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雲端建置的規劃與評估

雲端建置的規劃與評估. 世新大學電子計算機中心 范修維 2010.11.19. 內容. 雲端建置的目標 伺服器硬體平台 虛擬化軟體系統 儲存空間與網路 應用服務. 雲端建置的目標. 雲端建置的目標. 虛擬化的迷思 節能減碳、綠色環保？ 是主要目標？還是附屬效益？ 冷氣、空調的改善要比虛擬化更節能減碳 何不直接採用低電壓 CPU 、固態硬碟？ ※ 低碳能源是昂貴的 充分利用 CPU 閒置效能？ 若閒置效能過多？何不採用 Atom CPU ？ 若閒置效能過多？為何要購買雙 CPU 機型？. 雲端建置的目標. 虛擬化的迷思

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雲端建置的規劃與評估

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  1. 雲端建置的規劃與評估 世新大學電子計算機中心 范修維 2010.11.19

  2. 內容 • 雲端建置的目標 • 伺服器硬體平台 • 虛擬化軟體系統 • 儲存空間與網路 • 應用服務

  3. 雲端建置的目標

  4. 雲端建置的目標 • 虛擬化的迷思 • 節能減碳、綠色環保？ • 是主要目標？還是附屬效益？ • 冷氣、空調的改善要比虛擬化更節能減碳 • 何不直接採用低電壓 CPU、固態硬碟？ ※低碳能源是昂貴的 • 充分利用 CPU 閒置效能？ • 若閒置效能過多？何不採用 Atom CPU？ • 若閒置效能過多？為何要購買雙 CPU 機型？

  5. 雲端建置的目標 • 虛擬化的迷思 • 主機整併、節省空間？ • 何不直接採用刀鋒、雙子星伺服器？ • 省下的空間作啥？ • 降低總持有成本？ • 降低了什麼？硬體成本？軟體成本？人力成本？ • 增加了什麼？硬體成本？軟體成本？人力成本？

  6. 雲端建置的目標 • 虛擬化的迷思 • 集中管控 • 付出代價為何？ • 得到效益為何？ • 不集中管控，與傳統伺服器管理有何差別？ • Live Migration • Live Migration 得到了什麼？付出了什麼？ • 是否所有伺服器皆需要 Live Migration？

  7. 雲端建置的目標 • 虛擬化的迷思 • 主機租/借用服務 • 虛擬主機對租/借用者較好嗎？ • vCPU x 2 優於 vCPU x 1？ • 是否保証 CPU 效能？ • 是否保証 Disk/Network 頻寬？ • 終端用戶 • 關心什麼？虛擬化？應用服務？ • 真正受益者 • 終端用戶？管理人員？企業老闆？

  8. 雲端建置的目標 • 學校生態 • 經費成本比人力成本重要 (尤其是少子化的將來) • 省下空間無太大效益 (未租用 IDC 機房) • 節能減碳效益不易歸屬到資訊部門 • 可用性需求不像企業生態那麼重要

  9. 雲端建置的目標 • 我們的目標 • 降低有形的經費成本 • 提供合理的資源管控 • 增加優質的應用服務

  10. 伺服器硬體平台

  11. 伺服器硬體平台 • CPU 的效能 http://www.cpubenchmark.net/

  12. 伺服器硬體平台 • CPU 價格 (Xeon 3.00G 為例) • CPU 的型號決定效能與價格 • 以時脈高低作為效能的評估將會陷入迷思

  13. 伺服器硬體平台 • CPU 價格 (效能價格比) • X7460 四顆效能 18304 分，約 NT$530,061 • X5680 二顆效能 18253 分，約 NT$133,839 • E5640 二顆效能 9411 分，約 NT$63,391 • W3520 單顆效能 4889 分，約 NT$12,280 • X3440 單顆效能 5235 分，約 NT$9,240 • i7 875K 單顆效能 6395 分，約 NT$13,200 • i7 980X 單顆效能 10409 分，約 NT$40,000

  14. 伺服器硬體平台 • 伺服器選擇 (大怪物 v.s. 螞蟻雄兵)

  15. 伺服器硬體平台 • 伺服器選擇 (大怪物)

  16. 伺服器硬體平台 • 伺服器選擇 (還是怪物)

  17. 伺服器硬體平台 • 伺服器選擇 (螞蟻雄兵) • Dell R210 (NT$6x,xxx) • CPU: X3440 • RAM: 16GB • HD: 500GB SATA x 2 • NIC: 1000M x 2 + 1000M x 4 • HP DL360 G6 (NT$7x,xxx) • CPU: W3520 • RAM: 24GB • HD: 500GB SATA x 2 • NIC: 1000M x 2 + 1000M x 4

  18. 伺服器硬體平台 • 伺服器選擇 (電力因素) • 1 度電 = 1000 W x H = 1 瓧．小時 • 1 度電 = 2.7 ~ 3.5 元 (營業用) • 範例： • 500W 伺服器，以每度電 3 元計， • 一日耗電 36 元，一年耗電 13,140 元， • 十台伺服器一年耗電 13 萬元

  19. 伺服器硬體平台 • 伺服器選擇 (集縮比) • 實體：虛擬 = 1 : ? • 可以將實體伺服器壓榨到什麼樣的程度？ • 何種虛擬機器的效能才可接受？

  20. 伺服器硬體平台 • 網路服務主機 (DNS、DHCP、WINS…) • 89 年採購 • PIII @ 1GHz • 512M RAM • 約 5 萬 • CPU Benchmark • 194 分

  21. 伺服器硬體平台 • 表單系統主機 • 91 年採購 • Xeon @ 1.50GHz (雙核) • CPU x 2 • 4G RAM • 約 50 萬 • CPU Benchmark • 398 分 (1.7GHz)

  22. 伺服器硬體平台 • 教務 DB 主機 • 94 年採購 • Xeon @ 2.66GHz (雙核、HT) • CPU x 4 • 16G RAM • 約 80 萬 • CPU Benchmark • 417 x 4 分 • (四顆＝1668 分)

  23. 伺服器硬體平台 • Dell R210 伺服器 • 99 年採購 • Xeon X3440 @ 2.53GHz (四核、HT) (中信局規格：約 7 萬元) • CPU Benchmark 5245 分

  24. 伺服器硬體平台 • Dell R210 伺服器 • 若 1:4 相當於 Core 2 Duo E6420 @ 2.13GHz (1314) • 若 1:8 相當於 Pentium 4 @ 3.80GHz (638)

  25. 伺服器硬體平台 • 虛擬機器的提供 • 使用者：vCPU x 2 就一定優於 vCPU x 1？ • pCPU速度、VM 的數量、執行效能的限制 • 使用者：只要速度夠快、效能夠好，才不管是否為虛擬機器或實體機器

  26. 虛擬化軟體系統

  27. 虛擬化軟體系統 • 虛擬化軟體 (參考範例) 資料來源：http://www.citrix.com/

  28. 虛擬化軟體系統 • 虛擬化軟體 (參考範例) 資料來源：http://www.citrix.com/

  29. 虛擬化軟體系統 • VMware vSphere ESX 4.1 • 標準版，1 CPU，1 年，NT$43,239 • 標準版，1 CPU，3 年，NT$68,402 • 進階版，1 CPU，1 年，NT$107,375 • 進階版，1 CPU，3 年，NT$151,079 • 企業版，1 CPU，1 年，NT$166,865 • 企業版，1 CPU，3 年，NT$234,952 • 進階組合包， 1 年，NT$143,096 • 進階組合包， 3 年，NT$201,444 • vCenter Server，1 年，NT$226,886 • vCenter Server，3 年，NT$128,643 資料來源：http://www.dell.com.tw/

  30. 虛擬化軟體系統 • VMware vSphere ESX 4.1 • 標準版、進階版、企業版，須外購 vCenter Server • 進階組合包內含 vCenter Server，具有標準版功能，上限三台實體機器、每台至多 2 CPU • 標準版：6 Cores/CPU、256GB RAM/Server • 進階版：12 Cores/CPU、256GB RAM/Server • 企業版： 6 Cores/CPU、256GB RAM/Server • 企業進階版： 12 Cores/CPU、Unlimited RAM/Server 資料來源： http://www.vmware.com/files/pdf/vsphere_pricing.pdf

  31. 虛擬化軟體系統 • Citrix XenServer 5.6 • 企業版，1 年，NT$100,948 • 企業版，3 年，NT$128,643 資料來源：http://www.dell.com.tw/ • 集中管理工具：Citrix Essentials • 免費版、企業版、白金版 • 以伺服器授權計價，不限 CPU 或 Core 數

  32. 虛擬化軟體系統 • Microsoft Windows Server 2008 R2 • 標準版：NT$31,711 • 企業版：NT$94,858 • Datacenter 2 CPU: NT$135,263 • Datacenter 4 CPU: NT$257,858 資料來源：http://www.dell.com.tw/ • Microsoft Windows Server 2008 R2 (教育版) • 標準版：NT$4,186 • 企業版：NT$13,583 • Datacenter 1 CPU: NT$14,000 資料來源：台銀共同供應契約

  33. 虛擬化軟體系統 • 免費版本 • Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 (4 vCPU/VM) • VMware ESXi 4.1 (4 vCPU/VM) • Citrix XenServer 5.6 (8 vCPU/VM)

  34. 虛擬化軟體系統 • 實機測試 • Dell R210 • (X3440@2.53G，16GB RAM，500GB SATA x 2) • Benchmark • http://www.passmark.com/products/pt.htm • FTP Test • RAM Disk -> RAM Disk (1GB File)

  35. 虛擬化軟體系統 • 實機測試 (W2K8R2 裸機效能：CPU)

  36. 虛擬化軟體系統 • 實機測試 (W2K8R2 裸機效能：Disk Read)

  37. 虛擬化軟體系統 • 實機測試 (W2K8R2 裸機效能：Disk Write)

  38. 虛擬化軟體系統 • 實機測試 (W2K8R2 裸機效能：FTP)

  39. 虛擬化軟體系統 • 實機測試 • W2K8R2 + Guest OS • ESXi + Guest OS • XenServer + Guest OS • Guest OS • W2K8R2 • Windows 7 (64-bit、32-bit) • XP • CentOS 5.5 64-bit • Fedora 12 32-bit (請自行參閱附件圖檔)

  40. 虛擬化軟體系統 • 測試結果 • vCPU效能： • ESXi明顯高於其它二者 (甚至高於 W2K8R2 裸機) • Hyper-V 略高於 XenServer • vDisk效能 • Read：三者無甚大差異 • Write：ESXi較好些 • Hyper-V 在 Linux Guest 環境下變化較大，其餘二者皆較為穩定 • vNetwork效能 • 在不同 Guest OS 環境下，互有優劣 • Hyper-V 在 Windows Guest 有不錯的效能，但在 Linux Guest 環境下就比較不穩定

  41. 虛擬化軟體系統 • 差異比較 • Guest OS 的支援度： • ESXi明顯優於其它二者 (尤其對 Linux Guest) • VM Migration： • ESXi不支援 • 檔案管理： • Hyper-V 較為方便

  42. 虛擬化軟體系統 • 其它問題 (XenServer) • 光碟 ISO 必須以 NFS 或 CIFS 方式提供，且不能有子目錄 • RedHat Linux 無法以傳統 PXE Kickstart安裝 • License File 一年要更新一次 • VM 關機後，畫面不會 Off，會誤以為尚未完成關機 • Windows 7 Guest VM 無法在 GUI 模式將 RAM 調至 2GB 以下 • VLAN 設定要以 CLI 方式進行 • Management VLAN 一定要設為 Native VLAN

  43. 虛擬化軟體系統 • 我們的策略 • Windows Guest • Hyper-V • Linux Guest • ESXi

  44. 虛擬化軟體系統 • 補充 • VMware Workstation 與 Oracle VirtualBox (全虛擬化產品) 效能直逼裸機虛擬化產品 (半虛化產品) • VMware Workstation 與 Oracle VirtualBox均提供 vCore的功能，可突破 Windows 7、XP Guest OS 二顆 CPU 的限制 • XenClient (用戶端虛擬化) 對硬體支援度太差 • 64 位元作業系統 (W2K8R2、Win7-64) 的效能明顯優於 32 位元作業系統 (Win7-32、XP) • 用戶端虛擬化方案： • W2K8R2 + VirtualBox (or VMware Workstation)

  45. 儲存空間與網路

  46. 儲存空間與網路 • 儲存空間與網路 • NFS 效能很差？ • iSCSI效能很好？ • 資料網路必須與傳統網路分離？

  47. 儲存空間與網路 • 實機測試 • CentOS 5.5 64-bit • EXT3 Filesystem • Fedora 12 32-bit • EXT4 Filesystem • 500GB SATA • 3.5 吋、7200 轉、單顆硬碟、無 Raid Card • HDS 3090 + 2100 • NAS Head + SAN Storage • Cisco 3560E GE Port • 串接四級 Switch

  48. 儲存空間與網路 • 實機測試 • CentOS 5.5 (EXT3 磁碟寫入測試，約 8x~9x MB/s)

  49. 儲存空間與網路 • 實機測試 • CentOS 5.5 (EXT3 磁碟讀取測試，約 11x MB/s)

  50. 儲存空間與網路 • 實機測試 • Fedora 12 (EXT4 磁碟寫入測試，約 11x MB/s)

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