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為滿足企業(yè)發(fā)展需要，建設(shè)數(shù)據(jù)中心已成為一種共識。根據(jù)國際正常運行時間協(xié)會（ＵＩ）的劃分，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展從基礎(chǔ)級、冗余部件級發(fā)展到可并行維護(hù)級和容錯級，其可用性和可靠性得到明顯提高。尤其在金融行業(yè)的大型數(shù)據(jù)中心其標(biāo)準(zhǔn)越來越高，規(guī)模越來越龐大，隨之而來的是能源的高度消耗。數(shù)據(jù)中心正面臨著降低能耗、提高資源利用率、節(jié)約成本等問題，構(gòu)建節(jié)能型數(shù)據(jù)中心受到數(shù)據(jù)中心管理人員和ＩＴ廠商的關(guān)注，需要我們?nèi)ふ揖G色數(shù)據(jù)中心的原點，在數(shù)據(jù)中心規(guī)劃、建設(shè)和使用過程中做好一系列配套工作，積極建設(shè)新一代綠色數(shù)據(jù)中心。
一、建設(shè)目標(biāo)和途徑
隨著人們關(guān)注點的轉(zhuǎn)變和技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實，從機房工程設(shè)計單位到ＩＴ服務(wù)廠商均圍繞類似的愿景推出相關(guān)解決方案。建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)是通過基礎(chǔ)資源和ＩＴ資源的整合與管理，虛擬化、安全以及能源管理等新技術(shù)的采用，解決目前數(shù)據(jù)中心普遍存在的成本快速增加、資源管理日益復(fù)雜、信息安全等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，以及能源危機等尖銳問題，從而打造與行業(yè)／企業(yè)業(yè)務(wù)動態(tài)發(fā)展相適應(yīng)的新一代企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。
目前新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)的六大關(guān)鍵技術(shù)如下：管理，統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計和管理；ＩＴ系統(tǒng)與服務(wù)，基于標(biāo)準(zhǔn)的可擴展性使得ＩＴ基礎(chǔ)設(shè)施透明；節(jié)能綠色，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的技術(shù)和產(chǎn)品；安全，完善的ＩＴ資源和數(shù)據(jù)保護(hù)；虛擬化，深化和共享ＩＴ資源，以優(yōu)化利用率；自動化，動態(tài)的ＩＴ資源部署以滿足業(yè)務(wù)變化需求。隨著新一代數(shù)據(jù)中心概念的不斷深入，六項關(guān)鍵技術(shù)將引起越來越多的關(guān)注。
二、應(yīng)用和實現(xiàn)
數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和發(fā)展不但要引入先進(jìn)的技術(shù)，更要引入先進(jìn)的設(shè)計理念。我們應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工程的方法，采用自頂向下的設(shè)計理念，為數(shù)據(jù)中心的發(fā)展提供長遠(yuǎn)目標(biāo)。新一代數(shù)據(jù)中心概念的提出為我們指明了數(shù)據(jù)中心發(fā)展的方向和目標(biāo)，以國內(nèi)某金融機構(gòu)的大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)應(yīng)用為例，介紹綠色原點在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的應(yīng)用。
該數(shù)據(jù)中心是一個綜合性的園區(qū)，采用多層結(jié)構(gòu)，包括機房區(qū)，辦公區(qū)和休息服務(wù)區(qū)等多幢樓宇，樓宇分布采用四合院方式。所謂的數(shù)據(jù)中心特指機房區(qū)，建筑面積在２萬多平方米。數(shù)據(jù)中心的節(jié)能分為兩大塊，機房設(shè)施和ＩＴ設(shè)備。
1．機房建筑基礎(chǔ)設(shè)施
建筑設(shè)計理論的三大要素是功能學(xué)、美學(xué)和哲學(xué)。功能是基礎(chǔ)，哲學(xué)思想是支撐時代文化的骨架，美學(xué)是文化的視覺表現(xiàn)。新一代數(shù)據(jù)中心也逐步為追求此效果而努力。
從功能上考慮機房體現(xiàn)一種莊重、沉穩(wěn)的文化氛圍，建筑上大部分采用混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，一方面從安全角度考慮，另一方面可降低能耗。由于整個園區(qū)從園林角度去建設(shè)，形式上非常注重美學(xué)和哲學(xué)，為了保持整體風(fēng)格的統(tǒng)一，靠近園區(qū)內(nèi)側(cè)的機房部分墻體采用玻璃幕墻方式。但從功能角度考慮，為了節(jié)能降耗，機房內(nèi)部對應(yīng)位置配備了隔溫效果較好的彩鋼板，并增加保溫層。
根據(jù)園區(qū)樓宇外墻采用遮陽百葉的設(shè)計特點，機房玻璃幕墻外側(cè)也采用垂直遮陽百葉進(jìn)行保護(hù)，百葉以組為單位配備了電動馬達(dá)和控制單元，可根據(jù)陽光的強度或時間自動調(diào)整百葉轉(zhuǎn)動的角度，為機房的節(jié)能降耗提供保障。
機房建筑屋頂從節(jié)能角度考慮設(shè)置一層遮陽百葉，也可根據(jù)陽光的強度、時間或風(fēng)速自動調(diào)整百葉轉(zhuǎn)動的角度，避免機房屋頂直接暴露在強光下。
２．機房布置
數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)部的布局是在人流、物流的管理上，引入先進(jìn)的環(huán)保設(shè)計理念，使環(huán)境、配套設(shè)施、綜合管理完美統(tǒng)一。機房布置主要分為機房平面布置和配套設(shè)備布置。
（１）機房平面布置
在機房內(nèi)部布局規(guī)劃方面，由于目前國內(nèi)金融行業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心普遍采用氣體消防，按照國內(nèi)消防規(guī)范的要求，單個消防分區(qū)機房面積一般控制在１５００平方米以內(nèi)，機房面積越大，消耗的能源就越多。通過增加ＩＴ設(shè)備安裝密度、減小機房規(guī)模可有效降低能源消耗。當(dāng)然，面積太小又有可能影響今后機房內(nèi)設(shè)備的布置。因此在機房布局時，按照功能劃分分別設(shè)置了若干主機房、存儲機房、服務(wù)器機房、網(wǎng)絡(luò)機房等，面積從５００平方米到１５００平方米不等。在設(shè)計階段基本一步到位，但在具體使用時采取了分步實施的策略，分階段采購所需的機房配套設(shè)施如空調(diào)和ＵＰＳ設(shè)備等，對于未啟用的機房只保持基本的通風(fēng)和照明需求。
（２）配套設(shè)備及布置
機房配套設(shè)備主要有精密空調(diào)、ＵＰＳ和新風(fēng)設(shè)備等，在設(shè)備選取時，節(jié)能是重要依據(jù)。由于機房的啟用是分步驟和分階段的過程，機房內(nèi)的設(shè)備也是逐漸遞增的過程。因此配套設(shè)備的負(fù)載也逐漸增加，對于選用的設(shè)備，特別強調(diào)滿負(fù)載和低負(fù)載情況下的使用效率。精密空調(diào)的能效比（ＣＯＰ）大于３．３，在５０％的輸入功率下可提供６０％的冷量輸出。ＵＰＳ經(jīng)過輸入濾波器調(diào)整后的輸入功率因數(shù)在１００％負(fù)載可超過０．９３，在５０％負(fù)載時超過０．９２。保證配套設(shè)備可充分發(fā)揮不同情況下的使用效率。
機房的動力區(qū)包含高低壓配電室、ＵＰＳ設(shè)備房、蓄電池房以及柴油機房等。由于這些設(shè)備龐大笨重，因此都設(shè)置在機房一層。電力系統(tǒng)電壓壓降隨著線纜長度的增加而降低，超過一定距離后壓降會明顯損失，造成電能的巨大浪費，因此動力區(qū)與機房配電柜主母排長度控制在百米以內(nèi)。
3．氣流組織
氣流組織的目的是把空調(diào)產(chǎn)生的冷量送到ＩＴ設(shè)備端，并讓ＩＴ設(shè)備產(chǎn)生的熱氣回到空調(diào)機。機房內(nèi)氣流組織設(shè)計合理與否，對今后機房溫度和能源的消耗會產(chǎn)生重大影響。氣流組織與現(xiàn)場情況密切相關(guān)，地板出風(fēng)口的位置、尺寸大小、地板高度、地板下線纜線槽的密集程度、機柜高度、天花板高度等因素都會影響氣流的輸送。
由于機房空調(diào)采用下送上回的送風(fēng)方式，地板下有強電橋架、弱電橋架和消防管道三層線槽，因此在機房內(nèi)部選用８０ＣＭ的高架地板，以減少送風(fēng)過程中的阻力，保持靜壓。通過合理規(guī)劃地板下線槽走向以減小冷空氣在地下流動中的阻力。
影響氣流的另一個關(guān)鍵因素是機柜排放方式和擺放位置。在服務(wù)器機房網(wǎng)絡(luò)機房由于機柜是一排排擺放，設(shè)備布置密度高，采用 “面對面、背靠背”的方式，以形成冷熱通道，減少冷熱空氣混合。地板下線槽的走向大部分與機柜平行，而空調(diào)擺設(shè)與機柜位置垂直，可顯著降低能耗，減少冷熱空氣的互相混合而導(dǎo)致冷熱不均勻。
機柜和空調(diào)的位置，如果出風(fēng)口離空調(diào)機太近，空氣的動壓很大，靜壓很小，導(dǎo)致冷空氣排不出。因此當(dāng)機柜離空調(diào)太近時不宜開出風(fēng)口，要求在米以上。而出風(fēng)口離空調(diào)機太遠(yuǎn)，則冷風(fēng)送不到，機柜與空調(diào)的距離（送風(fēng)距離）在２５米之內(nèi)。出風(fēng)口的位置和大小根據(jù)機柜的冷量需要配置。由于機柜都先于設(shè)備到位，因此在機柜沒裝設(shè)備的位置裝盲板，防止冷空氣從空隙中流過，而只能通過服務(wù)器等ＩＴ設(shè)備，提高制冷效率。
４．環(huán)境監(jiān)控
沒有數(shù)據(jù)就沒有管理，機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)正是通過把機房管理引向精確化，讓數(shù)據(jù)中心的顏色變得更綠。機房環(huán)境監(jiān)控實現(xiàn)了精確了解機房的電流、溫度、濕度等，以此為依據(jù)來控制空調(diào)、ＵＰＳ等設(shè)備的運行。
數(shù)據(jù)中心機房選用國內(nèi)先進(jìn)的綜合信息監(jiān)控軟件平臺ＣＭ－ＤＥＳＫ，以信息流監(jiān)控為核心。ＣＭ－ＤＥＳＫ系統(tǒng)采用ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議，用組態(tài)方式、中間構(gòu)件和模塊化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對各類信息流（實時采集數(shù)據(jù)、視頻流等）的實時監(jiān)控和管理。根據(jù)機房內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備，從監(jiān)控功能上進(jìn)行分類，將其分為４個部分，即機電設(shè)備監(jiān)控、供配電監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)控和安防報警監(jiān)控。每種設(shè)備的監(jiān)控數(shù)據(jù)內(nèi)容和監(jiān)控方式見表。
機房弱電集成監(jiān)控項目建設(shè)，對機房的環(huán)境結(jié)構(gòu)、設(shè)備內(nèi)容、服務(wù)需求和管理模式等４個基本要素及其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化組合，提供一個節(jié)能、高效、舒適安全的機房環(huán)境。
５．ＩＴ設(shè)備虛擬化技術(shù)的應(yīng)用
虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗，把在大量的、低端的、使用率較低的服務(wù)器上運行的應(yīng)用程序，合并到少量的高端服務(wù)器上，提高服務(wù)器的使用率，降低能耗。
市場上實現(xiàn)虛擬化的產(chǎn)品主要有３個層次，服務(wù)器的虛擬化、網(wǎng)絡(luò)的虛擬化、存儲的虛擬化，在綠色數(shù)據(jù)中心工程中扮演重要角色。
服務(wù)器的虛擬化在數(shù)據(jù)中心已經(jīng)得到應(yīng)用，虛擬機的劃分是虛擬化應(yīng)用的關(guān)鍵，通過采用虛擬化技術(shù)產(chǎn)品在刀片服務(wù)器部署，每臺服務(wù)器可運行多個虛擬機安裝多種應(yīng)用，應(yīng)用系統(tǒng)之間互不影響。目前主要應(yīng)用于非實時業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
由于高等級的數(shù)據(jù)中心實時業(yè)務(wù)對可靠性要求非常高，網(wǎng)絡(luò)虛擬化和存儲虛擬化目前應(yīng)用不多，在災(zāi)備中心等有部分應(yīng)用。如圖所示為磁盤區(qū)通過高性能存儲交換機配置ＶＳＡＮ方式連接多個帶庫。
網(wǎng)絡(luò)虛擬化和存儲虛擬設(shè)計概念逐步進(jìn)入我們的思考范圍，為我們提供了一種高性能低成本的解決方案，是今后網(wǎng)絡(luò)和存儲發(fā)展的一個重要方向。
三、結(jié)束語
從現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心的實際使用效率情況來看，綠色數(shù)據(jù)中心的概念已逐步深入人心，其成本優(yōu)勢、管理模式逐步得到體現(xiàn)。它能幫助用戶解決機房內(nèi)很多能源和環(huán)境保障的問題，大大節(jié)約人力、物力，提供一個高效方便、穩(wěn)定可靠、投資合理、舒適安全的機房環(huán)境。新一代數(shù)據(jù)中心目標(biāo)離我們越來越近了。