妥妥的微型數據中心
想一下
如果有1台四路伺服器
5台雙路伺服器擺在面前
你覺得會佔用多大空間?
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要是再加上
25Gbps乙太網(25GbE)交換機
32Gbps光纖通道(32GFC)交換機
和12GbpsSAS交換機呢?
Emmm,這麼多設備,
想必需要很大的空間吧……
非也非也。
參加過E企研究院模塊化數據中心現場品鑒會的朋友都知道,7U機架空間足矣!一台戴爾易安信PowerEdge MX7000足以囊括所有——計算、網路、存儲全部齊備,接上電和(對外的)網線就可以工作,妥妥的微型數據中心。
▲在模塊化伺服器品鑒會上,戴爾易安信模塊化伺服器產品經理黃瑤向參會者介紹MX7000支持的新技術和應用場景
▲E企研究院聯合實驗室中正在測試的戴爾易安信PowerEdge MX7000,從左至右依次是四路節點MX840c和5個雙路節點MX740c,最右側還有1個可容納MX740c或存儲節點的空位
與機架上半部分4U的戴爾易安信存儲SC7020和2U的PowerEdge R720相比,7U的MX7000在「內容」和功能上具有明顯優勢。
那麼,強大的PowerEdge MX7000如何高效地承載企業各種應用?一起來看看E企研究院的測評吧!
模塊化探索:刀片伺服器的演進
模塊化設計在企業數據中心的地位正變得日趨重要,不管是底層的基建方面,還是核心的IT部分,都出現了越來越多模塊化的身影。
數據中心基建方面,模塊化設計與並行施工已經被證明可以大幅提升數據中心的建設速度並保證質量,如阿里雲張北數據中心、秦淮數據為位元組跳動定製的懷來數據中心。
模塊化也有助於原本分離的數據中心基礎設施與IT走向融合,典型代表如騰訊公布的微模塊數據中心(TMDC):以微模塊為最小交付單元,內部除了伺服器、交換機等IT設備,還集成了空調末端與供電末端。
IT在模塊化方面的探索由來已久,如大家耳熟能詳的「刀片伺服器」系統,其前端設計了多個刀片伺服器槽位,背部通常採用共享電源與風扇,前端伺服器模塊通過背板與背部網路交換機連接,不過這也是刀片系統經常被詬病的設計,背板有「單點」風險,且升級困難。
▲戴爾易安信PowerEdge M1000e刀片系統,10U機箱空間可部署16台半高或32台四分之一高刀片伺服器
刀片系統整合了計算與部分網路模塊,存儲通常搭配外部SAN使用,空間巨大,因為在以硬碟為主要存儲部件的時代,只有大量物理空間才能提供堪與刀片式伺服器的計算能力相匹配的存儲性能。
當然,具備模塊化、高密度、共享供電和散熱等特點的產品,不僅僅是刀片式伺服器,還有小一些的如2U4路或4U8路規格的多節點伺服器,大一些的有適用於超大規模數據中心的整機櫃伺服器,其共同特點是共享電源與散熱,節點間有計算和存儲的角色劃分,但在網路的集成度上明顯弱於刀片式伺服器,甚至仍需藉助外部交換機。
▲用於超大規模數據中心的整機櫃伺服器,共享電源與散熱模塊,前端利用模塊化設計的機架式伺服器實現高密度部署
不管是刀片伺服器還是整機櫃伺服器,通常都是以伺服器為模塊化設計重點,前者會捎帶上網路,由於傳統數據中心架構的特點與使用方式,存儲通常不在其設計範圍之內。但隨著固態存儲的飛速發展和「軟體定義」理念逐漸深入用戶數據中心,模塊化擴展成為主流趨勢,計算、存儲與網路一體的模塊化設計逐漸走上舞台。
早在2013年,戴爾易安信就針對新的模塊化伺服器進行了探索,如PowerEdge VRTX將計算與存儲單元融為一體,通過PCIe背板可以較為靈活地將存儲資源分配給各個計算節點。以現在的眼光來看,受限於當時的技術,VRTX在模塊化設計方面仍處於雛形階段。
▲戴爾易安信PowerEdge VRTX
在之後的一兩年中,戴爾易安信相繼推出了PowerEdge FX2與FX2s,不僅支持更多規格的計算模塊,如半寬與四分之一寬,同時增加了存儲模塊FD332、網路模塊FNIO,並支持PCIe插槽按需靈活擴展,但受限於其2U機箱設計,物理空間限制了更高層面的靈活性發揮,主要面向高密度部署場景。
▲戴爾易安信PowerEdge FX2機箱
而戴爾易信在2018年推出的PowerEdge MX7000它突破了傳統(刀片)伺服器的設計局限,實現了多方面創新,也可以稱之為「新一代刀片伺服器」系統。
▲PowerEdge MX7000採用7U機箱設計,前端部署計算或存儲節點,背部則部署網路I/O單元與管理單元
▲MX7000前端計算單元與背部網路I/O單元連接示意圖
如同所示,MX7000的前端計算單元與背部網路I/O單元通過「正交」方式(計算與存儲節點豎插,網路連接模塊橫插,兩組呈T字相交)實現連接,摒棄了傳統刀片系統採用的背板設計,由此可避免「單點」風險,同時實現了計算與網路單元各自可獨立升級的目的,提供了更好的靈活性。
▲MX740c中的25GbE網路介面(上)與背部交換機介面(下),兩者在MX7000機箱內通過「正交」直連,無需背板中轉
計算:性能的可升級性
MX7000不再追求高密度,而是尋求性能的可擴展性,可部署8個MX740c雙路計算節點,或者4個雙寬的MX840c四路計算節點,或者1個MX740c+7個MX5016s存儲節點(存儲節點必須配合計算節點使用),或者上述任意數量的節點混插。
▲5個並排的MX740c計算節點,支持雙路處理器和六通道內存
MX7000的計算節點採用的是英特爾至強可擴展處理器(Intel Xeon Scalable Processor,XSP),主要區別在於,MX740c為雙路節點,可支持從鉑金到銅牌的幾乎全系列可擴展處理器;而MX840c為四路節點,只能使用至強鉑金和金牌處理器(銀牌和銅牌僅支持雙路配置)。
此外,受益於MX7000獨特的架構設計,即便出現需要高單節點計算性能的情況,也可直接將雙路MX740c節點替換為四路MX840c節點,以提供高計算性能以及大的內存容量。
網路:融合數據中心網路降低架構複雜度
較大的背部物理面積給MX7000的網路設計提供了充分發揮的空間,它能支持兩組共4台25GbE交換機,不僅可以在MX7000內實現兩兩冗餘,也可在不同MX7000機箱間組對冗餘,這意味著MX7000能夠輕易實現擴展,同時也提高了可用性。
MX7000網路單元與前端計算單元在機箱內部直連,對外採用200GbE高帶寬上行鏈接,這樣的好處在於可以大幅降低布線的複雜度,僅需數根200GbE線纜就可對外服務,極大地簡化了數據中心網路架構。
傳統數據中心內,計算集群間通常採用乙太網絡,計算與外部SAN存儲之間則大多採用FC網路——兩套不同的網路會帶來較大的成本投入,同時加大了網路架構的複雜度,不便於維護。
▲傳統伺服器+SAN存儲架構(左),相比之下MX7000直連SAN存儲架構(右),可大幅減少網路布線,簡化網路架構
而MX7000使用了融合網路技術,即MX9116n結構交換引擎可原生支持FCoE協議,通過FCoE與外部FCSAN直連,一方面可以減少用戶採購FC交換機的成本,另一方面可使整個數據中心採用同構的乙太網絡,簡化網路布線,降低運維複雜度,並且享受新一代25GbE帶來的高性能體驗,也便於後續性能升級。
▲最上面兩台即MX7116n(上一)與MX9116n交換機(上二),MX9116n最右兩個被標註為橙色的介面,即原生的FCoE直連介面
存儲:承前啟後的多場景支持
「軟體定義」正引領傳統數據中心向新型雲數據中心過渡,企業用戶希望採用循序漸進、按部就班的方式進行,而非鏟車式推倒重建。
單就存儲而言,外部SAN存儲與軟體定義存儲使用不同的網路導致兩者在架構上大相徑庭,那麼如何從傳統SAN架構向軟體定義存儲平滑過渡呢?這方面儘管有諸多理論支持,但實踐中仍存在不少疑慮。
而PowerEdge MX7000既通過直連FC與FCoE繼承了傳統數據中心架構,同時又通過重新設計伺服器與SAS交換網路,為構建新型軟體定義數據中心提供了基礎。
例如MX7000採用較大的物理空間,使得計算和存儲節點可以容納很多的存儲設備(硬碟/SSD):MX740c前面板可支持6個SATA/SAS以及U.2 NVMe SSD,MX840c可支持8個(均支持混插),內部BOSS卡可用於操作系統安裝,而無需犧牲前面板寶貴的硬碟資源。
▲戴爾易安信PowerEdge MX840c(左)與MX740c(右)計算節點前視圖,MX740c與MX840c前面板設計分別有6、8個驅動器槽位,可同時支持SATA/SAS與U.2介面硬碟
▲MX740c內部模塊化組件示意圖,MX840c與其大同小異
▲BOSS卡,BOSS全稱戴爾易安信PowerEdge Boot Optimized Storage Solution,代替之前機型的IDSDM功能,專門設計於託管操作系統
此外,12Gb/sSAS介面連接背部的MX5000s SAS交換機,可通過MX 5016s存儲模塊獲取存儲資源。相比FX2s上Dual PERC設計的FD332存儲節點只能為兩個計算節點提供存儲資源,使用SAS交換的MX5016s的存儲資源分配將更加靈活。
▲PowerEdge MX7000中的MX5000s交換機(上)與MX5016s存儲節點(下)。MX5000s採用12Gb/sSAS技術,單台可支持8個x4通道的SAS介面,向下兼容6Gb/s與3Gb/sSAS協議
▲通過SAS交換機提供更靈活的場景支持
如果將上文中的12Gb/s SAS適配器與MX5000s交換機,替換成16或32Gb/s FC適配器和MXG610s交換機,就可實現對外部FCSAN存儲的支持。
在同一計算節點上同時支持傳統架構與軟體定義存儲架構,MX7000這一承前啟後的特質使用戶可按需選擇,極大地提高了其支撐多場景的靈活性。
▲MX7000被譽為連接過去與未來的橋樑
如果代入到企業實際應用場景,MX7000+SAN存儲則可用於支撐企業關鍵應用,典型的如Oracle資料庫;而利用多台MX740c計算節點上的本地存儲則可用於構建超融合場景。
下期預告:
相信通過本篇文章,你已經對PowerEdge MX7000這個微型數據中心的基本構成有所了解了,但緊跟著更實際的問題來了——
MX7000到底可用於哪些場景呢?
在各個場景中的表現力又如何?
別著急,答案在路上!MX7000在超融合、關鍵應用+軟體定義存儲三大典型應用場景下的成績單,下期咱們一睹為快!
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