隨著IT信息系統(tǒng)的不斷拓展,規(guī)模不斷擴大,且大規(guī)模自然災(zāi)害、人為災(zāi)害和突發(fā)事件的不斷發(fā)生,導(dǎo)致信息系統(tǒng)風(fēng)險積聚,國內(nèi)監(jiān)管機構(gòu)對監(jiān)督、檢查力度不斷增強。為降低信息科技、業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,有效管理風(fēng)險造成的損壞,就基礎(chǔ)設(shè)施來說,尤其是應(yīng)該提高其可用性,將數(shù)據(jù)中心從一個不可預(yù)測的、低效率的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭沙掷m(xù)發(fā)展的、高效率的狀態(tài),極大的降低、改善數(shù)據(jù)中心運營成本和IT預(yù)算。
數(shù)據(jù)中心建設(shè)大致可分兩種情況進行實現(xiàn),一個是新的數(shù)據(jù)中心設(shè)計,另一個現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的改擴建。對于兩種情況來說,建筑設(shè)計、供電設(shè)計、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、綜合布線設(shè)計、安全和相應(yīng)的照明系統(tǒng)的設(shè)計是基本的。但對于基礎(chǔ)設(shè)施高可用性而言,建筑結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、綜合布線又是重中之重,以下就如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施高可用性的措施做一些闡述。
數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容
基礎(chǔ)設(shè)施高可用的主要技術(shù)措施
1.建筑結(jié)構(gòu)
作為承載重要信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,在場地選址方面需要考慮以下幾個方面,總體來看,包括有:城市重點發(fā)展區(qū)域:數(shù)據(jù)中心對于電力供應(yīng)、通訊配套、市政配套等要求將能得到較高的保障力度;另一方面數(shù)據(jù)中心一般要求是盡量靠近永久性道路,具備較好的市政條件,便于解決供水、供電、通信線路。
在數(shù)據(jù)中心建筑物方面還需考慮:數(shù)據(jù)中心機房主體建筑外形工整,體型簡潔,盡量減小外墻面積;增強建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能和隔熱性能;主機房和不間斷電源系統(tǒng)室設(shè)計活荷載要達到8-10KN/㎡,電池室活荷載要達到16KN/㎡,主機房的耐火等級不應(yīng)低于二級。
2.電氣系統(tǒng)
對于電氣系統(tǒng)來說,在外電源滿足的情況下,數(shù)據(jù)中心的設(shè)計要在預(yù)定的生命周期內(nèi)滿足數(shù)據(jù)中心使用需求,并能做到隨需而變。在動力供配電系統(tǒng)方面,一套可靠的、良好的計算機供配電系統(tǒng)是保證計算機設(shè)備、場地設(shè)備及輔助用電設(shè)備安全運行的先決條件。為保證計算機設(shè)備的供電質(zhì)量,機房場地要求有獨立配電系統(tǒng),雙源互投系統(tǒng),加UPS組成停電系統(tǒng)等,達到一級負荷標準對于很多使用的大型服務(wù)器等設(shè)備,還需要做到可靠的接地。通過電池配置,優(yōu)化UPS系統(tǒng)可靠性。在外部電源失電的情況下,節(jié)能環(huán)境保護型的發(fā)電機采用自動或手動的并網(wǎng)功能,通過母線段繼續(xù)給負載提供源源不斷、穩(wěn)定的供電,以提高數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的高可用性。
3.空調(diào)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的能耗占到數(shù)據(jù)中心總能耗的45%左右,對整個空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化,可極大增加設(shè)備的使用壽命,提高空調(diào)系統(tǒng)的可用性。
首先,大型數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)目前使用本身帶有微電腦控制的冷水機組,可實現(xiàn)全自動操作控制運轉(zhuǎn)。并采用自動控制水平較高制冷機組,根據(jù)需要自動進行冷量調(diào)節(jié);設(shè)備可靠性的提高,增強了空調(diào)系統(tǒng)的高可用性。
再次,通過合理的規(guī)劃提供N+X冗余,從而避免單一故障點對空調(diào)系統(tǒng)高可用性造成的影響。最后,在運行維護中通過有效的養(yǎng)護和設(shè)備備品備件的管理,提高其高可用性。
4.綜合布線
從布局上來講,在機房有三點值得注意:第一是空間節(jié)約;第二是線纜有效管理,改善空氣對流的通道;第三是提高設(shè)備運行的可靠性?;A(chǔ)網(wǎng)的建設(shè)要有超前性、前瞻性,需滿足現(xiàn)在5年、8年的需求,甚至10年、15年以后的規(guī)劃。線纜管理配線的密度與線纜在機房的散熱效力相關(guān),如果線纜比較混亂,有源設(shè)備散熱很難完成;如果線纜比較順暢,那么會節(jié)省一些制冷設(shè)備消耗的能量。機房布線還有非常多的東西在里面,包括理性理線,理性理線可防止混亂線纜造成散熱通道堵塞,可以提高制冷效率。
綠色機房與基礎(chǔ)設(shè)施高可用性
談數(shù)據(jù)中心高可用性必須包括綠色機房的概念。綠色機房的概念應(yīng)該包括節(jié)能和環(huán)保兩部分,其中節(jié)能不僅僅是節(jié)省電能,還應(yīng)該包括節(jié)約。這種節(jié)約是多方面的,包括節(jié)電、節(jié)省制冷設(shè)備消耗以及設(shè)備備份和冗余,其中還應(yīng)包括機房空間的節(jié)約和所有資源的節(jié)約。因此數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)需力求滿足節(jié)能和環(huán)保的要求,通過資源的整合利用,增加設(shè)備的使用率,提升設(shè)備使用的可靠性,以提高基礎(chǔ)設(shè)施的高可用性。下列通過業(yè)內(nèi)專家、各類服務(wù)商和大量實踐經(jīng)驗的總結(jié),就基礎(chǔ)設(shè)施的綠色發(fā)展方向做了一些整理,具體如下:
1.緊靠熱源的制冷:這種架構(gòu)可大大縮短熱源與排熱系統(tǒng)之間的距離,保證對產(chǎn)生熱量的位置進行充分制冷。
2.空調(diào)下置式風(fēng)機:機房內(nèi)冷熱通道的送風(fēng)方式被越來越多的人士所認可與接受,并在實際的機房布局中加以充分利用。針對這種情況,出現(xiàn)了基于 ;下置式風(fēng)機 ;理念,通過風(fēng)機的下置可以大大降低送風(fēng)路徑對冷量造成的損失,并且對于設(shè)備的日常維護保養(yǎng)也提供了便利。
3.應(yīng)用合理規(guī)劃的組件: ;邊成長邊投資 ;理念的模塊化可擴展架構(gòu),可以根據(jù)實際需要對某些設(shè)備或區(qū)域進行針對性供電和制冷。機房空調(diào)為此要求機房精密空調(diào)系統(tǒng)具有送風(fēng)、回風(fēng)、加熱、加濕、冷卻、減濕和空氣凈化的能力。精密空調(diào)通常舒適性空調(diào)冷負荷中有30%是為了消除潛熱負荷,有70%是為了消除顯熱負荷。對機房來講,其情況卻大不相同,機房主要是設(shè)備散出的顯熱,室內(nèi)工作人員散出的熱負荷及夏季進入房間的新鮮空氣的熱濕負荷(僅占總負荷的5%)。合理規(guī)劃的架構(gòu)無需為閑置設(shè)備支付更高額外的成本。
4.充分利用地區(qū)自然氣候:如果室外氣溫低于設(shè)定的溫度點,通過控制調(diào)節(jié)風(fēng)門的開啟,將室外空氣經(jīng)過濾后進入冷卻系統(tǒng)。
5.定期監(jiān)視和調(diào)整:通過不斷測試及調(diào)整環(huán)境,使機房環(huán)境達到最佳的溫濕度。
6.避免系統(tǒng)過度冷卻現(xiàn)象:通過這樣不斷的測試,就能確定系統(tǒng)的合理電力負荷估計值比廠商的估計值低多少。知道這一點后,企業(yè)就能監(jiān)控每個機架的電力使用情況,相應(yīng)調(diào)整冷卻系統(tǒng),從而減少冷卻過頭所浪費的能源。
7.不斷改進熱隔離:為了隔離熱量,企業(yè)可以在熱通道的兩頭以及機架上的冷卻排氣系統(tǒng)周圍使用透明塑料掛簾,以使管道和設(shè)備周圍形成一道物理屏障。
8.利用廢熱:通過在靠近用電區(qū)域的地方發(fā)電,降低電力成本,并且減少輸電過程中損耗的電量;也可直接來自熱電聯(lián)供。
數(shù)據(jù)中心作為承載業(yè)務(wù)的重要IT基礎(chǔ)設(shè)施,承擔著穩(wěn)定運行和業(yè)務(wù)創(chuàng)新的重任。恒溫恒濕空調(diào)顯熱比是顯冷量與總冷量的比值。空調(diào)的總冷量是顯冷量和潛冷量之和,其中顯熱制冷是用來降溫的,而潛冷是用來除濕的。機房的熱量主要是顯熱,所以機房空調(diào)的顯熱比較高,一般在0.9以上(普通舒適型空調(diào)只有0.6左右)。 大風(fēng)量、小晗差是機房空調(diào)與其他空調(diào)的本質(zhì)區(qū)別。采用大風(fēng)量,可以使出風(fēng)溫度不至于太低,并加大機房的換氣次數(shù),這對服務(wù)器和計算機的運算都是有利的。在新的經(jīng)濟形勢下,對于數(shù)據(jù)中心提出更高的要求。為高效運行數(shù)據(jù)中心并有效降低運營成本,對于高可用數(shù)據(jù)中心也進一步提出了新的要求。
數(shù)據(jù)中心是有許多復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)組成,如電力、空調(diào)、通信等都可以通過設(shè)備的可靠性、合理的規(guī)劃和良好的組織管理來提升數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的高可用性。使數(shù)據(jù)中心變得更加綠色,具有更好的IT投資回報,提供更廣泛的優(yōu)質(zhì)服務(wù),體現(xiàn)更多的價值。
用戶在追求高可用性IT管理與服務(wù)時,僅僅在IT硬件和軟件平臺投入巨資是遠遠不夠的,還需要與之相匹配和互補的基礎(chǔ)設(shè)施,如供配電、空調(diào)、以及其它相關(guān)的環(huán)境支持系統(tǒng),這樣才能達到IT用戶對數(shù)據(jù)中心高可用性的目標。