刀片服務器是實施虛擬化I/O瓶頸？

把虛擬化應用稱為刀片服務器的一道檻并不是什么新鮮的事情，早在2007年初VMWare的顧問公司VMPower的技術總監Lucero就曾經指出：刀片服務器網卡數目有限不適用于虛擬化。他表示，在機架服務器虛擬化應用的配置當中，VMPower推薦服務器上要安裝多個網卡，“從來沒有少于6個網卡(端口)，最多的時候有14個。”與機架式服務器相比，刀片服務器上的光纖通道(FC)和內存容量都存在類似的限制。

類似的，在國內也有用戶對刀片服務器是否適于承載虛擬化應用充滿了質疑。據某服務器廠商產品技術經理透露，經常接到用戶的請求，希望能夠從刀片服務器的這艘大船上下來。該產品經理指出，隨著虛擬化應用的推廣，通常意義上的一臺物理服務器將劃分為多臺虛擬化服務器使用，在處理器效率得到提高的同時，但是更多的負載會給服務器的I/O帶來更大的壓力。他指出，由于刀片服務器的特殊設計，刀片與背板（或稱中板）的帶寬有限，這種先天不足將使得I/O瓶頸的情況加劇，因此，刀片服務器不適于承載虛擬化應用。

事實真的如此嗎？為此，記者走訪了多家刀片服務器的廠商，試圖從技術的角度，對這個問題進行一個全方位的解讀。

虛擬化與I/O瓶頸

談到虛擬化業務應用，惠普工業標準服務器產品部經理劉宏程指出，無論是刀片服務器，還是機架式服務器，虛擬化應用對其的影響主要體現在：處理器性能、內存容量、I/O、磁盤讀寫速度以及綠色節能等五個方面。他特別強調，用戶實施虛擬化，事先必須進行整體評估，統籌規劃和管理，因此虛擬化應用是一個相當復雜的過程。

VMware技術總監張振倫指出，虛擬化應用必須統籌規劃，如此才可以避免虛擬機的泛濫。他表示，目前很多廠商都提供了專業化工具，幫助用戶對現有應用進行合理評估，與此同時，廠商還提供了專業化的咨詢服務。Novell公司高級工程師楊英宏指出，并不是所有的用戶應用都可以進行虛擬化，與此同時，并不建議用戶把同種類型的應用集中到一臺物理服務器。楊英宏強調，用戶應該根據實際需要，合理選擇虛擬化的方案。

劉宏程指出，在影響虛擬化業務應用的這個五個因素中，處理器方面，刀片服務器與機架式服務器沒有什么分別，因此也無所謂好壞。在內存容量、磁盤讀寫速度這些指標方面，刀片服務器并不落后機架式服務器，用戶可以自行分析和比較。至于綠色節能，由于刀片服務器采用了共享電源、散熱以及網絡的獨特射擊方式，因此較之機架式服務器具有明顯的優勢。他表示，目前矛盾的焦點集中在I/O瓶頸方面。

據記者了解，針對虛擬化引發的I/O瓶頸問題，通常機架式服務器的應對方法就是利用PCI-e插槽，對于I/O進行擴展。前面，VMPower技術總監Lucero所采用的就是這樣一種辦法。與機架式服務器相比，刀片服務器的高集成度設計，有限空間使得其I/O擴展受限制，需要采用專用的網卡以及各種HBA，所謂專用是相對的，目前刀片服務器也提供了多種品牌選擇。以惠普刀片服務器為例，有Emulex, QLogic, Intel, Broadcom以及HP等品牌可供選擇。

在擴展性方面，惠普刀片服務器備有最多三個可擴展的插槽，加上主板上標配網卡，實際上最高網絡端口數量可以達到14個。劉宏程表示，在目前所接觸的案例中，還沒有案例用到這樣的一個水平。當讓，除了網卡之外，刀片模塊還有可能連接各種HBA卡，都要占用擴展插槽。對此，刀片服務器還提供了支持額外PCIE/PCIX的PCI擴展模塊，它占用刀片模塊的相鄰槽位，給刀片模塊提供擴展。據了解，截至到目前為止，極少特殊應用需求的用戶提出購買PCI擴展模塊的需求。實際上，借助PCI擴展模塊的方式是經常采用的。有些用戶可能知道，某些品牌的刀片服務器標配并不支持硬盤的熱插拔，它對于硬盤熱插拔的支持，以及內存的擴展就是通過類似擴展模塊的方式來實現的。

據了解，在目前國內用戶的應用中，的確需要采用一些特殊的插卡，如各種加密卡、串口擴展卡等，它們有些還是基于PCI協議的。對于這些特殊的卡，刀片服務器的確無法提供支持。因此，對于用戶而言是否采用刀片服務器，的確需要根據實際情況來判斷。此外，需要明確說明的是所謂刀片模塊與背板的帶寬。

據劉宏程透露，惠普的背板設計沒有任何的主動式電子元器件，屬于一種純粹的接插式的連接件設計，但是即使如此也存在帶寬的問題。目前惠普刀片服務器的背板帶寬為5Tbps，用戶可以自行計算一下，就算是應用剛剛熱門的萬兆網卡，也不存在所謂的瓶頸。

VC、虛擬化、Flex IO相得益彰

在I/O方面，刀片服務器相比機架式服務器的確有些限制，用戶可以根據實際情況判斷選擇。但是與此同時，刀片服務器的優點也是顯而易見的。

如果用戶采用機架式服務器，那么用戶需要分別連接網絡以及存儲，與此同時，每臺機架式服務器需要各自管理電源以及制冷。與之相比，刀片服務器提供了統一管理。可以說，一臺刀片服務器就是一個小型的數據中心，從網絡到存儲，均可以提供統一協調的管理。

這種統一管理使得系統管理變得非常簡單，因為它的出發點不在是服務器、網絡以及存儲，而是一個系統級的管理。以虛擬連接（Virtual Connect）為例，它屏蔽了MAC地址、LUN（存儲邏輯卷）等復雜的網絡、存儲等參數配置，但某一臺刀片模塊發生故障時，用戶只需要直接更換一個刀片模塊就可以了，根本不需要考慮任何參數的配置，因此，VC可以大大簡化管理。那么，機架式服務器是否也可以實現相應的功能呢？對此，劉宏程指出，由于在機架式服務器應用環境中，服務器、網絡以及存儲的廠商各自為戰，各自有各自的方案，因此很難形成一個整體，類似的事情反而做不成。

刀片服務器充分體現了集中管理、集中控制的思路，這種管理思想與虛擬化應用相結合將具有其他方案無法比擬的優勢。以VMware的VMotion（在線遷移）功能為例，它的好處是可以實現不中斷的業務應用的在線遷移，但是VMotion是需要手動或者人工來觸發的，因此在傳統應用中，VMotion的價值主要體現在在線維護、以及升級管理方面，需要人工干預把應用遷移走，維護升級之后，在把相應的應用遷移回來。但是在刀片服務器的應用中，配合服務器部件的監控管理，在VMM（虛擬化管理工具）等軟件的支持下，就可以對報警刀片自動進行VMotion的觸發，從而大幅度提高系統的可靠性和穩定性。

總之，刀片服務器是一個整體，充分體現了數據中心的思想，與虛擬化的結合相得益彰。需要指出的，刀片服務器的I/O問題也不是一成不變的。近日，惠普就發布了Virtual Connect Flex -10技術，首先它是一款萬兆的網卡，但是它可以劃分為最多4個網卡使用，其中每個網卡可以根據負載的變化動態調整網絡帶寬資源。也就是說，將Flex -10萬兆網卡劃為4個網卡，其帶寬不是做死的，是可以自動動態調配的，因此帶寬資源的利用效率更高。

虛擬化是否會成為橫在刀片服務器的一道檻，對于這個問題是要辯證看的，不能夠一概而論，用戶需要根據實際情況加以選擇。此外刀片服務器缺乏標準化，是否會導致配件成本過高，對此不好先入為主。據記者了解，目前刀片服務器的專用網卡以及FC HBA卡，較之機架式服務器甚至更低，其中HBA卡要便宜大約50%。具體問題，具體分析，這是認識虛擬化刀片服務器應用的一個準則。

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