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Cisco Unified Computing System. Jason Yu jasyu@cisco.com. 议 题. 思科统一计算系统概述 从应用和运维角度谈 UCS 特点和优势 成功案例. Cisco 进入 顶级 计算领域. 通过具备格局变革能力的创新推动 UCS 趋势发展. 全球. Cisco 快速占领 x86 计算细分市场的份额 2. UCS 占据第 3 位,市场份额有 10.5%. UCS 在短短的两年之后. X86 刀片服务器市场份额, 2011 年 1 季度 1. 美国.

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slide1

Cisco Unified Computing System

Jason Yu

jasyu@cisco.com

slide2
议题
  • 思科统一计算系统概述
  • 从应用和运维角度谈UCS特点和优势
  • 成功案例
cisco
Cisco 进入顶级计算领域

通过具备格局变革能力的创新推动 UCS 趋势发展

全球

Cisco 快速占领 x86 计算细分市场的份额2

UCS 占据第 3 位,市场份额有 10.5%

UCS

在短短的两年之后

X86 刀片服务器市场份额,2011 年 1 季度1

美国

UCS 占据第 2 位,市场份额达到 19.7%

全球 5400 UCS 客户

资料来源:1 IDC Worldwide Quarterly Server Tracker,2011 年 1 季度,2011 年 5 月 2 IDC 2010 年 4 季度 Server Forecaster,2010-2015 x86 刀片服务器复合年均增长率

slide4
前所未有的成绩

WW X86 刀片服务器市场份额

采用 UCS 的客户正在改变服务器行业格局

全球 x86 刀片服务器市场中的客户,已有超过 10% 的份额迁移至 Cisco,在美国,这一数值接近 20%

Cisco 的增长速度远超市场发展速度

市场对创新的要求推动 UCS 增长

UCS 占据第 3 位并且市场份额正在攀升

对于数据中心创新的要求使得 Cisco 统一计算系统 (UCS) 在快速增长的 x86刀片服务器市场中占据第 3 位

资料来源:IDC Worldwide Quarterly Server Tracker,2011 年 1 季度,2011 年 5 月

cisco ucs 45
Cisco UCS性能纪录两年 - 超过45项世界纪录

#1SPECOMPL base2001 4-socket C460 M1

Industry’s First

#1 SPECjbb2005 X86/64 2-socket B200 M2

#1SPECjbb2005 X86/64 2-socket B230 M1

#1 Vmmark 2.1

2 -socket-Blade B200 M2

#1 SPECOMPL base2001 2-socket B200 M2

#1SPECOMPM base2001 4-socket C2460 M1

#1SPECjAPPServer 2004 2-node B230 M1

#1SPECint_rate_base 2006 X86/64 2-socket B200 M2

#1 SPECOMPM base2001 2-socket B200 M2

#1 Oracle E-business Suite Medium Model Order to Cash B200M2

#1 LS-Dyna 4-socket C460M1

#1SPECjEnterprise 2010 Overall B440 M1

#1SPECfp_rate_base 2006 X86/64 2-socket B200 M2

#1SPECjbb2005 X86/64 4-socket C460 M1

#1 Oracle E-business Suite Medium Model payroll Batch B200M2

#1SPECOMPL base2001 2-socket B200 M2

#1SPECint_rate_base 2006 X86/64 2-socket B200 M2

#1SPECfp_rate_base 2006 X86/64 4-socket C460 M1

#1SPECOMPM base2001 2-socket B200 M2

#1SPECjAPPServer 2004 single node 2-socket C250 M2

#1 Oracle E-business Suite Ex-large Model payroll Batch B200M2

Industry’s First

#1SPECint_rate_base 2006 X86/64 4-socket C460 M1

#1 Oracle E-business Suite Medium Model payroll Batch B200M2

#1Vmmark 1.1

2 -socket-Blade B230 M1

#1 2-socket Vmmark B250 M2

#1 VMmark Overall C460 M1

#1 Vmmark 1-Blade C460 M1

#1 2-socket server VMmark B200 recapture

#1SPECjbb2005 X86/64 2-socket B230 M1

#1 Vmmark 2.0 Overall

B230 M2

#1 2-socket VMmark B200 M1

#1 LInPack 2-socket B200 M2

#1 Vmmark 1-Blade B440 M1

slide6

Virtualization has been promised as the answer. However, Virtualization solutions to date may only address part of the problem, but have done so by increasing operational expenses, infrastructure complexity, and risk.

虚拟化

平台

High Complexity

High Touch

计算

平台

网络

平台

  • 机房成本
  • HVAC
  • Power
  • Dwelling
  • 平台采购成本
  • Storage
  • Network
  • Software
  •  Server
  • 组织管理成本
  • Complexity
  • VM Administrator
  • Coordination

成本

成本

成本

今天用户环境下的数据中心虚拟化IT运维部门必须解决随虚拟化而来的网络、计算、虚拟化软件部署和管理整合的复杂性

slide7

统一计算是实现云计算的重要环节

思科新一代数据中心战略核心

互联“云”计算

私有“云”计算

统一计算系统

统一交换网络

数据中心网络整合

slide8

思科关心并能帮助客户解决的问题:

  • 大幅度优化和完善了虚拟化解决方案
    • 对虚拟机感知能实现安全可靠的Vmotion
    • 降低了虚拟化技术本身对硬件资源的消耗
    • 降低对非关键应用的容灾成本
  • 统一的管理模式简化了管理工作
    • 动态网络、计算资源部署
    • 使企业IT的管理更专业化、简单化
  • 适应云计算和虚拟化的高效扩展
    • 一个6100最多40个机箱,320个刀片
    • 内存扩展技术,最大384G内存,更少的服务器支持更多的应用
  • 统一总线以及新的结构大幅降低成本
    • 减少了服务器, 交换机, 适配器, 布线
    • 降低了耗电
    • 减少了管理设备的数量
    • 降低对非关键应用的容灾成本

这一切使思科成为

HP最重视的竞争对手

the mini rack approach
传统刀片架构– the “Mini Rack” Approach

The “Mini Rack”

“Converged Infrastructure” – Where is the innovation?

2 x Ethernet Switches

2 x FC Switches

2 x Rack Managers

16 Servers

The Blade Enclosure

slide10
现有的刀片应用服务器系统---三套分离的网络

随着机框的增多需要增加更多的接入交换机和核心交换机,而且带宽很小

LAN

大量的FC,以太网的光纤和电缆

SAN

需要专门的管理LAN

slide11
思科可以帮助数据中心减少不必要的设备

内嵌式管理系统

采用统一交换网络

提升服务器虚拟化特性

去除不必要的

交换机,

网卡,

管理模块

减少1/3-1/2的支撑设施完成相同的工作

减少物理的服务器,电力和布线

不需要以前购买硬件的内部流程

Mgmt Server

Mgmt Server

Mgmt Server

slide12

统一管理域!

UCS系统的模块化组件及相互关联

UCS 管理工具

内嵌在互连(Fabric Interconnect)模块中

UCS 6100 – 多机箱Fabric互联交换机

Fabric Extender is logically part of the

Fabric Interconnect

UCS 2104 - 机箱Fabric扩展器

Inserts into Blade Chassis

Chassis is logical part of the Fabric Extender

UCS 5108 – 刀片服务器机箱

Blade inserts into the Chassis

Blades are a logical par of the chassis

UCS刀片服务器

Industry Standard Architectures

UCS 虚拟网络适配卡

Cisco VIC, Emulex & Qlogic CNA, Intel Oplin/Niantic, Broadcom Everest

2 nd gen ucs fabric building blocks
2nd Gen UCS Fabric Building Blocks

UCS 6100

UCS 6200

UCS 2104 IOM

UCS 2208 IOM

slide14
UCS 统一架构 — 刀片和机架
  • 思科的 UCS 管理器的管理基础架构与组合的机架和服务器架构一样。

统一结构 / 统一管理

可扩展的 XML API

刀片服务器

B 系列

机架安装 – C 系列

机架顶

行末

  • 57% 服务器市场还是机架安装
  • 对 C 系列的 UCS 管理器支持使其在刀片和机架服务器上具有同样的架构
  • UCS 提供管理投资保护

20%

57%

机架

23%

刀片

来源: IDC,2009

slide16
虚拟化环境下的管理 - 有效组织,单点控制
slide17
UCS——任意分配的计算资源池

IP网络连接

存储网络与设备

Service Profile

一个应用运行所需

计算及相关资源的定义

Service Profile2 基金

Service Profile3备份

6100控制器 (UCSM)

  • UCSM创建和管理多个service profile,代表多台逻辑服务器实例

APP1

  • 服务器属性:
    • 服务器标识UUID
    • BIOS, Firmware 版本/设定
    • 网卡 MAC,WWN
  • 网络访问设定(IP地址等)
  • 存储空间(LUN)分配

无状态计算应用运行所需的服务器及相关资源部署,从过去的数月,到现在的数分钟

基金

备份

slide18
没有应用特性和物理资源绑定

Not just identity

Seamless server mobility

Within interconnect domain

动态业务部署

Complete infrastructure repurposing

Integrated with 3rd part tools

无状态计算的设计屏蔽了环境因素带来的不稳定性,有利于用户进行资源调配、迁移及上线,极大地简化云计算中心设计难度。

Server Name: LS-A

UUID: 56 4d cd 3f 59 5b 61…

MAC : 08:00:69:02:01:FC

WWN: 5080020000075740

Boot Order: SAN, LAN

SAN

LAN

Chassis-1/Blade-5

Chassis-9/Blade-2

UCS无状态计算
slide19
统一网络架构

采用CNA (Converged Network adapters)卡替代原有的网卡(NIC)、FC HBA卡等

减少服务器器上接口卡的数量

降低布线极其管理的复杂度

降低能源消耗

FC Traffic

FC HBA

FC Traffic

FC HBA

All traffic goes over 10GE

CNA

LAN Traffic

NIC

CNA

LAN Traffic

NIC

Mgmt Traffic

NIC

Backup Traffic

NIC

IPC Traffic

HCA

slide20
简洁的布线

Cisco Unified Computing System

其他服务器

可以使用铜缆

  • 线缆减少86%,散热也改善不少
  • 可以使用铜缆,价格只为光纤模块的1/10,节约大量的光纤和光纤模块,特别是万兆的光纤模块非常贵,耗电大大减小
  • 在云计算做应用和迁移的时候不需要频繁插拔线
slide21
大容量的万兆I/O带宽
  • 大容量的I/O提供数量更多的类似cluster的应用
  • 全网只有2台交换机,机框里的extender可以理解为服务器内部的I/O

A

B

20Gb of BW shared across 8 blades

新版本翻倍了上行的可用带宽

80Gb of BW shared across 8 blades

40Gb of BW shared across 8 blades

slide22

虚拟化存储和SAN启动—节约硬盘,加快I/O

  • 刀片服务器本地不配置硬盘
  • 系统直接从SAN启动
  • 存储虚拟化
  • 刀片直接转化为裸的CPU和内存的计算单元

服务器

虚拟化

存储

虚拟化

网络

虚拟化

  • 优势:
  • 节约硬盘,统一共享存储
  • 提高I/O读取速度。一般I/O受限于硬盘的cache,存储虚拟化可以实现大的cache以及通过存储控制器实现多存储的并行读取提高I/O速度
  • 通过VMware等虚拟化软件的HA,Vmotion以及存储的虚拟化实现高级别的容灾和数据安全
slide23
完全硬件级功能

操作系统无需参与,网卡无需做teaming

切换时间极短

无STP收敛时间

操作非常简单

容错与双活

轻易实现容错

双活路径,更高的可用性

特别适用于虚拟化和集群环境

硬件级网络高可用大大简化了数据中心的网络设计和实现。实现了双活路径等重要功能,为包括集群环境在内的绝大多数应用环境提供了更高一级的硬件保障。

网络硬件高可用
slide24

VLAN101

虚拟网卡技术将网络管理提升到虚拟机层面

当前问题:

VMotion

  • VMotion 把VMs迁移到其它物理网口—网络管理策略需要跟进(VLAN Tag )
  • 无法监控虚拟交换机和虚拟机直接的数据流状态
  • 无法区分多个虚拟机VMs到物理网卡的数据流
  • VN-Link:
  • 将网络管理提升到虚拟机VM
  • 加强虚拟网络管理功能

Cisco VN-Link Switch

slide25

UCS Blade

VM

#1

VM

#2

VM

#3

VM

#4

VMW ESX

Pass Through Switch

Virtual Adapter

UCS Switch

UCS Palo 卡 和 Nexus 1000v

- 对虚拟化能力的提升

UCS 硬件虚拟 适配器

Cisco Nexus 1000V

(Software Based)

Server

VM

#1

VM

#2

VM

#3

VM

#4

VMW ESX

Nexus 1000V

NIC

NIC

Nexus

1000V

LAN

virtual security gateway intelligent traffic steering with vpath
Virtual Security Gateway虚拟防火墙IntelligentTraffic Steering with vPath

VNMC

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

VM

4

Nexus 1000V

Distributed Virtual Switch

vPath

VSG

确定访问路径

Access Log

(syslog)

3

流控管理

2

访问初始化请求

1

日志/审计

slide28

终端安全

企业信息建设的思考 - 终端安全隐患
  • 威胁分析
    • 终端感染恶意代码
    • 窜改IP、ARP攻击、伪冒DHCP服务器
    • 敏感数据外泄
  • 传统安全对策 ─ 被动式防御
    • 防病毒引擎
    • 智能双向防火墙
    • 程序行为侦测
    • 应用控管

思科终端安全解决方案 VXI

  • Voice/Vedio Solution UC
  • UCS with Nexus 1000V
  • Cisco VNX

查询终端

开发终端

管理终端

compute options
Compute Options

Blade

  • B200M22 Socket Intel 5600, 2 SFF Disk, 12 DIMM
  • B250M22 Socket Intel 5600, 2 SFF Disk, 48 DIMM
  • B230M22 Socket Intel E7, 2 SSD Disk, 32 DIMM
  • B440M24 Socket Intel E7, 4 SFF Disk, 32 DIMM
  • C200M22 Socket Intel 5600, 4 Disks, 12 DIMM, 2 PCIe 1U

Rack Mount

  • C210M22 Socket Intel 5600, 16 Disks, 12 DIMM, 5 PCIe 2U
  • C250 M22 Socket Intel 5600, 8 Disks, 48 DIMM, 5 PCIe 2U
  • C260M22 Socket Intel E7, 16 Disks, 32-64 DIMM, 7 PCIe 2U
  • C460M24 Socket Intel E7, 12 Disks, 64 DIMM, 10 PCIe 4U
cisco ucs form factor neutral
Cisco UCS 架构 是Form-Factor Neutral

无论是 刀片式或是机架式, UCS客户都享有以下的优势:

Consolidated & Unified Infrastructure

Unified Management & Dynamic Provisioning

Virtualization Optimization

Memory extension technology

Blade servers

Rack servers

Blade & Rack servers

slide32

UCS扩展方式

- Server Layer Scales Independently From Management and Access Switching

  • 2 Access Layer Switches
  • 1 Embedded Management Module
  • 2 Access Layer Switches
  • 1 Embedded Management Module
  • 2 Access Layer Switches
  • 1 Embedded Management Module

FEX

1 hop

FEX

1 hop

FEX

1 hop

Add 1 Chassis and 2 C-Series

Add X C-Series

key advantages
Key Advantages
  • 1. Unified Fabric with FCoE
    • Cuts complexity of I/O subsystem in half; Excellent I/O scalability
  • 2. Extended Memory Technology
    • 384GB RAM per blade; 2-4X more VMs per blade; Cut memory cost in half
  • 3. Virtualization Efficiencies
    • Better manageability, performance and scalability for virtual machines.
  • 4. Hardware Abstraction
    • Map server profiles to stateless compute blades in minutes; Ease of failover; Ease of replication; enables compute resources on demand
  • 5. Consolidated Management
    • Single embedded and open XML based management interface; interfaces to off-the-shelf and customer management utilities
slide34
议题
  • 思科统一计算系统概述
  • 从应用和运维角度谈UCS特点和优势
  • 成功案例
slide35

How to Sell UCS?

项目早期介入或由Cisco发起项目,More earlier, More opportunity to win.

找到合适的对象:BDM/TDM/Server Department

寻找合适的切入项目

Deliver Message:数据中心的三大趋势:

1.千兆->万兆

2.虚拟化

3.网络融合FCOE

UCS将三者完美结合

突出UCS的四大优势:

1.整体架构优势

2.基于Service profile 的无状态计算

3.虚拟化的优化

4.统一集中的管理

有效利用UCSSmart Play Bundle

  • 服务器虚拟化驱动每台服务器需要更多的网络带宽
  • 网络存储的增长带动服务器需要更高带宽
slide36

典型UCS切入项目

服务器虚拟化

虚拟桌面项目VDI

服务器整合

客户从机架服务器转向采用刀片服务器

新数据中心的重新设计

数据库和应用的迁移

SAP / ERP系统平台的重新设计

小型机/MainFrame向X86平台的迁移

IaaS基础架构即服务的云平台

  • 服务器虚拟化驱动每台服务器需要更多的网络带宽
  • 网络存储的增长带动服务器需要更高带宽
slide37

哪些场景能突出UCS的优势?

高可用性—永恒的话题

管理和运维—集中、简化的管理

服务器资源的灵活调配

虚拟化的应用

企业私有云IaaS

  • 服务器虚拟化驱动每台服务器需要更多的网络带宽
  • 网络存储的增长带动服务器需要更高带宽
slide38

UCS优势一: 独特的架构优势

MGMT

MGMT

SAN

SAN

LAN

LAN

Additional LAN & SAN Connections

Additional LAN & SAN Connections

  • 过去20年发展的现状
    • 规模的扩展,而不是理念
    • 不断增长的服务器,交换机数量
    • 添加各种管理工具,而不是集成
    • 采用虚拟化“放大”了问题
  • 结果
    • 更多需要被管理的设备
    • 更困难地维持管理策略的统一
    • 更困难地保证安全
    • 更困难地扩展

Additional Management Connections

Additional Management Connections

Multiple Ethernet Connections

Multiple SAN Connections

Separate Remote Management per Chassis

Multiple Management Modules

slide39

UCS优势一: 独特的架构优势

MGMT

MGMT

SAN

SAN

LAN

LAN

Additional LAN & SAN Connections

Additional LAN & SAN Connections

  • 内嵌式管理系统
  • 采用统一交换网络
  • 提升服务器虚拟化特性
  • 去除不必要的

交换机,

网卡,

管理模块

  • 减少1/3-1/2的支撑设施完成相同的工作

Additional Management Connections

Additional Management Connections

Multiple Ethernet Connections

Multiple SAN Connections

Separate Remote Management per Chassis

传统刀片服务器:

布线复杂,成本高

Cisco UCS:

大大简化布线,同时改善散热

Multiple Management Modules

ucs service profile
UCS 优势二 Service Profile/无状态计算

Cisco UCS

Service Profile

NIC MACs

HBA WWNs

Server UUID

VLAN Assignments

VLAN Tagging

FC Fabrics Assignments

FC Boot Parameters

Number of vNICs

Boot order

PXE settings

IPMI Settings

Number of vHBAs

QoS

Call Home

Template Association

Org & Sub Org Assoc.

Server Pool Association

Statistic Thresholds

BIOS scrub actions

Disk scrub actions

BIOS firmware

Adapter firmware

BMC firmware

RAID settings

Advanced NIC settings

Serial over LAN settings

BIOS Settings

LAN

SAN

slide41

UCS提供了基于Service Profile 和 Server Pool的高可用性解决方案,为传统高可用方案提供有效补充:

典型场景:

1.企业或金融机构仍然存在很多单机版的应用,当出现服务器硬件故障时,系统管理员需要新部署服务器/操作系统/应用/数据恢复,系统恢复时间长、同时需要花费大量的精力。借助UCS,系统管理员只需要将Service Profile 重新绑定到新的可用计算单元,即可”克隆”出一台服务器,快速实现系统恢复。

2. 对已经部署了传统高可用解决方案的应用,当硬件故障发生时UCS可以快速“克隆”一台服务器,使集群恢复正常的状态,避免客户重要应用因为长时间单机运行导致的性能或潜在的宕机风险。

3.轻松实现不同应用之间的N+1和N+i冗余,无需昂贵的HA License

4.UCS的提供的服务器池可以跨机箱,极端情况当一笼刀片全部损坏,可以快速启用其他刀箱中的刀片

UCS优势三:高可用性

  • 特点:与操作系统和应用无关,无需任何软件支持
  • 成本低廉,无需HALicense,实施便捷,操作容易
  • 规模大大扩展 –跨机箱/320个节点
  • 网络HA:传统硬件厂商没有硬件级的服务器计算网络HA解决方案。而是通过OS级的NICteaming实现,为业务部署带来了不灵活性
  • 实现方式:将Service Profile 绑定到服务器池,当服务器出现硬件故障时,系统会从服务器池中找到可用的服务器,重新把Service Profile绑定到新的服务器,实现应用的快速恢复,恢复时间大约在5分钟
slide42

典型场景:

.1、通过ServiceProfile 的模板结合VmwareAutoDeploy可以快速批量部署Vmware虚拟化平台。

达到效果:管理员建立好Service Profile 模板,只需点击该模板-〉根据模板生成Service Profile->填入生成的台数 若干时间后,所有服务器均自动部署完成。

2.有些企业应用的license是和服务器硬件绑定的,比如SAP,IBM spss,OEM OS 等,当更换或升级硬件后,管理员往往要花很多时间重新申请和激活license,UCS的 service profile则可以轻松通过将sevice profile 重新绑定到新服务器的方式“克隆”一台服务器来解决,大大节省更换或升级硬件平台的时间。

3、UCS在客户布好线、上电配置好6120/6248的管理地址后,除非更换硬件,管理员可以不再需要进入服务器机房,所有操作包括操作系统,应用系统的安装部署,系统的监控管理都可以远程通过KVM进行。

UCS优势四:简化运维管理

  • 集中的跨机箱的刀片、机架服务器统一管理
  • 简化布线
  • 快速自动化虚拟化平台部署
  • 轻松解决License 硬件绑定问题
  • 内置免费的KVM远程管理
  • 按角色的服务器权限和资源管理
  • 内置的网络流量统计监控及策略控制
slide43

UCS优势五:虚拟化优化/Adapater-FEX/VM-FEX

  • 部署虚拟化后带来的挑战:
  • 无法监控VM之间的流量,无法做VM之间的TroubleShooting
  • vSwitch配置由于要每台服务器单独做配置,繁琐而且容易产生不一致的情况
  • 服务器管理员和网络管理员/虚拟化管理员很难有清晰的界限,服务器管理员需要配置虚拟交换机的Vlan/端口策略等,这些是服务器管理员不熟悉的领域
  • 可配置的网络策略少 (no QoS, no ACL, …)
  • VM-FEX的价值:(Cisco 独有的技术!)
  • 将虚拟网络和物理网络整合到一个层面
  • 通过消除每台主机上的vSwitch,大大减少网络管理点,避免产生vSwitch配置不一致的情况
  • 将网络管理和服务器管理有效分离
  • 可以虚拟机的流量和物理机的流量按同样方式管理和监控
  • 通过消除vswitch释放更多的主机CPU资源
  • 提高网络I/O性能
slide44

UCS优势六:动态服务器资源管理

  • 典型场景:业务应用中有波峰波谷的场景,比如商业智能应用
  • 通常ETL会在晚上进行,对大数据量往往要花很长时间,可以并行处理。而白天则是数据仓库服务器/在线交易服务器耗资源比较多。通过UCS的无状态计算,可以有效调配资源的分配,白天可以将ETL服务器更多的用于DW,晚上则可以将更多的计算资源用于ETL实例,以提高ETL效率
  • BI应用各个服务器之间需要大量的数据网络交互,而UCS的高带宽/低延迟可以有效提高系统性能
slide45

UCS优势七:通过无状态计算有效减少服务器台数UCS优势七:通过无状态计算有效减少服务器台数

slide46
UCS优势八:通过无状态计算实现跨部门资源共享UCS优势八:通过无状态计算实现跨部门资源共享
slide48

有效利用UCS Smart Play Bundle 赢得项目

Tips : 在ccw中输入UCS-SP搜索UCS bundle

slide50
议题
  • 思科统一计算系统概述
  • 从应用和运维角度谈UCS特点和优势
  • 成功案例
slide52

典型案例分享:xx集团VDI项目

  • 客户需求:
  • 提高xx集团办公系统安全与维护管理水平
  • 加强专卖店信息化管理
  • 方案规模:
  • 总部500个终端(一期)
  • 全国31个专卖店3000个终端(二期)

6509 B

6509 A

6120 A

6120 B

FCoE存储/双控制器

FCoE存储/双控制器

Cisco UCS+VMware

Cisco UCS+VMware