數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)分析

取長補短 用戶的理想做法

《孟子·滕文公上》：“今滕絕長補短，將五十里也，猶可以為善國?！?取長補短泛指在同類事物中吸取這個的長處來彌補那個的短處。在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的供配電、空調(diào)新風(fēng)、集中監(jiān)控、消防、布線等眾多方面，用戶最理想的做法是盡量把“短”的方面補“長”，而不應(yīng)該一味地對“長”的方面再加“長”。

中國計算機用戶協(xié)會機房設(shè)備應(yīng)用分會副理事長沈衛(wèi)東講，用戶給機房設(shè)施“隨需應(yīng)變”的要求，對機房的規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備選型、運行維護等四個環(huán)節(jié)及電源、空氣調(diào)節(jié)、防雷、機柜、監(jiān)控等多個子系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。

從目前看來，對于很多用戶來講，制冷和空氣調(diào)節(jié)的“木板”有點短，文章前面提到的服務(wù)器宕機也因此所致。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國有近33％的機房曾因為空調(diào)制冷問題出現(xiàn)過宕機現(xiàn)象。除了因制冷系統(tǒng)問題影響數(shù)據(jù)中心整體可用性外，耗電量大的問題也一直困擾著人們。在機房中，除了必不可少的IT負載，空調(diào)制冷設(shè)備的耗電量位列次席。

“傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)是基于二三十年來陳舊的制冷科技而設(shè)計的，它們僅考慮到空調(diào)主機本身的制冷能力，而不考慮機柜內(nèi)部IT設(shè)備的制冷需求，常常會出現(xiàn)機房的室溫很低，但某些機柜內(nèi)卻超過了IT設(shè)備正常工作的溫度。即使在整個機房內(nèi)，這種制冷解決方案也沒有考慮到冷熱氣流通道的問題，使得冷熱氣流混合無序，大大降低了制冷效率。而制冷效率降低除了可能降低系統(tǒng)可用性外，還可能導(dǎo)致運行成本大幅增加?！鄙蛐l(wèi)東講。

42U的機柜通常所裝載的設(shè)備為什么只占據(jù)10~20個U？這是機柜的散熱能力以及配電能力有限所致。我們具體分析一下原因。

機柜內(nèi)的設(shè)備需要溫度、濕度適宜，并且風(fēng)量充足的冷風(fēng)（冷空氣）。這些冷風(fēng)被機柜內(nèi)的IT設(shè)備吸入，從而為設(shè)備內(nèi)的部件尤其是CPU降溫。當(dāng)機柜內(nèi)設(shè)備增加到一定數(shù)量時，由地板出風(fēng)口送出的冷風(fēng)的風(fēng)量將不能滿足所有設(shè)備的需求，從而形成部分IT設(shè)備配風(fēng)不足而過熱。解決機柜內(nèi)設(shè)備密度擴展時遇到的這種局部熱點問題可以采用調(diào)配IT設(shè)備位置的方式來解決。例如，把熱負荷最大的設(shè)備安裝在機柜中部位置，以便獲得最大的配風(fēng)風(fēng)量。另外，在機柜的上部或下部位置安裝軸向水平的強排風(fēng)扇，增強上部或下部的吸入能力（即減小IT設(shè)備的入口靜壓），從而增加配風(fēng)風(fēng)量。值得注意的是，早期機柜的頂部通常都安裝有垂直軸向的、向上排風(fēng)的強排風(fēng)扇，但這種風(fēng)扇對目前的標準IT機柜沒有任何作用，因為現(xiàn)在所有的機架式IT設(shè)備均為前進風(fēng)、后排風(fēng)。

合理的布置機柜對于確保機柜擁有適當(dāng)溫度和足夠的空氣非常重要。采取“面對面、背靠背”的機柜擺放方式，這樣在兩排機柜的正面面對通道中間布置冷風(fēng)出口，形成一個“冷通道”的冷空氣區(qū)，冷空氣流經(jīng)設(shè)備后形成的熱空氣，排放到兩排機柜背面中的“熱通道”中，通過熱通道上方布置的回風(fēng)口回到空調(diào)系統(tǒng)，使整個機房氣流、能量流流動通暢，提高了機房精密空調(diào)的利用率，進一步提高制冷效果。

目前，一些廠商也對此非常關(guān)注，并推出了相關(guān)方案。APC公司市場推廣總監(jiān)楊曉怡介紹，APC新推出一系列與InfraStruXure（英飛集成系統(tǒng)）兼容的模塊制冷解決方案，包括InfraStruXure InRow RC（英飛 InRow 機柜制冷單元）、InfraStruXure Cooling Distribution Unit（CDU，英飛制冷分配單元）和Rack Air Containment System（RACS，圍欄式機柜氣流解決方案）。這些新的制冷產(chǎn)品是可擴展的、可升級的、模塊化的，能夠提供具有可預(yù)測性的準確效果。與傳統(tǒng)的制冷方式相比，可提供可靠的、可預(yù)測的、足夠的制冷能力。這些制冷產(chǎn)品是APC整體數(shù)據(jù)中心解決方案的組成部分，其安裝非常簡便。通過減少數(shù)據(jù)中心規(guī)劃和建立的時間，可以為用戶帶來更多的效益。

艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司信息機房設(shè)計總工朱利偉認為，該公司提供的動力機房一體化整體解決方案中包括機房氣候調(diào)節(jié)解決方案部分，以解決機房設(shè)備對于制冷的需求。DataMate 3000系列空調(diào)是小型機房專用空調(diào)產(chǎn)品，包括7KW和12KW兩種制冷量、并具有多種配置供選擇; DataMate迷你型電信專用精密空調(diào)，具有完整的溫濕度控制功能，是專為保障在通信機房及計算機房中使用的精密電子設(shè)備而設(shè)計的，制冷量范圍從4.9KW~8.6KW；模塊化精密空調(diào)系統(tǒng)Challenger M+系列，模塊制冷量范圍寬，從20KW~100KW，適用范圍廣；Deluxe System豪華系統(tǒng)精密空調(diào)專為精密電子設(shè)備提供全方位的環(huán)境控制。

科士達最近推出了一體化柜式機房正是整體機房理念的產(chǎn)物，在標準機柜內(nèi)，整合了動力輸入、智能配電、環(huán)境監(jiān)控、溫度調(diào)節(jié)、布線管理等功能在內(nèi)的一體化方案。

步線行針 用戶別忽略布線

元·康進之《李逵負荊》二折：“哪怕你指天畫地能瞞鬼，步線行針待哄誰？”步線行針比喻周密布置。用戶在進行數(shù)據(jù)中心布線時，同樣要進行周密考慮，理想的方式是加上管理功能。

數(shù)據(jù)中心的電纜分為兩大類：一類是動力電纜，比如為每個設(shè)備提供的供電電纜；另外一類為信號電纜。朱利偉表示，“對于動力電纜，要求對每個電纜的來向、去向進行詳細而準確的標記，貼上標簽等。信號電纜包括服務(wù)器的外設(shè)電纜、網(wǎng)絡(luò)電纜以及光纖等。通過KVM或者遠程控制系統(tǒng)可大大節(jié)省外設(shè)電纜。網(wǎng)絡(luò)電纜或光纖要求標示清晰，捆扎整齊。此外在數(shù)據(jù)中心建設(shè)的時候，必須規(guī)劃好足夠使用的信息點，避免后期不斷修改、不斷增加電纜導(dǎo)致的混亂。”

機柜內(nèi)的設(shè)備需要供電以及與機柜外部進行通信。當(dāng)機柜內(nèi)的IT設(shè)備數(shù)量增加時，這些線纜、連接端子同時成倍增加，如果要增加電源排插的數(shù)量，則需要考慮是否該留有空間、在配電柜上是否應(yīng)留有接線位置。機柜內(nèi)的布線空間也是需要提前考慮的，因為當(dāng)機柜內(nèi)的功率密度提高時，設(shè)備后部的線纜將明顯增加風(fēng)阻，所以必須考慮線纜管理及走線空間的問題。

哈爾濱商業(yè)大學(xué)進行了擴建，機房也重新進行了建設(shè)。該大學(xué)圖書館副館長孫明先生介紹，“他們采用了InfraStruXure英飛系統(tǒng)，采取上走線方式，所有的連接線全部從機柜的頂端穿過。這樣一來，在移動設(shè)備或維修時就不用像原來那樣要翻開地板尋找各種連接線，減少了服務(wù)器、交換機等關(guān)鍵負載和UPS之間的故障點，提高了整個電力系統(tǒng)的可用性?！?/P>

SYSTIMAX中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)許向紅表示，SYSTIMAX iPatch實時網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)中心提供了銅纜和光纜連接交互式的實時控制。結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)管理的響應(yīng)時間更快、安全性更好。系統(tǒng)提供了自動的路由管理，幫助技術(shù)人員正確完成工作指令并提供服務(wù)。

西蒙中國技術(shù)經(jīng)理陳宇通認為，機房日常管理工作量最大的是線路維護和跳線管理，隨著時間的累積，不正確的文檔記錄完全不能體現(xiàn)機房內(nèi)線路的實際情況，等同虛設(shè)。西蒙公司最新推出的智能管理布線系統(tǒng)MapIT，在西蒙高端布線系統(tǒng)上融合了傳感技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)，將布線系統(tǒng)及其連接設(shè)備互動起來，以實現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)及實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)端口連接。

泰科電子公司高級技術(shù)主管許楠則從另一個角度對問題進行了闡述。用戶通常需要在有限的空間內(nèi)最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)容量。泰科電子公司推出了銅纜MRJ21高密度的布線系統(tǒng)產(chǎn)品，以及光纖MPO高密度布線系統(tǒng)產(chǎn)品，同時與智能布線管理系統(tǒng)AMPTRAC相結(jié)合，滿足了數(shù)據(jù)中心和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的特殊要求。

舍近求遠 用戶遠程管理于指尖

《后漢書·臧宮傳》：“舍近謀遠者，勞而無功；舍遠謀近者，逸而有終?！?舍近求遠是指舍去近處的，追求遠處的。對于數(shù)據(jù)中心來講，我們還真需要一種舍近求遠的做法，在遠程管理于指尖。

當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)時代，如何提高競爭力，如何加強數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和管理已迫在眉睫。面對機房不斷擴容、遷址、改建、新建的變化，越來越多的用戶已經(jīng)不愿再被動應(yīng)對。有什么辦法能讓用戶在不斷成長的數(shù)據(jù)中心面前游刃有余呢？

哈爾濱商業(yè)大學(xué)圖書館副館長孫明先生講: “中心機房放置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器采用機架式安裝。一般按每個機柜安裝5個服務(wù)器配置，服務(wù)器采購時配備機架導(dǎo)軌，同時為每個機柜配置顯示器、鍵盤、顯示器隔板、鍵盤抽屜和8口顯示器鍵盤共享器?！毕到y(tǒng)中各種功能模塊、控制模塊都可以通過內(nèi)部的LAN進行監(jiān)控，管理員可以在遠程監(jiān)控中心的監(jiān)控PC上查看整個UPS系統(tǒng)內(nèi)部各個模塊和配電單元的狀態(tài)，并可隨時處理系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和故障。對遠程管理，孫先生深有體會，“我們圖書館在江北的新校區(qū)，而機房管理人員都住在江南，距離很遠，正是遠程管理功能幫了忙，因為管理員可以在遠程通過Web方式實時監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，在家里也能進行管理操作?！?/P>

美國Avocent公司中國戰(zhàn)略合作伙伴總監(jiān)張婷女士表示: “用戶對整體系統(tǒng)的每個子項都需要一種管理工具，界面、賬號、密碼都不盡相同，但用戶需要的是一個整合的統(tǒng)一管理平臺?！盇vocent新一代數(shù)據(jù)中心管理方案，通過“Over IP”遠程集中式服務(wù)器管理、串口設(shè)備管理、電源設(shè)備管理、環(huán)境監(jiān)控等，將機房所有IT資源全部整合到統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu)中，并通過強大的統(tǒng)一管理界面，高效集中管理任何地點、任何分散的機房IT設(shè)施。

Raritan中國區(qū)技術(shù)經(jīng)理周里功認為，Raritan的“無人機房”解決方案能實現(xiàn)管理者在任何時間、任何地點都可以集中管理機房的設(shè)備。該方案可以管理的設(shè)備有：跨平臺的各種服務(wù)器、交換機、路由器、UPS等基于串口控制的設(shè)備，對設(shè)備的管理可以做到遠程的電源開關(guān)機管理和BIOS一級的管理和維護。

相關(guān)鏈接一

·實例分析·

為了提高網(wǎng)絡(luò)運行性能，吉林鐵通決定對既有信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行重新梳理，在吉林鐵通現(xiàn)有的中心機房內(nèi)，供配電、精密空調(diào)、防雷和環(huán)境監(jiān)控等設(shè)備已經(jīng)完成了一體化組合設(shè)計，無須進行重新整合，而供電系統(tǒng)和布線工程則是此次改造的“重頭戲”。

在通信大樓中，數(shù)量眾多的IT設(shè)備分布在不同的樓層。通信大樓中心機房原來用的都是小容量的逆變電源，供電系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足網(wǎng)絡(luò)通信運營。因此，采用大功率UPS系統(tǒng)成為吉林鐵通所考慮的問題。此外，在選擇UPS時考慮的另一個問題是，改變原來的分布式電源管理方式，通信大樓1樓中心機房的UPS系統(tǒng)將為1樓到6樓的所有IT通信設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供電力保障，因此從1樓到6樓都必須重新設(shè)計走線?？迫A三進三出并聯(lián)型FR-UK/B33100（100KVA）工頻機UPS系統(tǒng)應(yīng)用于省級通信大樓的中心機房，為1樓到6樓的所有IT通信設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供電力保障，形成UPS、布線、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等一體化整體解決方案。

從分布式管理向集中式管理轉(zhuǎn)變不是一件容易的事，首先要解決通信樓龐雜的布線。如果在原來的布線基礎(chǔ)上直接增加線路，只會讓管理更加困難，而且對于系統(tǒng)維護及日后擴容都將是一項浩大的工程，要從根本上解決問題只有重新設(shè)計走線。方案實施時，對1樓到6樓全部線路進行調(diào)整，并重新配置交流配電柜，每層樓的交流輸入、輸出線走單獨的線槽，從而為集中管理打下基礎(chǔ)。方案還配置了KELONG UNMS-1網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)，通過UPS的RS-232、RS-485通信接口和外配軟件，可以方便地實現(xiàn)UPS的近程和遠程的智能監(jiān)控。

相關(guān)鏈接二

編看編想

留有余地

數(shù)據(jù)中心機房可以簡單認為由兩個層面組成——IT層面和機房設(shè)施層面。從目前國內(nèi)的情況看，機房設(shè)施的建設(shè)有“一步到位”的方式與“逐步升級”的方式，對于很多用戶來講，更愿意選擇后者。這就牽扯到擴容問題，所以要為將來的擴容“留有余地”。

在規(guī)劃環(huán)節(jié)，首先需要在機房選址問題上考慮擴展性的要求，包括對面積、樓層位置、樓層凈高、地面載荷等方面的要求。如果決定采用單一房間，顯然要考慮未來擴容時的IT設(shè)備及機房設(shè)備的面積需求。擴容時如要占用其他房間，這就需要同時對欲占用的房間進行同樣的結(jié)構(gòu)評估。

沈衛(wèi)東介紹說，空調(diào)室外機與機房的垂直距離不宜超過15米，所以機房的選址樓層多選在距離樓頂、底層或設(shè)備層較近的樓層，并預(yù)留足夠的空間，以備未來機房空調(diào)系統(tǒng)擴容時安裝空調(diào)室外機。如果未來擴容時希望增大機房內(nèi)的設(shè)備密度，則必須考慮未來的設(shè)備重量與機房地板的承重力。

對于一般規(guī)模機房來講，可以不考慮擴容對電力變壓器的要求，但是需要考慮機房供電線路的容量問題。由于供電線路的擴容改造工程比較復(fù)雜，所以建議在機房初建時，應(yīng)預(yù)留能夠滿足未來機房設(shè)備擴容需求的容量，其中應(yīng)特別注意空調(diào)機等設(shè)備的負荷問題。(cnw)