们在部分非业务服务器上安装了ESX3.5服务器,将一台物理机划分成多个虚拟主机,并启用了Vmotion,HA和DRS功能
第2步就是将关键业务迁移到虚拟机上(Physical to Virtual).我们采用了VMware Converter产品, 在线的将应用迁移到 在虚拟平台. 当虚拟环境的应用通过了测试以后,再进行应用得切换. 这一过程最低的降低了业务迁移的风险.
第3步是在业务迁移后,监控以及调整虚拟机性能,优化虚拟机分布(Monitoring &Tuning).使服务器的使用率能平均分布,即平衡了热区的分布.
在虚拟化完成后,我们淘汰了旧的主机,使得空间节约到70%, 同时关闭了部分空调, 耗电量降低了50%以上.
方案效果
在部署的过程中，我们使用 CUPS作为我们实施效果的参考标准。CUPS是以计算能力，使用率，电源和空间的衡量值。
部署之前，
共计250台服务器，业务计算量为70M交易每秒（使用应用的压力测试为基准），总耗电量为176KW/h，其中空调耗电量占50%以上。
第一阶段
增加了100台新的服务器以后，业务处理能力达到165M交易每秒，制冷效率的大幅度提高，降低了空调耗电量，虽然增加了服务器，但是降低了耗电量，整个机房用电为168KW/H。
第二阶段
采用虚拟化以后，大批量的减少了服务器，机柜数目减少到了原来的70%,精简了空调和服务器数量以后，耗电量变为72KW/h；由于业务应用的并发性， 扩大了虚拟机的数量就扩大了业务的并发处理能力，现有系统处理能力变成202M交易每秒。系统的使用率由之前的29%提高到52%。
从CUPS的变化可以看出，整个IT的绿色化方向是正确的。 TIG的方案使得该公司的绿色数据中心能够按照预期的目标成功建立，同时也使得整个数据中心的旧环境可以平滑的过渡到新的环境中。
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