根据NRDC与Anthesis于2014年发表的一项研究，2013年美国数据中心消耗了910亿千瓦时电力，足以为纽约市所有家庭供电两遍。预计这一数字到2020年将升至1400亿千瓦时。尽管改进能效措施在很大程度上有助于降低这一数字，但该研究指出，服务器利用率低下使问题大为加剧，其中估计有30%的服务器仍在通电，却已不再提供任何服务。
另一项2014年的研究显示，技术研究公司Gartner, Inc.发现，数据中心系统合计构成1430亿美元的市场。加上企业软件的3200亿美元和IT服务的9630亿美元，整个IT行业构成了高达3.8万亿美元的庞大市场。
企业正日益寻求新方法以削减成本，并从其IT基础设施中获取尽可能大的价值。相关策略包括将数据中心设在气候较凉爽的地区、转而使用价格更实惠的开源软件，以及通过虚拟化资源来提高利用率。然而，这些方案只是触及了表面。
一家与MIT有关联的初创公司名为 Jisto ，为企业提供一款新工具，可在提升资源利用率的同时降低数据中心和云成本。Jisto通过自动将现有企业应用封装在Jisto管理的Docker容器中来管理这些应用，并利用自动化实时部署、监控和分析算法将其智能部署到所有可用资源上。随着每台服务器或网络与存储不同部分的资源利用情况发生变化，Jisto会实时弹性调整其资源使用以作补偿。
“我们正在帮助各机构在不必担心资源争用的情况下，更高效地利用其数据中心和云资源，”Jisto首席执行官兼联合创始人Aleksandr（Sasha）Biberman说。目前，市场反响良好。Jisto荣获2014年MassChallenge银奖，其早期客户包括银行、制药公司、生物技术公司和研究机构等数据密集型企业。
“IT部门正承受着来自两方面的压力：如何更有效地削减数据中心支出，以及如何通过让员工更好地获取资源来提高生产力，”Biberman说。“在某些情况下，Jisto仅通过更好地利用闲置容量，就能使同样资源下的生产力翻倍。”
Biberman称赞MIT产业联络计划（ILP）和风险导师服务（Venture Mentoring Service）组织的交流活动并提供人脉对接。“ILP为我们与世界各地的企业建立了联系，而这些联系我们原本不会建立，”他说。“它让我们成为一家全球化公司。”
让闲置服务器重新运转
Jisto的构想源于Biberman在 MIT Research Lab of Electronics （RLE）担任电气工程博士后、研究硅光子通信期间萌生的。在探索光学技术如何提升数据中心性能与效率时，他发现了一个更大的问题：服务器资源利用不足。
“即便采用了虚拟化技术，企业也只利用了内部服务器容量的20%至50%，”Biberman说。“整体而言，企业每年因闲置计算周期而浪费的资金超过1000亿美元。公有云的情况更糟，其利用率仅为10%至40%。”
除了纯粹的浪费问题，Biberman还发现，工作负载资源往往管理不善。即便企业超过一半的资源处于闲置状态，员工仍常抱怨，在需要时无法获得足够的服务器使用权限。
就在Biberman有此认识前后，他与多年老友Andrey Turovsky（康奈尔大学毕业的科技创业者，现任Jisto首席技术官兼联合创始人）一直在集思广益，探讨一些创业想法。他们刚刚开发出一个轻量级平台，可利用虚拟容器自动部署和管理应用程序，于是决定将其应用于利用率与工作负载管理问题。
Biberman说，资源利用不足与其说是技术问题，不如说是一种“企业规避风险的策略”。企业在部署资源时往往宁可谨慎行事，通常会采购远超实际所需的服务器数量。
“我们开始在数据中心和云资源配置中看到一些惊人的数字，”Biberman解释道。“通常，企业配置的资源是实际所需的两倍。有一家公司参考去年的峰值负载，并以此为基础，为下一年超量配置四倍的资源。企业总是为最坏情况下的需求激增做打算。没有人愿意成为那个没有配置足够资源、导致关键应用无法运行的人。超量配置从不会让人丢掉工作。”
尽管存在超量配置，同一批机构的用户却普遍抱怨无法获得计算资源。Biberman表示：“当你询问企业是否有足够资源运行应用程序时，它们通常会说需要更多，尽管其资源正白白闲置。”
这一悖论源于将访问权限划分为不同资源组的常见做法，这些资源组对各个集群节点拥有不同的访问级别。“要把你的工作塞进分到的那块蛋糕里，可太难了，”Biberman说。“假设我所在的资源组可以使用五台服务器，并约定我周一使用它们，另一个人周二使用，依此类推。但如果我周一无法开展项目，这些服务器就会完全闲置，而我可能不得不等上一周。周二使用的人可能只需要其中一台服务器，因此另外四台会闲置；第二天使用的人可能发现自己实际需要10或20台服务器，而不仅仅是他被限定的五台。”
Jisto打破了由所有权配置所造成的人为静态壁垒，并以更具动态性的环境取而代之。“你在自己的服务器时段仍拥有优先权，但如果你不使用，其他人就可以使用，”Biberman解释道。“这意味着，人们有时能获得比其分配数量更多的服务器。如果某个关键任务应用出现我们无法预测的负载激增，我们拥有一种弹性方法，可以迅速让出资源并优先保障它。”
金融服务公司正利用Jisto释放计算周期，用于蒙特卡洛模拟，此类模拟可受益于更多服务器和节点。与此同时，制药和生命科学公司则采用类似策略加快DNA测序。“节点越多，模拟的准确性就越高，”Biberman说，“这是一大优势。”
面向企业的Docker容器
Jisto并非唯一声称能提高资源利用率并降低成本的云计算平台。然而，大多数平台存在的问题在于，“如果工作负载出现非常快速的激增，就没有足够时间做出明智的决策，”Biberman说。“借助Jisto，自动化的实时决策流程随即启动，可在整个数据中心实现真正的弹性，粒度可细至单个CPU内核。”
Jisto不仅监测CPU使用情况，还监测内存、网络带宽和存储等其他参数。“如果正在进行一项需要大量带宽的重要内存传输，即便仍有充足的CPU算力可用，Jisto也会让步，”Biberman说，“Jisto可以基于所有这些动态因素，决定将任务发往何处。一旦情况发生变化，Jisto便会决定是停止、暂停还是减少工作负载的资源占用。是将其迁移到另一台服务器上吗？是否增加冗余以降低延迟长尾？这些决策无需人工制定和执行。”
Biberman表示，该平台还集成了严格的安全保护措施。IT主管对于将第三方软件引入其复杂的数据中心生态系统格外谨慎，这些系统通常受防火墙和监管设置的保护，这是可以理解的。他补充道，然而，Jisto可以通过Beta测试快速证明，该软件如何在不干扰关键任务资源的前提下发挥其作用。
Jisto之所以能够做到低侵入性，很大程度上归功于其对Docker容器的使用。“Docker拥有出色的API，使整个过程轻松得多，无论对我们这些开发人员，还是对Jisto客户而言都是如此，”Biberman解释道。“Docker具有极高的可移植性——只要能在Linux上运行，就能在Docker中运行——而且无论是在本地数据中心、私有云还是亚马逊上运行，它都不在乎。使用容器时，我们无需做诸如在一台虚拟机中再运行一台虚拟机这类复杂操作。Docker为我们提供了一种轻量级方式，让用户能够使用已经搭建好的环境。”
Jisto总部位于马萨诸塞州剑桥市，是该地区首家基于Docker的初创公司，目前仍是为数不多的此类企业之一。
迈向云端
企业正日益通过在需求高峰期采用混合策略，利用公有云资源来节省数据中心成本。Biberman表示，Jisto能够以更高的效率和灵活性帮助弥合这一差距。“如果你是一家银行，你的数据可能受到过多监管，无法使用公有云，但大多数企业仍可以在保留私有云以处理机密、受监管或关键任务的同时，借助公有云提升效率。”
无论运行于本地部署、私有云、公有云还是混合云，Jisto的运作方式基本相同。超出其私有数据中心峰值负荷的企业，现在可以“突发”迁移至公有云，并利用亚马逊等服务的弹性特性，Biberman说。“一些企业在亚马逊上配置了数十万个节点，”他补充道。问题在于，亚马逊按小时计费。“如果一家企业只需要五分钟的处理时间，多达10万个节点将会闲置55分钟。”
Jisto最近开始与提供基础设施即服务的云计算公司接洽，阐释Jisto如何重新配置被浪费的资源，并让他人加以利用。Biberman表示，竞争压力迟早会促使云服务提供商采用类似Jisto的方案。
MIT Startup Exchange （STEX）是MIT产业联络计划（ILP）的一项举措，旨在将ILP成员企业与MIT相关初创公司联系起来。请访问 STEX网站 并 登录 ，以进一步了解Jisto及STEX上的其他初创公司。
本文与 MIT News合作发表。刊发本文不代表世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Eric Brown是MIT News的特约撰稿人。
图片：一名男孩走在Media Stairs上。路透社/Kim Kyung-Hoon。
