构建智能数据中心网络

数据中心是业务的核心，随着传输速度和活动设备密度的不断增长，数据中心正在向物理层提出更高要求。企业网络中储存和移动的数据量正大幅增加，用于处理数据的高密度刀片服务器和存储设备的能源消耗和热量都在飞速增长。

此时，运用强大的综合基础设施来应对这些问题并支持未来数据中心的扩展，比以往任何时候都重要。“容量规划”流程可在保证性能稳定的前提下，帮助数据中心灵活地优化网络投资，以适应将来的业务和技术需求。

需优先考虑的问题

基于泛达实验室对于数据中心的研究，在构建和升级数据中心战略规划中总会重复出现一些问题。因为在数据中心项目规划的过程中，人们总是忽略以下问题：

一、容量规划。数据中心的设计和未来能源、冷却空间和空间管理的增长将通过容量规划完成。有效对这些核心资源进行部署和管理，数据中心才能够高效运行，并按照要求进行扩展。

二、可靠性。可靠的基础设施由充足的能源和冷却空间、有效的系统组件接线和接地以及保护、安排和管理布线结构的路径组成。通过由优质部件和材料组成的强大系统，数据中心可以将网络中断可能性降至最低，将运行时间和业务连续性达到最大化。

三、预算。数据中心运营所产生的巨大成本，在今天竞争激烈的商业社会中是无法回避的问题。设备经理将承担数据中心每年大部分运营成本的责任，如何有效部署基础设施资源，关系到数据中心每年的成本节约和总拥有成本（TCO）的降低。

四、美观。传统意义上，设备经理只会考虑“设备是否放在了正确的位置上，它们能否正常运行”。但是，数据中心是一笔巨大的投资，在实现功能的同时，数据中心的外观也很重要。今天的数据中心已成为向客户展示公司形象的区域，因此企业越来越希望基础设施能拥有体现高度职业化的外观。

数据中心规划可想象成一个需要多个业务团队相互合作的地方。事实上，它要求业务、IT 和设施管理团队的紧密合作来制定出一个综合解决方案。了解这些规划中的联系可以帮助企业将业务要求转换为实际的数据中心设施解决方案。

数据中心的一般寿命为 10～15 年。如进行日常维护，则基础设施和线缆都能达到这一寿命。而常用设备一般在 3～5 年中进行更新，因此基础设施必须至少规划三代 IT设备的供电、冷却和支持。数据中心的规划最终取决于业务要求，这些要求又直接影响公司所采用的应用设备种类和服务等级协议（SLAs） 。核心设施性能标准中有一项是运营时间，这一般由 SLA 决定。当确定运营时间要求和支持应用的运行设备时，则可以预测支持带宽、电源和冷却负载，并且数据中心所占空间的大小也能够确定。

数据中心各等级设施规划同样涉及定义数据中心各等级标准。TIA-942Annex G 根据站点基础设施等级将数据中心分成 1 至 4 等级，是维持特定运营时间长短所需的。将运营时间目标与数据中心基础设施冗余等级相连，已成为了标准的等级划分方法。单点故障被消除时，系统级别上升。达到第二级标准的数据中心含有至少一套完整的冗余容量元件（如 N+1 容量），如不间断电力系统（UPS）单元和冷却制冷装置。第三级数据中心将冗余容量分配至多个路径，包括电源和冷却部件，第四级系统将故障容差延伸到所有支持 IT 运营的系统。系统级别会影响到数据中心所占空间，由于单点故障被消除，更多的设施设备将支持冗余容积和分配。数据中心本身的级别，是根据影响站点运营的最低子系统级别而定的。比如，第二级数据中心可向上升级为双重动力计算机硬件和第三级电路来增强运营时间。然而，该数据中心的等级仍是第二级。

设施规划流程现有多本出版材料可供参考。《数据中心电信基础设施标准》 （TIA-942）是其中至为全面的一本。该标准明确了电信和基础设施的最低要求，并建立了这些部件的连接和访问的构造。除此之外，该标准还介绍了如何达成结构、机械和电气设计各因素之间可控的平衡。

为今天和明天升级电源

电源系统是基础设施中的关键部件，它要不断为现在供应电能并满足未来增长的电能需求。不断增加的高密度计算机环境，极快地提高了电能的消耗和运营成本。数据中心供电所面临的重大挑战为：符合当今数据中心电力要求；部署稳定系统来满足运营时间要求；保证灵活性，满足未来电力要求；将成本降至最低。

数据中心电力使用由 IT 负荷（主要为服务器）和设施负荷（主要为冷却设备）组成。达成电源的可用性和价格以及不动产成本等因素间的最佳平衡，将帮助相关人员为数据中心定位并供应电力。

数据中心电力分配系统一般包括发电机、不间断电源（UPS）系统、蓄电池、转换开关、浪涌电压吸收器、变压器、断流器、电力分配装置（PDUs）和电源插座装置（POUs）。无论是模块电源系统还是固定容量电源系统都能够帮助设备经理将数据中心每平方空间的电力输送能力增至最大。这些电源系统可轻松升级，并适应不断变化的电源要求，也可在必要时以低容量运行。使用标准化、热插拔并且用户自行维护的模块式电源系统，可减少平均修复时间（MTTR）长度以提高可靠性。然而，模块式电源系统需沿着运行设备一边的机架进行部署，该系统会占据较大的机架空间，并且大幅增加冷却负荷。而固定容量系统一般是中等和大型数据中心的优选，它是独立的电源装置，可节约空间。

为数据中心配备可靠的电源十分昂贵，但毫无疑问企业还必须承担额外的成本来满足业务需求和网络运营时间目标。许多因素都将影响系统的可用性，包括人为失误、组件可靠性、冗余、维护计划和恢复时间。带错误校正功能（如模块、智能和/或可插拔式）和单点故障降低（如旁路功能）的电源系统，可通过精简维护任务并尽可能减少计划外停机时间提高系统可用性。设备经理和其他数据中心相关人员一般会在一开始就建立最大预计容量，以保证数据中心未来的运行。比如通过确定现今和设备寿命周期（如2至3次设备更新）内，运行和冷却设备所需的电量来预计负荷。如果下一代交换机和服务器的电源消耗超过了室内电源设备的容量，数据中心只有使用模块式电源结构，才能阶段性地部署额外的容量。

二级设备系统的节能是关键

数据中心其他部件由数个设备系统支持。这些重要的二级系统包括制冷水、接合和接地系统以及架空活动地板。它们都应根据数据中心寿命周期来决定尺寸，因为这些系统并不是模块式或阶段性的部署。

二级系统主体（如管道、线缆、电源线）应安全部署在架空活动地板下，以更大程度地利用上方空间来布线和移动、增加及改变（MACs）运行设备。数据中心相关人员应协力保证，在不同的地板下基础设施部件可沿着预先设计的路径顺利整合。当部署架空活动地板时，应慎重考虑其高度、预期负荷要求以及抗震要求。现今的趋势及最佳实践表明，架空地板为 24～36 英寸的架空活动地板能保证足够的冷却空间。如站点的架空活动地板高度不够，则会造成空气流通不足，并且之后很难再达成空气流动的平衡。除此之外，架空活动地板制造商应提供符合天花板和室内系统建筑协会（CISCA"s）“架空活动地板推荐测试程序”认证的地板机械强度数据，以确定该地板符合数据中心设计要求。

当架空活动地板放置好后，安装接合和接地系统。正确的接地和接合对于数据中心运行效率十分重要。接地系统是可将设备运行时间极大化、维护系统性能并保护人员安全的活动功能网络。接地与接合系统的主要目的是为电涌和瞬变电压创建稳健的路径来将其导入原有电力系统或地下。电涌和瞬变电压一般是由闪电、电路故障、电路转换（马达开和关）、浪涌保护装置（SPD）激活和静电释放（ESD）引起的。有效的接地和接合系统可以将这些事故的不利影响降至最低甚至消除。美国泛达STRUCTUREDGROUND系统可为数据中心提供强有力的接地连接。它电阻低、易于安装且每年的检查十分方便。

如果制冷水回路要求提供冷却，则需要规划制冷水管。该系统应在数据中心构建流程早期部署以保证管道被正确放置并在必要时进行调整。如果一个设备需要水循环提供额外的冷却，建筑制冷水供应须可以使用。地板上的空间应留给冷却液分配装置（CDU），CDU 是建筑制冷水和设备水循环的控制界面。地下空间应能够容纳将水从CDU 传输到冷却设备的软管。

基础设施应正确标识和记录可运维人员能够快速查找所有电信和设施部件，减少维护窗口并优化 MACs 时间。TIA-942 建议数据中心的识别应从架空活动地板开始。全面的标识策略应包括：布线基础设施标签（线缆、面板、机架、机柜和路径）；运行设备标签（交换机、服务器、储存器）；冷却管道标签，电气标签和接地系统标签；地面网格标识，电压标识、防火设备和其他安全标志。

推荐访问:数据中心 构建 智能 网络