云基地,推动云计算集约化(下)

图7 IDC布局模型演进

3、云基地布局应该以能源为中心

云计算对于云基地(IDC群)的主要诉求:

  • 充足的、可持续的电力保障下的超大规模,单体可以支撑百万或更高数量的服务器;
  • 多个云基地间要有数T级别的高带宽互联专线;
  • 云基地同Internet具有单独的流量路径和网络平面互联,可以更扁平的触达任何区域的用户;
  • 云基地的资源(机架、带宽、专线)等低成本、高效率供给;

IDC的布局主要考虑四个要素:土地、电力、网络与人力,这四个要素对于IDC布局的制约却不是等同的,特别是在不同的规模下,像传统的IDC布局更多的考虑网络的因素,靠近用户的地方部署,称之为云随光布。但是,像Google、Facebook等国际互联网巨头大型IDC的布局却基本上只考虑电力便宜并有保障的地方,Google IDC选址的标准称为“Power,Power,Power!”

国内IDC的布局选址也要改变以网络为中心的标准,变成以能源也就是电力为中心,从云随光布转向光随云动。

下面用一个简单的模型,来对比不同的IDC布局的经济成本。

假设有一个100万台服务器规模的IDC要给东部沿海地区的用户提供云计算服务,这个IDC每年的用电约30亿度,我们对比下如下三种场景下的成本:

a)、IDC选址在东部沿海地区,就近用户分布,但需要从2,000公里外的地方运煤过来并在本地发电供电;(输煤)

b)、IDC选址在东部沿海地区,就近用户分布,但需要从2000公里外的地方通过特高压电网输电过来;(输电)

c)、IDC选址在煤资源丰富的地方,并在本地发电供应,但需要通过光纤网络把信息传送到2,000公里的东部沿海地区;(输信息)

对于上述三种场景我们来核算下分别的信息输送成本,我们以每度电的输送成本作为信息输送的单位:

a)场景的单位成本约为0.142元人民币;(输煤)

b)场景的单位成本约为0.138元人民币;(输电)

c)场景的单位成本约为0.015元人民币;(输信息)

上述三种场景,还远远没考虑输电、输煤的损耗问题,就足以表明输送信息的成本是输电、输煤的十分之一左右,输煤不如输电,输电不如输信息。把IDC直接建设在能源丰富的区域,并通过光纤网络把IDC的计算结果传送到用户面前会有巨大的经济上的意义。现实生活中也是如此,东部沿海地区的电费通常在1.00元左右,而西部能源丰富的地区,电费可以做到三分之一甚至更低,一个100万台的IDC在东部地区一年的电费超过30亿人民币,放在西部连十亿都不到,而增加的光纤传输网络一年的成本连一个亿都不到。

图8 输煤不如输电,输电不如输信息 在中国能源丰富的西部地区,土地资源也是非常丰富的,较东部沿海地区的土地限制要好得多,不用担心IDC扩展带来的土地供应问题。 IDC布局上,另一个需要考虑的要素是人力。能源丰富的西部地区,也是经济、科技不太发达,缺乏富有经验的专业化的数据中心和网络人才,会带来IDC持续运维保障上的问题。但是,这个问题可以通过模块化、标准化、工业化的IDC建设方式来弥补,集中化的运维,简单标准的现场物理操作。

图9 模块化数据中心建设 如图9,当今的IDC建设模式在发生着革命性的变化:从土建开始,就考虑IDC模块的布局与分割,建筑物只简单的考虑风(自然风、进风、出风)、火(消防)、水(冷冻水)、电(供电局、柴发)等大的问题,而模块化IDC的机架布局、走线、配电与空调在工业化的产品车间里考虑,IT部分的服务器与网络设备直接定制在机架里。模块化的IDC加上定制的IT机架直接在工厂里标准化、规模化生产好,运到建筑物里快速组装,工程建设界面清晰简单,后续的运维界面也简单,可以更多的利用自动化、智能化的技术来减少对现场人力的依赖。 IDC布局另一个需要考量要素是网络,也是传统IDC布局的核心,可以进行优化,以支持云基地一路向西。

4、云基地的发展需要网络更好的支持

从前述可知,云基地部署在能源丰富的西部地区有巨大的经济意义,网络不应成为阻碍,更应该大力支持、推动这种趋势的演进。

云基地部署在远离用户聚集的地区,会增加IDC的服务器到用户端的时延,2,000公里的距离增加的网络时延在12ms左右。如果是个稳定的网络时延,对于大多数的互联网应用如即时通信、游戏娱乐、信息获取、电子商务等都是可以忽略不计的,少数的应用如视频、语音等可以通过在用户就近部署静态、动态的CDN加速点来解决。根据我们的统计,通过Internet,IDC服务器到用户端的平均网络时延在50~90ms间波动,新增一个12ms的稳定时延,基本上不影响用户的体验。

考虑到容灾分布,需要有多个云基地,以容大的地震、洪水、极端天气、爆炸以及人为的区域范围的事件等。多个云基地间需要有大带宽的专网互联保证。云计算的通信模式表明,服务器间的通信流量(东西向)远远大于服务器到用户端的流量(南北向)。我们看到Google的IDC间通信带宽已达10T,而Microsoft新建的全美几个大IDC间的光纤环网,单方向起步也是2T,一个100万台服务器的IDC对用户服务的流量超过10T,跟另一个云基地间的同步、互联流量可超过20T。因此,我们认为,大型云基地间需要保证数T的带宽,并以T级为单位,可以线性的扩容增长。如图10示意。

图10 云基地间大带宽互联

云基地的服务器规模从数十万台到数百万台,不可能只服务于特定区域、特定类型的用户,更不可能只托管特定模式的应用,所以我们需要假设任何一个云基地都是部署全部类型的互联网应用以及云计算服务的,服务的用户也是全国性乃至全球性的。因此,云基地要能确保扁平化的触达到任何一个互联网用户,除了物理距离上带来的网络时延外,不应该有其他的不同,如:不一致的拥塞、抖动,或由于网络路径上的扩容优化不同步或容量瓶颈造成用户体验的不一致等等。这需要云基地与骨干网间有独立的路径规划与流量规划支撑,或者采用单独的网络平面,以确保整个流量路径被持续的得到保障。

云基地的出现与发展,可以使得云计算更集约化,有利于行业分工的更有机高效,有利于从机架、带宽到电力等资源的高效利用,有利于行业上从业务模式到应用服务的高效互联互通,对于整个云计算行业的发展是一个坚实的支撑和推动。 然而,云基地能否持续存在并发展下去,取决于基础电信运营商能否有效理顺内部的各种关系:集团公司与各省公司如何能协调一致的推动用户从散乱的东部沿海地区的IDC往云基地迁移,云基地网络与已有的电信骨干网络的互联互通,已有的成熟的IDC及网络运维体系与人才对云基地的支持等等。

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原始发表时间:2014-08-14

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