规划服务器大小用于虚拟化集群有两种选择:一是配置使用容量大、数量少、计算能力强大的服务器;二是使用数量多、容量较小、廉价的服务器。管理员必须比较这两种配置方案的优势,根据实际应用场景选择合适的方案。
使用大服务器还是小服务器的争议也引出了另一个问题:选择使用集群能力实现大型服务器有效利用的纵向扩展;还是使用许多爆米花式小服务器的横向扩展(就像云计算一样)。
没有放之四海而皆准的答案,因为有很多考虑因素会影响决策思路。遗留的应用系统和片段代码更适合纵向扩展模式。应用程序设计时如果没有考虑分片复制等技术,就不适合横向扩展。而多核系统与单线程代码片段纠缠在一起会限制性能,不能发挥多核系统的性能优势。
规划服务器要考虑扩展模式
爆米花式的服务器规划(指规划许多个较小的服务器)适合于横向扩展的基础设施架构设计。这种架构扩展时可以给应用堆栈中增加更多服务器副本,本质上就是云计算的理念,通过克隆副本实现增长扩展。
但是,任何云服务提供商部署的实例都是综合组合,即使云环境也需要少量实例的大型服务器。例如,有的任务场景需要的不只是可用的内存,这种情况下爆米花式的服务器架构就不太适合了。
更大的服务器有很明显的优势,因为与爆米花式服务器配置那种较小的实例相比碎片会减少。关键是考虑使用场景。例如,提供网页服务使用很少的磁盘I/O和动态RAM(DRAM),在这种情况下,使用1U服务器配备廉价的SATA硬盘(串口硬盘)就可以很好地满足服务要求。每个服务器可以运行几百个实例。
更大的服务器也可以做到这一点,但是需要昂贵的固态硬盘(SSD)来处理更大的实例,每个内核也需要更多的DRAM。这种情况下,每个实例的成本就高于较小的服务器,当然也要考虑未来是否需要从硬盘到SSD服务器做迁移再做决策。
另一方面,内存数据库在大型服务器上运行表现最好。服务器数量减少,可以降低服务器节点之间交互所需要的延时和带宽,也减少了服务器之间来回迁移数据片的次数。更少的服务器可以享受到更快的链路(100G以太网与10G以太网的区别),更经济实惠,可以进一步提升集群性能。
比较两种模式的成本和性能
服务器大小和性能并不是线性相关的。爆米花式的服务器模式相对廉价,主板支持10GbE速度。每个单元都比较便宜,而且生产和销售的量很多。也存在很多竞争厂商,可以进一步压低价格。
大型服务器更接近个性化定制的形式,配置足够的内存需要最新的高密度双列直插内存模块,SSD可能是非易失性内存的最优模块。所有这些因素都会把导致价格更高。
基础设施的其它部分也有压力。爆米花模式每个节点都需要单相供电系统,而大服务器使用两相或三相供电,当然价格也更贵。爆米花小服务器的CPU大概每个一百美元,而顶级的22核CPU成本大约两千美元甚至更多。
数据分析的兴起使GPU实例也成为重要考虑因素。管理员规划服务器必须考虑有多少GPU和需要多少内存。令人惊奇的是,答案并不是必须使用大型服务器。例如,超微服务器在1U内可以配置4GPU。他们可以轻松地运行中低端GPU卡,而且可能很快将支持最新的高端插拔卡。
另外,如果应用程序可以控制这些GPU使用的内存大小,则不需要很大的DRAM空间,1U服务器是很好的选择。如果需要更多计算能力,也有更大的服务器可以处理八个顶级GPU。
评估功耗和可靠性
存在一个普遍的误解就是认为大型多相供电系统效率更高。实际上,爆米花式的小服务器群在不用的时候可以进入低功耗空闲模式。大型服务器一般运行大约40%负荷,所以它的效率不是很好。
制冷系统对于较小的1U服务器存在设计限制。这些服务器紧密排列,运行久了发热会降低可靠性。从外形尺寸方面来比较,大服务器更有优势,因为通风更好,还可以配置较大的风扇。云服务提供商可以通过关闭出现故障的小单元,把工作负载转移到其它爆米花小服务器单元,来弥补故障问题。如果是只有少量的大型服务器运行,这种方案就不可行,必须立即修复。
通常云环境有子集群环境,配置爆米花小服务器群和大型服务器。如果管理员要规划服务器但不能很好地管理这种异构的混杂环境,那就是时候考虑其它虚拟化服务方案了。这是也超融合系统的常见问题,混合不同的平台从理论能力上来看是值得怀疑的。
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作者
TechTarget特约作者。Jim O'Reilly是一名存储和云计算咨询师。他曾担任Germane Systems公司工程部副总一职,为美国潜艇队创建了坚固耐用的服务器和存储器。他也曾在SGI、Rackable和Verar公司担任高级管理一职,创建Scalant和CDS公司并担任首席执行官一职,在PC Brand和Metalithic公司担任运营主管一职,在Memorex-Telex和NCR公司担任核心业务部主管,他所在领导的团队曾创建了第一个SCSI ASIC。如今Jim O'Reilly就职于史密森学会。
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