IBM PureApplication System中的硬件之旅：第二代

IBM PureApplication System是一体式云计算系统，具有集成的硬件和软件，可以在云中部署和执行工作负载-换句话说，企业数据中心添加私有云环境所需的一切。

本文专门针对IBM PureApplication System软件v1.1，解释了第二代系统硬件中引入的更改。它与一组先前发表的文章相吻合，这些文章一起描述了PureApplication System为托管应用程序工作负载提供的硬件和软件基础。这些文章涵盖：

硬件： IBM PureApplication System中的硬件之旅介绍了PureApplication System中包含的硬件。当前的文章增加了第二代硬件的详细信息。它没有说明系统中的所有硬件，而是重点介绍自第一代以来发生了什么变化。
虚拟化的硬件： IBM PureApplication System中使用基础结构即服务的最佳实践说明了PureApplication System如何虚拟化其硬件以实现基础结构即服务（IaaS）。
云环境： 在IBM PureApplication System中管理应用程序运行时环境说明了如何设计承载工作负载的云环境，该环境建立在PureApplication System的虚拟化硬件上。

每篇文章均以其前身为基础，以充分解释这一基础。

标题

第二代系统硬件已于2014年6月上市。简而言之，新一代产品的不同之处在于：

第二代硬件引入了两个新的体系结构系列：
- W2500（Intel®）
- W2700（Power®）
企业系统现在具有两个机箱，而不是三个，最多可容纳384个核心。
在W2700中，IBMPureFlex®System Manager现在是虚拟的，并作为服务在PureSystems®Manager上运行
现在，一个Mini系统安装在42U高的机架中，而不是较短的25U机架中，但仍包含一个机箱。
第二代企业计算节点所包含的内存是第一代企业计算节点的两倍。
与第二代计算节点相比，所有第二代计算节点（Enterprise和Mini）都包含更快的处理器和/或更快的内存。
可以将第二代计算节点添加到第一代系统。

让我们详细审查这些更改。

系统族和类

系统的工作负载托管环境由其体系结构确定。表1显示了第一代和第二代PureApplication System的两种体系结构。

表1. PureApplication System架构

系统架构	机型	处理器	管理程序软件	工作量操作系统
英特尔	8283	英特尔至强	VMware vSphere虚拟机监控程序（ESXi）	红帽企业Linux（RHEL）
功率	8278	IBM POWER7 +	IBM PowerVM	IBM AIX

系统的工作负载类型和容量取决于其系列，类别和大小。 PureApplication System提供了两个新家族，它们体现了两种体系结构的第二代（表2）。

表2. PureApplication System系列

代	英特尔家族	权力家族
第一	W1500	W1700
第二	W2500	W2700

与第一代一样，第二代硬件也包括两类系统。如表3所示，这些类是相同的，但是每个类的内容都有所发展。

表3. PureApplication System第二代类

系统类昵称	机壳	CPU核心（系统大小）
微型	一个底盘	32、64、96或128
企业	两个底盘	32、64、96、128、160、192、224、320或384

系统的大小描述了系统中CPU内核的数量。每个系列的大小都可以在其类中以32核为增量进行升级，最大大小分别为128和384核。无需中断系统即可升级到系统大小，升级系统软件也是如此。

表4显示了每个系列和类别中硬件的快速比较。

表4. PureApplication System第二代硬件系列和类的比较

零件	W2500迷你	W2700迷你	W2500企业	W2700企业
架	42U-2.0 M 19英寸企业机架
节点机箱	1个Flex系统机箱		2 Flex系统机箱
处理器	8核，2.6 GHz英特尔Ivy Bridge EP	8核，4.1 GHz POWER7 +	8核，2.6 GHz英特尔Ivy Bridge EP	8核，4.1 GHz POWER7 +
计算节点	2，4，6或8	2 ^1，2，3或4	2、4、6、8、10、12、14、20或24	2 ^{1，2、3、4、5、6、7、10}或12
CPU核心	32、64、96或128		32、64、96、128、160、192、224、320或384
记忆	0.5、1.0、1.5或2.0 TB RAM		1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、10.0或12.0 TB RAM
储存节点	1个V7000控制器 1个V7000扩展		2个V7000控制器 2个V7000扩展
存储驱动器	6个400 GB 2.5英寸SSD 40 x 600 GB 2.5英寸硬盘		16个400 GB 2.5英寸SSD 80 x 600 GB 2.5英寸硬盘
存储容量	2.4 TB（可用1.6 TB）SSD 24.0 TB（可用21.6 TB）硬盘		6.4 TB（可用4.8 TB）SSD 48.0 TB（可用43.2 TB）硬盘
管理节点	2个PSM 2个VSM	2个PSM	2个PSM 2个VSM	2个PSM
网络	2个IBM RackSwitch G8264 64端口10 Gb以太网交换机
电源²	4个PDU：30A 1ph或32A 1ph		4个PDU：60A 1ph或32A 3ph

表4缩写

PSM：PureSystems管理器
VSM：虚拟化系统管理器
PDU：配电单元

¹关于最小的W2700系统：如表4所示，W2700系列中的两个最小大小（Mini和Enterprise）具有两个计算节点，分别适用于32核和64核。在32核模型中，每个W2700（和W1700）计算节点中只有一半的硬件可用。这使系统能够包含两个计算节点以实现冗余，并提供64核模型的一半计算能力。

²关于PDU：提供其他电源线选项。例如，企业级系统还支持60A 3ph。

系统模型的命名约定指定了系统的系列，大小和类别。对于类，Mini系统的名称在核心数之后添加“ m”，而Enterprise系统的名称则不添加字母。 IBM使用7位机器类型模型（MTM）编号来唯一标识每个模型。前四位数字是机器类型，它标识产品和体系结构：英特尔（Intel）8283和Power（Power）8278，与世代无关。最后三位数字是型号，它标识系统的大小，类和世代。通过了解系统的MTM，IBM服务技术人员可以了解机架中的所有组件以及每个人的位置，包括机箱中每个管理和计算节点的位置。表5显示了一些如何命名和编号系统的示例。

表5. PureApplication System模型名称和编号的示例

型号名称	MTM编号	描述
W2500-32	8283-2A3	具有32个Intel内核的企业系统
W2500-32m	8283-12Y	具有32个Intel内核的Mini系统
W2700-128	8278-2D3	具有128个电源核心的企业系统
W2700-128m	8278-18年	带有128个电源核的Mini系统
W2500-384	8283-2L3	具有384个Intel内核的企业系统
W2700-384	8278-2L3	具有384个电源核心的企业系统

第二代PureApplication System由26种不同的模型以及自定义尺寸组成。家族和尺寸相同但类别不同的两个型号之间的主要区别是Mini的存储空间较小，最大尺寸较小。

系统硬件

熟悉PureApplication System中第一代硬件的任何人都可以识别第二代中的组件：

包含管理节点和计算节点的Flex机箱。
存储节点。
机架交换机（ToR）的顶部。
服务终端。
配电单元（PDU）。

但是，第二代硬件会对组件的比例，它们在机架中的位置以及（对于某些类型的系统）机架本身的大小进行一些调整。它还会调整计算节点的内容。

企业系统

图1说明了W2500 Enterprise系统中硬件组件的布局。

图1. IBM PureApplication System W2500-384硬件

第二代企业级系统硬件在很大程度上与第一代企业级硬件相同：

机柜：容纳系统的机柜尺寸相同：一个PureFlex System 42U机架，高42个机架单元（2.0米），用于19英寸宽的组件。
节点机箱：这些仍然是IBM Flex System Enterprise机箱7893型机箱。
LAN网络：相似的LAN硬件提供相同的带宽：IBM System Networking RackSwitch G8264 64端口10 Gb以太网交换机和66端口IBM Flex System Fabric EN4093R 10Gb可扩展交换机以太网交换机。
SAN网络：相同的SAN硬件提供相同的带宽：24端口IBM Flex System FC5022 16Gb ESB SAN可扩展交换机SAN交换机。
存储： IBM Storwize V7000存储单元是较新的型号，具有与以前相同的容量：
- 硬盘驱动器： 48.0 TB（可用43.2 TB）HDD
- 固态驱动器： 6.4 TB（可用4.8 TB）SSD
电源：四个PDU提供相同数量的电源和冗余。

与往常一样，每个硬件组件都是冗余的，可以避免单点故障。

几代系统之间最大的变化是计算能力。机箱仍然是Flex System机箱，但是第二代企业级系统现在具有两个机箱，而不是三个。这降低了计算节点的最大数量，从而降低了系统可以包含的CPU内核的最大数量，从608内核减少到384内核。较少的计算节点意味着每个核心的存储和网络带宽的比率更理想。

机架中组件的布局已更改。机箱1和2仍在同一位置，但是没有机箱3时，存储模块已向下移动，这降低了机架的重心。由于ToR仍位于机架的顶部（顾名思义），因此会在机架中的存储模块和系统网络交换机之间创建未使用的空间。尽管仍然有两个存储模块，每个存储模块都包含一个控制器节点和一个扩展节点，但是节点的顺序已颠倒过来，以将每个控制器节点置于其相应扩展节点的顶部。

服务笔记本电脑已替换为服务终端。服务终端与服务笔记本电脑占用相同的抽屉。它连接到虚拟服务控制台，该服务在PSM中运行。与往常一样，这仍然供IBM用来管理系统。

图2说明了W2700 Enterprise系统中硬件组件的布局。

图2. IBM PureApplication System W2700-192硬件

W2700 Enterprise系统中的系统级组件的位置与W2500 Enterprise系统中的相同。与W1700中一样，W2700计算节点的宽度是其两倍，因此给定数量的内核由一半的节点数量提供。此图还显示，第二代硬件中机箱之间计算节点的分布已更改。尽管PureSystems Manager管理节点仍占据两个机箱的托架2，但是计算节点不再均匀地分布在机箱之间。而是，W2500和W2700中的计算节点在开始填充机箱2之前先完全填充机箱1。如图2所示，六个计算节点占据了机箱1中的所有可用托架，而机箱2中的计算节点托架仍然保留。空的。由于在将任何计算节点添加到机箱2之前机箱1已满，并且由于每个机箱都是从下往上填充的，因此降低了机架内的重心。

W2700还更改了虚拟化管理节点。当PureSystems Manager仍然存在时，第二代硬件不再需要PureFlex System Manager的单独管理节点。相反，PureFlex Systems Manager现在已成为虚拟PureFlex Systems Manager，这是在PureSystems Manager中运行的服务。 W2500上的Virtualization System Manager仍然是物理的：管理节点位于机箱1和2的托架1中，如图1所示。但是W2700中的PureFlex Systems Manager是虚拟的，因此机箱1和2的托架1是虚拟的。空，如图2所示。W1700 Mini引入了虚拟PureFlex Systems Manager。它包含两个物理PureSystems Manager管理节点（在托架2和4中），但是没有物理PureFlex Systems Manager管理节点（托架1和3为空）。虚拟的PureFlex Systems Manager设计保留在W2700 Mini中，现在被引入到W2700 Enterprise中。

迷你系统

图3说明了W2500 Mini系统中的硬件组件的布局。

图3. IBM PureApplication System W2500-128m硬件

与第一代一样，第二代Mini系统包含与企业系统相同类型的硬件组件，而这些组件中的组件数量较少，从而降低了整体容量和成本。底盘相同，但只有一个而不是两个。对于相同的网络带宽，LAN和SAN网络交换机是相同的。存储空间是单个控制器/扩展节点对，容量不到一半。尽管每个PDU的容量较低，但电源由相同数量的PDU供电。

尽管绰号为Minis，但较小的PureApplication System与其企业级同类产品相比只是微型。 PureApplication System所谓的微型仍然包含32-128个CPU内核和0.5-2.0 TB RAM，一个具有26.4 TB内部存储的16 Gb SAN和10 Gb LAN —仍然足以运行许多企业应用程序。

第一代和第二代Mini之间最明显的变化是机架的尺寸。第一代Mini装在一个短机架（25U或1.3米高）中，而第二代Mini装在与企业级系统相同的高机架中（42U或2.0米高）。较短的机架可能会受到较高机架纠正的气流问题。从外部看，较高的机架使Mini class系统看起来不是很“微型”。

与企业版相比，使Mini小型的原因是机箱数量和存储模块数量。与第一代Mini一样，第二代Mini包含一个机箱，少于第二代Enterprise中的两个机箱。即使现在将第二代Mini放在一个大机架中，这些组件所占据的位置仍然与第一代机架中的位置相同。单个存储模块位于机箱上方，服务终端抽屉和ToR分别位于机架单元22和机架单元24-25中。与企业级系统类似，并且与第一代Minis不同，第二代Mini系统中的PDU位于机架的侧面。因此，机架现在在系统的网络交换机和服务终端下方和上方包含未使用的空间。

计算节点

从第一代到第二代PureApplication System硬件变化最大的组件类型是计算节点。与第一代相比，第二代计算节点包含：

更快的CPU芯片和/或更快的内存。
两倍的内存（对于企业级系统）。

让我们看一下细节。

W2500计算节点

与W1500系统一样，W2500系统包含Intel计算节点，尤其是IBM Flex System x240计算节点。新的计算节点模型仍称为x240，但它包含更新的芯片组。

第二代英特尔计算节点包含更快的CPU芯片，如表6所示。

表6.英特尔计算节点CPU芯片

代	数量	昵称	中央处理器
第一	2个CPU	珊迪大桥	8核，2.6 GHz Intel Xeon处理器E5-2670（115 W）
第二	2个CPU	常春藤桥	8核，2.6 GHz Intel Xeon处理器E5-2650 v2（115 W）

尽管它们的时钟速度相同，但是更新的Intel芯片可提供更好的性能，更小的体积和更低的功耗。

表7显示了Intel计算节点中的内存。第二代英特尔计算节点包含更快的内存芯片。企业级系统中的计算节点包含两倍的内存。

表7.英特尔计算节点内存

代	数量	内存条
第一	256 GB的RAM	8 2x16 GB，1333 MHz，DDR3，LP RDIMMS（1.35 V）
第二（迷你）	256 GB的RAM	16 1x16 GB，1866 MHz，DDR3，LP RDIMM（1.5 V）
第二（企业）	512 GB RAM	16 1x32 GB，1866 MHz，DDR3，LP LRDIMM（1.5 V）

W2700计算节点

与W1700系统一样，W2700系统包含Power计算节点，特别是IBM Flex System p460计算节点。新的计算节点模型仍称为p460，但是它包含更新的芯片组。和W1700一样，W2700计算节点的宽度是W2500计算节点的两倍，并且实质上包含两倍的硬件：提供两倍内核，两倍内存和两倍于LAN和SAN适配器的两倍CPU。提供两倍端口数量的网卡。

第二代Power计算节点包含更快的CPU芯片（表8）。

表8.功率计算节点CPU芯片

代	数量	中央处理器
第一	4个CPU	8核，3.61 GHz POWER7 +（190 W）
第二	4个CPU	8核，4.116 GHz POWER7 +（190 W）

表9显示了Power计算节点中的内存。第二代Power计算节点中的内存芯片以与第一代中相同的时钟速度运行。企业级系统中的计算节点包含两倍的内存。

表9.电源计算节点内存

代	数量	内存条
第一	512 GB RAM	16 2x16 GB，1066 MHz，DDR3，LP RDIMMS（1.35 V）
第二（迷你）	512 GB RAM	16 2x16 GB，1066 MHz，DDR3，LP RDIMMS（1.35 V）
第二（企业）	1.0 TB的RAM	16 2x32 GB，1066 MHz，DDR3，LP RDIMMS（1.35 V）

扩展第一代系统

如果您已经拥有第一代系统怎么办？对你来说也有个好消息。

可以将第二代计算节点添加到第一代系统。几代人之间的底盘是相同的；计算节点的情况保持不变，因此第二代计算节点可以很好地安装在第一代机箱中。对于Mini系统，第二代计算节点包含更快的CPU和/或内存。对于企业系统，第二代计算节点包含更快的芯片，而且（更重要的是）两倍的RAM。

第二代计算节点具有一些先决条件。无论是第一代还是第二代，使用其他计算节点扩展系统都必须由IBM客户工程师执行。安装在第二代计算节点中的固件是系统软件v1.1.0.4的一部分，这意味着在可以将第二代计算节点安装在第一代系统中之前，必须将系统升级到1.1.0.4版1 （或更高版本）。

对于同时包含第一代和第二代计算节点的系统，最佳计划是使用单独的云组将它们分开。云组倾向于假定其计算节点是同构的，因此，所有第一代计算节点和所有第二代计算节点的云组将发挥最佳作用。也许将一个用于开发，将另一个用于生产。

混合计算节点

在Mini系统的云组中混合计算节点并不是什么大问题，因为两代产品具有相同的内存量。正是两代企业版中内存量的不同使混合它们变得更加复杂。从版本1.1.0.4临时修订1开始存在这些问题。预期将来的发行版将有助于缓解这些问题。

如果将第一代和第二代计算节点混合到企业系统上的单个云组中，则需要注意一些问题。

放置：在模式部署过程中，放置引擎确定要在其中实例化每个虚拟机的计算节点。系统软件v1.1.0.4中的放置引擎尚未针对异构云组进行优化。它期望云组的计算节点是同质的；在异构云组中，其对额外内存的使用可能不是最优的。对于专用类型的云组尤其如此，因为它不会过度使用CPU。平均类型的云组更擅长保留所有可用内存。
预留资源：可用性预留资源功能将导致多余的内存被忽略，因为它通过将所有预留设置为等于最低公分母来计划最坏的情况。

您可以通过关闭备用资源来避免后一个问题，尽管这对该云组的高可用性有负面影响。如果使云组的节点同质，则可以启用保留资源，并且仍然可以避免这两个问题。

结论

本文回顾了第二代IBM PureApplication System硬件，重点介绍了与第一代的区别。它解释了各种模型中包含哪些硬件组件，以及计算节点内部的硬件改进。有了这些信息，您现在就可以更好地了解新的PureApplication System中包含的硬件。

致谢

作者感谢IBM同事Nik Teshima，Brad Crater，Jim Robbins，David Rainey，Jose De Jesus和Bob Ringo对本文的帮助。

翻译自: https://www.ibm.com/developerworks/websphere/techjournal/1407_woolf2/1407_woolf2.html