毫无疑问，IT虚拟化——对物理服务器、网络和存储资源的虚拟化——已经极大地增加了运算能力的利用和规模。实际上，虚拟化已经变成驱动云计算与基础设施集成的强大技术引擎。尽管这种技术和服务的交付模型的益处得到认知和理解，但是其本身对数据中心物理基础设施（DCPI）的影响却没有得到应有的重视。本系列文章将描述虚拟化对数据中心物理基础设施的影响，并提供应对这些影响的方案。

这些影响中并不是全新出现的，而且当前也存在能成功处理这些影响的策略，在本系列文章中将涉及到四种IT虚拟化的影响和特性。

本系列文章以典型的高度虚拟化或集成环境下的具有动态负载的云计算数据中心为背景，探究这些特性所产生的影响。

虚拟化可以降低机房内的整体功耗，与此同时，虚拟化的服务器也会按组或集成的方式，这种方式会在机房内形成高密度区域，并可能导致“热点”的产生。当所需要的冷空气超过目前所安装的制冷容量时，热点就会产生。由于物理服务器可以按10:1或者20:1，甚至更高的比例整合，制冷所面临的挑战会突然加剧。随着物理主机承载越来越多的虚拟主机，其CPU（中央处理器）的使用率也会增加。尽管两者之间并不是呈线性关系，但是物理主机的功率随着CPU的利用率的升高而升高。典型的未虚拟化的服务器的CPU的使用率约为5%-10%。另一方面，虚拟化的主机可以达到50%或者更高。在CPU利用率分别为5%和50%时，CPU的功耗变化约为20%，取决于具体的服务器。此外，虚拟机将经常提高对处理器和内存的需求，相对于未虚拟化的服务器，这也会进一步提高功耗。大规模的虚拟服务器分组和集群也能导致功率密度大幅提高，从而导致冷却问题。不仅密度的升高，虚拟化还会让虚拟机动态迁移，开机或者关机，其结果是物理负载因时间和地点不同而变化。动态负载的影响将会在本系列文章后面的章节中继续加以讨论。

较高的机柜功率密度需要数据中心运营者检查现有的制冷基础设施，从而得出制冷基础设施是否能够为负载提供足够的冷量。现有几种冷却高密度机柜的方法，本系列文章将介绍两种最基本的方法。最简单常见的方法是将高密度设备分散地部署在整个数据中心，而不是将它们放在一个地点。按这种方法分散负载，没有任何机柜的功率会超过其设计额定功率，而且制冷的效果也会变得更加易于预测。采用这种策略，最显而易见的益处就是不需要额外的供电和制冷基础设施。但是，这种方法也存在几个比较大的缺陷，包括浪费更多的占地空间，更高的布线成本，由于不受遏制的气流路径导致的较低的用电效率，以及机柜内空间的闲置浪费。综上所述，这种简单的方法可以在满足以下条件时作为一种可行的方法：

还有一个更高效的方法可以隔离高密度的设备与低密度的设备，将其封闭在一个单独的区域。这种高密区包括将高密度的系统整合至一台机柜或者成行机柜。专属的制冷（包括机柜级和行级空调）配合气流遏制系统（包括冷、热通道气流遏制）都可以被用于隔离高密区，这样就能确保高密度机柜（行）能够在任何时候得到其所需的稳定的制冷。这样做的优势，例如高效地利用空间和高效率，可以达到每台机柜的最高密度。而且，对于需要实现高密度的设备摆放的机构或组织，应更倾向于这种方法。图1展示了这种高密区的概念。

图1 高密区是解决现有虚拟化数据中心高密设备的一种可行方案

高密区的重要基本特征包括：

利用有专属制冷系统的高密区将高功率密度的设备隔离能够简化管理，获得更稳定的制冷性能，以及提高能效。除此之外，高密区产生的热量还是相对独立于机房的其它部分。更进一步，当对气流加以遏制时，高密区还可能反过来为数据中心的其它区域提供制冷容量。

对于较小的场所，由于虚拟化与采用集成化的基础设施导致的IT设备集成意味着一个独立的机柜或者负载小于100kW的一小组机柜能够容纳所需的所有IT设备。在这种情况下，可以考虑微型数据中心物理基础设施解决方案。微型数据中心是一个独立的安全计算环境，包括所有的存储、处理和所需的网络以运行客户的应用。它通常以一个单体柜来运输，而且包括所有必须的供电、制冷、安防以及相关的管理工具（DCIM）。微型数据中心是在工厂中完成组装和测试的。它们的IT负载范围为1-100kW。微型数据中心的益处在于能够按需扩容、缩短计算延迟以及降低导致整个数据中心宕机的风险（比如：单点故障）。与离散式IT架构类似，如果在将来需要更多的容量，可以通过添加微型数据中心来实现。标准化这些微型数据中心的更多益处包括缩短部署时间、简化管理以及降低运维和投资成本。