一个机房当做两个用？混合部署打造新型绿色数据中心

巴拿赫-塔斯基定理（又名“分球怪论”），指出在选择公理成立的情况下，可以将一个三维实心球分成有限部分，然后仅仅通过旋转和平移到其他地方重新组合，就可以组成两个半径和原来相同的完整的球。这种凭空倍增的结论违反很多人的直觉，但确实符合数学定理。而现实中的数据中心，也存在类似的方法，可以通过在一个机房中混合部署两个环境，来实现原本两个机房才能办的事情。

在互联网技术不断升级优化的背景下，数据资源的数量也越来越多，而其中囊括的信息内容也得到了各方的高度重视。也正因如此，我国的数据中心发展速度得以提升。数据中心作为数据的载体，承载了千行百业数字化转型信息系统基础的重任，已经成为社会不可或缺的“数字底座”。在国家十四五规划、新基建、东数西算与行业数字化的驱动下，数据中心进入持续高速发展期；同时也正由高速发展向高质量发展全面演进。数据中心需面对需求多样化、质量高要求、运营智能化和建设绿色低碳等多种重要因素，其高质量发展变得越来越重要。

新型绿色数据中心是数据中心高质量发展的重要方向。在供给方：数据中心机架规模持续稳步增长。大型以上数据中心规模增长迅速，2021年底我国在用数据中心机架规模近五年年均复合增速超过30%，目前投入使用的总体机架数量高于总体机架需求。在需求方：用户需求由传统IDC业务的服务器租用为主，逐步转变为企业上云对算力、存力和运力的不同需求。根据用户对算力、网络、存储的不同需求，要求数据中心具备一定的定制化能力。满足不同功率、机架数、基础设施、网络、弹性和安全的要求。

综合供给方与需求方的现状，我们可以发现，如何灵活地使用已有的机架空间，为用户提供定制化、弹性化服务，是新型绿色数据中心的一大突破方向。以最近很火的AI为例，AI的基础设施是构建在云上的，云机房的存储和算力需求迅速发展。其中，AI等高算力需求增加显著，对配套设施也提出更高要求。功能相近的情况下，大规模用户对成本会越来越重视。AI行业是极度定制化的行业，不同模型需要的训练样本不同，有的是大量文本，有的是大量图片或视频，这就造成了极大的存储浮动空间。训练的过程需要并发能力强的GPU，硬件更新换代很快，最近更是推出了专门为AI而生的TPU，更新之后被淘汰下来的硬件也需要被利用起来。

存储资源盘活系统（Storage Resource Reutilization System，SRRS）可以利用起这些空闲的存储空间与被淘汰的硬件。SRRS是一款纯用户态的存储控制器，下载160MB的安装包后只需要3个命令行就可以安装任何Linux操作系统上。SRRS不独占硬盘、操作系统，以2GB内存把各服务器中分散的磁盘整合成高性能的存储资源池，通过分布式双控制器架构保证了低延迟、高可用、易拓展；通过完善的控制台、命令行与API来统一调度管理所有存储设备；通过强大的兼容性和硬件异构特性充分利用全部存储资源。

在利用空闲空间方面，可以对机房的所有服务器部署了存储资源盘活系统，盘活出PB级别的存储资源池，并在其上部署虚拟机等应用作为训练监督、参数存储等其他环境。SRRS具备不独占硬件资源的特点，可以在不影响现有业务运行的同时将闲置存储资源进行整合，形成统一存储资源池，能够极大程度的提升数据存储的利用率。SRRS作为纯用户态软件，不影响服务器原本运行的进程，因此可以放心部署。用户态的特点，意味着SRRS仅在高频率读写操作时才轮询到CPU计算周期。因处在用户态，所以对于整体CPU计算资源使用率能做到消峰填谷、平滑占用。SRRS面向纳管适配的传统机械盘，各类型SSD盘时，可以只根据实际读写按需来对磁盘进行读写等指令的下发，正常时磁盘只在其休眠待定状态。

在利旧硬件方面，存储资源盘活系统支持异构硬件，集群中的每个Linux操作系统实例可以具有不同的硬件配置，例如不同数量的CPU、不同的内存大小、不同容量的本地硬盘等。因此可以提高现有硬件资源的利用率，充分利用起所有硬件资源。SRRS支持精简配置，为应用程序提供了比实际物理存储设备上更多可用的虚拟存储空间。在数据写入逻辑卷之前，SRRS即可以为上层应用提供存储设备，而不占用任何物理存储空间。SRRS的卷默认自动支持精简配置，提高了存储空间的有效利用。

在弹性方面，SRRS架构不仅支持纵向扩展（通过增加单服务器的处理器、内存、网络和磁盘进行扩展），还支持横向扩展（通过添加服务器进行扩展）。这使得SRRS可以基于IOPS、存储空间和带宽进行独立扩展。SRRS支持灵活的扩展方法：通过添加新磁盘扩展现有服务器容量，或者通过添加新服务器来扩展容量。扩容后，无需重新定位大量数据，系统便可自动实现负载均衡。使用SRRS，用户不需要进行大量的前期投入。可以在使用过程中，随时按需添加服务器或磁盘，这些硬件可以是机房中任何淘汰或者使用率不高的硬件，添加过程中不会中断业务。

虽然目前“盘活”的场景没有普及，但随着业界对数据中心发展与能耗的高度关注，通过提高数据中心本身效率的相关技术发展迅猛，分布式双控等新技术已经发展成为当前的热点技术。结合不同的业务场景、机柜功率密度分布及用户需求，数据中心运营商可以因地制宜选择适合的盘活技术，打造新型绿色数据中心。