统一计算系统 (UCS)

什么是统一计算系统 (UCS)？

在信息技术领域，统一计算系统 (UCS) 通常指的是思科的统一计算系统。思科 UCS 作为一个数据中心平台，其精心设计旨在将计算、网络、存储访问和虚拟化资源集成到一个无缝且集成的架构框架中。该平台提供了一个集中化的管理界面，作为管理整个数据中心基础设施的中心枢纽。

为了提高生产力并提供集中控制，统一计算系统 (UCS) 将网络、计算和存储资源整合到一个融合的数据中心架构中。

UCS 产品经过设置和工程设计，能够协同工作。UCS 产品线的目标是减少需要连接、设置、冷却和保护的组件数量，以便管理员可以从单个图形用户界面处理所有事务。

统一计算系统通常与思科相关联。尽管它们是为虚拟化环境设计的，但思科 UCS 解决方案也可以支持物理环境中的传统操作系统和应用程序堆栈。思科 UCS Manager 是管理一切的软件。它允许管理员通过单一的“玻璃窗”同时部署服务器、存储和网络资源。思科 UCS X 系列模块化系统还支持云端管理。

统一计算系统的缩写是 UCS。这是一种巧妙的方式来表达计算机硬件被设计成与其他计算机硬件紧密而周到地集成。UCS 设计的预期用途是数据中心。UCS 设备的目的在于

• 减少所需硬件的数量。
• 最小化硬件的物理占地面积。
• 提高灵活性。
• 减少线缆敷设和连接。
• 增强冷却能力。
• 降低总体拥有成本 (TCO)。

我们将讨论思科的 UCS 产品系列。当然，其他供应商，如 Liquid 和 HP，也生产 UCS 设备。然而，思科是 UCS 产品最知名的供应商。思科 UCS 产品系列包括

• UCS 特有底盘
• 刀片服务器
• 全尺寸服务器
• fabric 互连
• fabric 扩展器
• UCS 路由器
• 网络适配器
• 管理软件

思科 UCS 产品系列中的所有产品都旨在协同工作。例如，UCS 特有底盘与思科 B 系列刀片服务器兼容。由于 B 系列刀片服务器有各种宽度和高度，一个 UCS 底盘可以容纳多个刀片服务器。

电源分配模块位于 UCS 刀片底盘的底部。思科 UCS 刀片底盘最多可容纳四块电源。连接到这些电源的电源分配模块为底盘中的所有刀片服务器供电。

该底盘上还有一个 Fabric Extender。Fabric Extender 类似于高端网络卡。然而，它可以处理更繁重的工作负载。其设计旨在与思科 fabric 网络协同工作。对于 B 系列刀片服务器，Fabric Extender 可以分割成 255 个虚拟网卡。与单个网卡在 Hyper-V 或 VMware 的虚拟机之间分割时可能会遇到性能问题不同，Fabric Extender 的设计可以在不引起额外开销的情况下完成此任务。

每台思科 B 系列刀片服务器至少连接两台 Fabric Extender。每个 UCS 底盘内置两台 Fabric Extender。思科 UCS 底盘顶部有两个 Fabric Interconnect。这些 fabric 互连类似于具有附加功能的 upscale 网络交换机。UCS 底盘中的每个 Fabric Interconnect 都与每台 Fabric Extender 连接。这些多条连接在每个 UCS 单元与网络的其余部分之间创建了冗余。

每台刀片服务器都能轻松插入 UCS 底盘并锁定到位。电源的安装过程也相同。无需额外的 IT 技术人员干预，底盘的内置连接即可让电源、刀片服务器、Fabric Extender 和 Fabric Interconnect 相互连接。在思科 UCS 机架中安装新服务器和设备可能只需要几分钟。

这就是 UCS 的基本原理。UCS 是一个集成、高度受控的系统，旨在简化每个人的生活。

典型的数据中心问题

数据中心存在许多问题。它们是需要人类富有创造性地管理的纯粹存储空间。微软试图通过将数据中心浸入水中来降低冷却和运营成本。尽管在水下运行计算机似乎很荒谬，但这就是我们 IT 技术人员为了维护这些数据中心而必须创新和运营的环境。

当然，并非每个人都拥有像微软那样规模的数据中心。那么，数据中心遇到的一些典型问题是什么？

1. 温度是首要问题：众所周知，数据中心会产生大量热量。由于其产生的热量，许多数据中心都有单独的冷却系统。这里讨论的不是仓库大小的数据中心。这些是位于企业中的客厅大小的小型数据中心。想想谷歌数据中心会产生多少热量！

2. 线缆是另一个问题：数据中心的网络强大且复杂。这些网络内部有许多不同方向的链路。每台服务器与交换机以及其他服务器与交换机之间都有许多连接。数据中心采取此举措是为了提供冗余和可靠性。仅仅因为交换机端口发生故障就可能导致服务器离线。但该问题的解决方案很简单。只需通过从第二个 NIC 运行另一根网络电缆连接到服务器上的另一个交换机即可。

然而，这会导致大量的线缆贯穿整个建筑物。在一捆 50 根电缆中追踪一根线缆可能会非常困难。

3. 数据中心需要大量空间：通常，当我们看到数据中心时，我们想象的是一个大约两英尺乘四英尺，房间那么高的机架。当我们考虑到机架需要多少额外空间时，它们看起来并不那么大。

每个网络机架的前后都需要几英尺的空间。这是最低要求。必须有足够的空间供 IT 技术人员将服务器安装进去。为了进行连接和维修，这些技术人员还需要能够够到机架的背面。UPS 系统、线缆、用于拆箱和组装物品的工作台以及管理系统都需要额外的空间。

4. 数据中心需要额外的特殊要求：例如，传统的喷淋系统不适合在数据中心使用。为了防火，我们必须改用卤代烃系统。这还需要额外的空间。

无论是小型还是大型数据中心，都需要大量的额外空间。

UCS 如何解决典型数据中心问题？

一些典型数据中心问题已经得到解决。UCS 技术旨在解决这些问题。那么，UCS 模型如何解决数据中心中的这些典型问题？

• UCS 系统减小了设备和物理设备机架的占地面积。由于设备的体积减小，数据中心所需的空间更少。这意味着必须使用更少的冷却系统，并且安装和维护防火系统更加容易。
• UCS 系统的管理更加简单。这包含两点。首先，管理仪表板和应用程序已集成到设备中，例如思科 UCS 产品系列中的设备。一个软件包可以处理所有 UCS 机架的维护。对刀片服务器本身、VLAN、Fabric Interconnect 配置和网络的修改在一个地方进行。
• 单个管理仪表板进一步减轻了 IT 技术人员的工作量。为了管理 UCS 机架，组织不需要大量具有不同专业知识的技术人员。通常，这些系统可以由较小的团队进行操作。
• 其次，在 UCS 系统中更换设备要简单得多。例如，在思科 B 系列 UCS 产品系列中，电源可以从机架外部进行访问。它们也不需要通过打开系统或移除多根电缆来更换。这同样适用于刀片服务器。一名技术人员可以轻松地搬运和更换刀片服务器。

UCS 系统简化了系统并减少了线缆，这是其主要优势。一个 UCS 机架可以被看作是一个单元。同样，不会出现连接许多服务器、交换机和存储设备的复杂线缆和交换机配置。相反，UCS 底盘充当所有这些连接的中心。UCS 组件的内置性质也简化了安装和管理。