知識(shí)：數(shù)據(jù)中心各種指標(biāo)詳解
在一個(gè)典型的IT數(shù)據(jù)中心內(nèi)有多種資源的測量指標(biāo)和測量方式。指標(biāo)可以集中反映活動(dòng)性能和生產(chǎn)力，通常對(duì)性能和可用性、資源的利用和效率方面進(jìn)行報(bào)告。所以，測量指標(biāo)可以反映出在指定的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)提供的服務(wù)或工作效率以及資源的使用方式。IT設(shè)備可處于工作和閑置狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備對(duì)讀寫需求或者I/O操作做出響應(yīng)的時(shí)候，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以被認(rèn)為處于工作狀態(tài)，而測量正在被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量與設(shè)備的活動(dòng)性無關(guān)。不同種類的存儲(chǔ)器需要在不同的基礎(chǔ)上進(jìn)行比較。
例如，用于離線和備份數(shù)據(jù)的磁帶要在空閑或是閑置的基礎(chǔ)上測量，就像在指定碳排放量或數(shù)據(jù)保護(hù)等級(jí)和價(jià)格下每瓦特的容量(原始的、有效的或可用的)。當(dāng)涉及容量時(shí)，對(duì)于包含大容量存儲(chǔ)器在內(nèi)的首要和次要數(shù)據(jù)的在線動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，需要在每瓦特活動(dòng)量的基礎(chǔ)上作比較。
不同的指標(biāo)對(duì)不同的團(tuán)體意義不同，復(fù)合指標(biāo)可能是由服務(wù)器、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)團(tuán)體采集得到，而單一的指標(biāo)是從設(shè)施本身中采集得到。
所有這些測量屬性的一些共同關(guān)鍵點(diǎn)是：
(1)指標(biāo)要適合其功能或注意各類人的應(yīng)用；
(2)要與在特定時(shí)間點(diǎn)或特定時(shí)間段內(nèi)的實(shí)時(shí)或歷史的目的相關(guān)；
(3)在不同的場景和相關(guān)的時(shí)間內(nèi)可再生；
(4)反映工作、活動(dòng)或正在執(zhí)行的功能。
作為服務(wù)器，有效的測量指標(biāo)包括應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間、I/O隊(duì)列、事務(wù)數(shù)量、網(wǎng)頁或電子郵件的處理和其他活動(dòng)指標(biāo)，以及CPU、存儲(chǔ)器、I/O或網(wǎng)絡(luò)接口的使用率，還有一些本地磁盤存儲(chǔ)?？捎眯钥梢杂糜?jì)劃內(nèi)或計(jì)劃外的停機(jī)或不同的時(shí)間框架(如黃金時(shí)段、夜晚、周末或季節(jié))來衡量。#p#
服務(wù)器利用率
一個(gè)共同的關(guān)注點(diǎn)是服務(wù)器的利用率，尤其對(duì)于那些希望使用虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器進(jìn)行整合的環(huán)境而言。服務(wù)器的利用率確實(shí)提供了部分的描述，但是，為了能夠觀測性能和可用性，對(duì)服務(wù)器的運(yùn)行方式進(jìn)行深入了解也是很重要的。例如，一臺(tái)服務(wù)器可能在低利用率下工作，以滿足指定應(yīng)用服務(wù)等級(jí)下的響應(yīng)時(shí)間或性能要求。在網(wǎng)絡(luò)方面，包括交換機(jī)、路由器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)和其他專門應(yīng)用程序，還需要考慮包括使用萬式或利用效率在內(nèi)的幾個(gè)指標(biāo)：而性能則表現(xiàn)在幀的數(shù)量、數(shù)據(jù)包、IOPS、每秒的帶寬;延遲、錯(cuò)誤以及隊(duì)列用來反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)擁塞或瓶頸。#p#
IOPS、帶寬、延遲
從存儲(chǔ)的角度上講，指標(biāo)應(yīng)反映IOPS、帶寬以及在各種工作負(fù)載下的延遲等性能?？捎眯缘闹笜?biāo)反映了有多少時(shí)間或百分之多少的時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)是可用的。容量指標(biāo)反映的是多少或百分之多少的存儲(chǔ)系統(tǒng)正在被使用。能源指標(biāo)可以結(jié)合性能、可用性和容量指標(biāo)來確定能源使用效率。存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量指標(biāo)也應(yīng)該反映各種原始未配置或是已配置存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)間隔可以在所有可用的存儲(chǔ)系統(tǒng)(數(shù)據(jù)塊、文件和對(duì)象)的磁盤、磁帶或封裝磁盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行評(píng)估。例如，以封裝磁盤或獨(dú)立設(shè)備(主軸)為基礎(chǔ)。另一個(gè)方面是存儲(chǔ)器的碳排放量的解抉方案，如建筑面積和機(jī)架空間內(nèi)可能包括高度、重量、寬度、深度或地板磚數(shù)量等問題。#p#
IT資源衡量
IT資源的衡量應(yīng)分為不同的類型，包括多個(gè)層次、類別、類型、功能、服務(wù)器的成本(價(jià)格區(qū)間)、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這不是一個(gè)簡單的任務(wù)。但是，IT資源指標(biāo)能隨著時(shí)間的推移加以變化，以適應(yīng)性能、可用性、容量和能量的要求，以便在不同條件下提供指定等級(jí)的服務(wù)和工作。
避免用單一或有限的測量指標(biāo)對(duì)資源的使用方式作過多的比較。例如，簡單地從閑置的角度衡量所有的lT設(shè)備，就不能正確反映出設(shè)備在正常工作時(shí)的工作和能源使用效率。同樣地，在低活動(dòng)期內(nèi)不考慮使用低功耗模式則會(huì)錯(cuò)過了節(jié)能時(shí)機(jī)。僅僅關(guān)注于存儲(chǔ)器或服務(wù)器的利用率或在給定碳排放量下的性能，就不能夠真正反映在給定服務(wù)等級(jí)下的成本和能夠交付多少有用的工作。
為什么人們拿IT資源與汽車比較?因?yàn)檫@兩個(gè)都消耗能源，并做一些有用功，一個(gè)運(yùn)載貨物或乘客的長途跋涉，而另一個(gè)作頻繁啟動(dòng)和停止操作，一個(gè)經(jīng)常被使用，而另一個(gè)在很長一段時(shí)間內(nèi)休息并沒有消耗能量。雙方都有多種類型并用不同的手段來完成不同的任務(wù)和職能。
可能你能熟悉地比較出每加侖汽油在城市里和城市之外的公路上能行駛的里程，但EPA還劃分出不同類別的故障和不同的價(jià)格區(qū)間，以及汽車、卡車和公共汽車這些不同層次的車輛，此外，還對(duì)這些車輛在各種情況下進(jìn)行比較，如市內(nèi)駕駛的開始和停止操作、高速公路上高速駕駛、在高速公路上打開空調(diào)駕駛等。
雖然不是100%的適合，但對(duì)不同的車輛進(jìn)行的有用功的能源消耗比較，的確與IT資源有相似之處，也令人深思。事實(shí)上，現(xiàn)在EPA正與IT產(chǎn)業(yè)聯(lián)合推行能源之星計(jì)劃，它己經(jīng)涉及消費(fèi)電器和一些消費(fèi)者使用的包括工作站和便攜式計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品?，F(xiàn)在，美國環(huán)保局己經(jīng)建立***個(gè)對(duì)于能源之星服務(wù)器的詳細(xì)計(jì)劃書，并用與能源之星的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)中心同樣的方式確定后續(xù)服務(wù)器計(jì)劃。#p#
不同用戶不同指標(biāo)
用何種測量指標(biāo)和測T方式取決于使用它們的用戶。例如，制造商和軟件研發(fā)者與賣方和市場部門有不同的需求和關(guān)注領(lǐng)域。IT組織可能需要在宏觀或全局上關(guān)注數(shù)據(jù)的成本、能源使用量、服務(wù)器的數(shù)量或類型、存儲(chǔ)器容量或支持的事務(wù)數(shù)量等。測量指標(biāo)還需要隨時(shí)間而變化，包括在開發(fā)過程中對(duì)生產(chǎn)和質(zhì)量的保證、銷售和市場營銷、客戶的需求和安裝、集成測試和后續(xù)的支持。
指標(biāo)包括性能、可用性、容量和能源消耗以及一般的健康狀況和使用狀態(tài)，還包括建立一個(gè)解決方案的可行性。對(duì)于各種使用場合，度量指標(biāo)可以解決何時(shí)使用IT資源來處理工作或移動(dòng)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)不便用時(shí)如何存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的問題。從PCFE的觀點(diǎn)來看，監(jiān)測IT資源需要與有效工作結(jié)合，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量的測量要結(jié)合指定碳排放量和指定服務(wù)與費(fèi)用等級(jí)。#p#
其他因素的考量
從PCFE的觀點(diǎn)來看，對(duì)能源消耗、費(fèi)用、散熱量、二氧化碳排放量的測量指標(biāo)應(yīng)該被制定得靈活有效。IT資源必須對(duì)許多因素加以衡量和考慮，包括活動(dòng)期或非活動(dòng)期、環(huán)境應(yīng)用程序、計(jì)算或I/O中心、正在被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量(存儲(chǔ)中心)與正在被處理的數(shù)據(jù)量和地理位置（它決定能源效率，可用性和排放量）。
以服務(wù)器為中心的環(huán)境，可以使用電力能源、冷卻服務(wù)器與存儲(chǔ)器以及其他IT設(shè)備進(jìn)行比較。在一個(gè)存儲(chǔ)容量和I/O操作占較大比例、卻有較少的計(jì)算量和服務(wù)器資源的環(huán)境下，服務(wù)器可能會(huì)表現(xiàn)出較低的服務(wù)器性能和較高的存儲(chǔ)器(如磁盤和磁帶)的性能。記住，這些反映的都是平均情況，典型的環(huán)境和“實(shí)際里程將有所不同”都取決于具體情況。
建立一套測量基準(zhǔn)很重要，也是出于多方考慮的。它包括建立正常和異常行為標(biāo)準(zhǔn)、確定使用方式和性能模式的趨勢以及預(yù)測和規(guī)劃的目的。例如在知道了典型的I0P(輸入/輸出速率)和存儲(chǔ)設(shè)備的吞吐率以及常見的錯(cuò)誤率、平均隊(duì)列深度和響應(yīng)時(shí)間后，問題產(chǎn)生或發(fā)生變化時(shí)，就可以快速做出比較和決策。
測量基準(zhǔn)的建立應(yīng)立足于資源性能和響應(yīng)時(shí)間、容量和空間利用率、可用性和能源消耗測量基準(zhǔn)也應(yīng)由不同的應(yīng)用程序工作方案而確定，以便了解如某些任務(wù)正常狀況下需要多久完成。測量基準(zhǔn)的IRM功能，包括數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、備份、病毒檢查以及安全掃描，可用于對(duì)執(zhí)行任務(wù)時(shí)間過長或完成任務(wù)過快等情況進(jìn)行監(jiān)視，因?yàn)橐陨线@兩種情況都可能表明出現(xiàn)了問題。另一個(gè)例子是相對(duì)正常時(shí)的過高和過低的CPU利用率，可能表明因一個(gè)應(yīng)用程序或設(shè)備錯(cuò)誤而導(dǎo)致CPU過度工作或?qū)φM(jìn)行工作的阻礙。#p#
其他關(guān)鍵性能指標(biāo)
為達(dá)到規(guī)劃的目的，由資源的使用及其他關(guān)鍵性能指標(biāo)——可用資源容限、可接受服務(wù)的閡值、實(shí)際使用情況、可用性、性能和趨勢。確定通常低于設(shè)備物理極限的閥值。在給定的響應(yīng)時(shí)間、特殊性能要求或可用性水平下，閡值對(duì)進(jìn)行的管理服務(wù)是很有用的。
為滿足特定性能的響應(yīng)時(shí)間，服務(wù)器或存儲(chǔ)的性能可能會(huì)維持在較低的狀態(tài)?；蛘哔Y源利用率可以有針對(duì)性地根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和歷史的準(zhǔn)線，令利用率低于一定的百分比，以確保在指定成本下交付可以接受的服務(wù)。
從預(yù)測和規(guī)劃的角度來看，隨著商業(yè)和應(yīng)用的增長，用測量基準(zhǔn)進(jìn)行的比較可以用來確定或預(yù)測本來的資源使用需求。它的優(yōu)勢在于結(jié)合資源使用和性能容量計(jì)劃，在需要時(shí)可以及時(shí)、合理地得到正確的數(shù)量和資源的類型。與跨服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施的容量計(jì)劃結(jié)合后，無論何時(shí)何地，當(dāng)需要用資源來支持服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的增長時(shí)，即可保持不同的群體之間的通信。#p#
有關(guān)電能的說明
有關(guān)電能的說明和意見，包括如何轉(zhuǎn)換或解析已知的指標(biāo)，以獲得一個(gè)未知的值。例如，如果你知道電力設(shè)備使用的瓦特量，除以已知的電壓，就可以確定安培量。同樣，如果你不知道設(shè)備使用的瓦特量，但你知道熱量，只要用熱量乘以0.293即可，如1000BTUx0.293=293W。例如，每瓦的IOPS指標(biāo)的計(jì)算方法是用使用能源瓦數(shù)除以IOPS量。類似地，每瓦兆赫或每瓦帶寬是能源使用的兆赫或帶寬量除以瓦特?cái)?shù)。
有些指標(biāo)是測量所得，其他的是由已得出的測量指標(biāo)或不同指標(biāo)的組合推導(dǎo)出來的。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)可能會(huì)在讀寫的基礎(chǔ)上報(bào)吉讀寫數(shù)據(jù)量和I/O操作的數(shù)量。派生度量是用帶寬除以I/O操作數(shù)得到的平均I/O大小創(chuàng)建的。類似的，如果I/O操作數(shù)量和平均I/O大小已知，相乘即可得到帶寬大小。不同的解決方案會(huì)報(bào)吉各種指標(biāo)在不同層次上的細(xì)節(jié)詳情。同樣，第三方測量和報(bào)告工具會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)源和收集能力在報(bào)告的細(xì)節(jié)上作相應(yīng)的變化。
字節(jié)數(shù)的計(jì)算是用包括二進(jìn)制和十進(jìn)制等在內(nèi)的不同的方法(如表5•2所示)。網(wǎng)絡(luò)通常用bit/s計(jì)算，而存儲(chǔ)和相關(guān)的I/O操作以每秒的字節(jié)數(shù)來計(jì)算。這通常被記做“bit”(位)和“B”(字節(jié))。
直觀上，能源應(yīng)該用每秒產(chǎn)生的焦耳量來計(jì)算，用以與每秒的活動(dòng)對(duì)照。但結(jié)合能源的利用情況，電能的測量和報(bào)吉普遍上是在lkWh的基礎(chǔ)上。例如，如果設(shè)備消耗穩(wěn)定在、l小時(shí)1000W，它將消耗1kwh或3600000J的能量。
指標(biāo)可以瞬間暴漲達(dá)到高峰，也可能是持續(xù)的一段時(shí)間，***值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差加上總數(shù)累積。這些指標(biāo)可以用不同的時(shí)間間隔記錄和報(bào)吉，例如按小時(shí)、日、周、月或年。
IT技術(shù)制造商在指定的方案下提供有關(guān)的電能消耗和(或)散熱情況的信息(BTU/h)。一些廠商提供更多的信息，包括最壞情況和***情況的耗能資料，而其他廠商只提供了基本的***交換機(jī)型號(hào)的信息。由供應(yīng)商公布的數(shù)據(jù)應(yīng)在設(shè)備上可見，如千瓦、千伏、安培、VAC或BTU等。在給定數(shù)據(jù)都可用的情況下，缺少的信息才能確定。例如，如果已知一個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)的BTU/h，瓦數(shù)可以用BTU/h乘以0.293得到。這樣，一臺(tái)產(chǎn)熱10OOBTU/h的設(shè)備使用293W。
那些與回收、排放、空氣流通和溫度相關(guān)的指標(biāo)也可以由計(jì)算而得。其他指標(biāo)與服務(wù)器CPU、內(nèi)存、I/0、網(wǎng)絡(luò)利用率、能源利用率以及當(dāng)?shù)鼗騼?nèi)部存儲(chǔ)性能有關(guān)。復(fù)合指標(biāo)是來自于多個(gè)數(shù)據(jù)或計(jì)算。例如，當(dāng)lOPS數(shù)和瓦特這種基礎(chǔ)指標(biāo)已知時(shí)，可確定每瓦的IOPS，它可以被用來作為消耗單位能源能所做工作負(fù)載的指標(biāo)。
應(yīng)用程序指標(biāo)包括事務(wù)量、電子郵件、文件、照片、視頻或其他處理過的文件。數(shù)據(jù)保護(hù)數(shù)量指標(biāo)，包括在特定時(shí)間內(nèi)幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量、成功或失敗的備份或數(shù)據(jù)保護(hù)的任務(wù)、不同的任務(wù)和工作所用的時(shí)間以及其他錯(cuò)誤和活動(dòng)的信息。配置管理的信息包括不同類型的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)組件、軟件和固件的數(shù)量以及它們的配置方式。#p#
總結(jié)
這些指標(biāo)與其他的指標(biāo)一起可以指示使用比率或計(jì)算占總數(shù)的百分比，如衡量服務(wù)器CPU使用率(0~100%)。百分比利用率給出了資源活動(dòng)水平的相對(duì)情況，它本身并不能表示服務(wù)是如何被交付或受PCFE的影響的。例如一個(gè)服務(wù)器以50%的利用率運(yùn)行，可能會(huì)比85%的利用率消耗更少的能量，然而，在85%利用率下，應(yīng)用程序的響應(yīng)時(shí)間和性能可能以非線性的方式下降。服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的性能通常會(huì)因?yàn)楣ぷ髫?fù)載的增加而下降，由此可見響應(yīng)時(shí)間和延遲、IOPS或帶寬以及空間利用率的重要性。
虛擬數(shù)據(jù)中心需要物理資源使用綠色環(huán)保的方式有效運(yùn)作。因此，為了交付各種不同的IT服務(wù)，了解資源的性能、可用性、容量、能源的使用方式至關(guān)重要。了解不同資源間的關(guān)系，以及如何使用它們，對(duì)于衡量和改善生產(chǎn)力和使用數(shù)據(jù)中心的效率是非常重要的。
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