微模塊數(shù)據(jù)中心的興起與優(yōu)勢
2016-05-12
在云計算和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的促進下,數(shù)據(jù)中心迎來了一個新的建設(shè)高潮,面對巨大的市場,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心是“固態(tài)的”,缺乏靈活性和擴展性。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和應(yīng)用的增加,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的弊端逐漸顯現(xiàn);傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心在部署建制時基本是“一項目一部署”和“一機一應(yīng)用”,部署緩慢,密度低。而且服務(wù)器與供電、制冷等輔助模塊嚴格綁定,使得擴展很難,牽一發(fā)而動全身。到后期,隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展、應(yīng)用的增加,使得數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)需要更多的管理軟件,系統(tǒng)也愈發(fā)冗余,配電、制冷都已經(jīng)不能滿足需求,這時不得不對整體系統(tǒng)進行重新設(shè)計和擴展。
微模塊數(shù)據(jù)中心是按照行業(yè)標準對數(shù)據(jù)中心場地進行微模塊劃分,即把整個數(shù)據(jù)中心分為若干個獨立區(qū)域,每個區(qū)域的規(guī)模、功率負載、配置等均按照統(tǒng)一標準進行設(shè)計。真正的微模塊數(shù)據(jù)中心,其制冷、供電及管理系統(tǒng)都應(yīng)實現(xiàn)區(qū)域化微模塊化,互不*,可以獨立運行,無共享部分,微模塊給數(shù)據(jù)中心帶來了一系列的優(yōu)勢。按照市場調(diào)研機構(gòu)IDC數(shù)據(jù)中心趨勢研究人MichelleBailey的說法,“龐大的、整體的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)過時了”,而微模塊的模式有望在未來5年內(nèi)成為建造數(shù)據(jù)中心“幾乎默認的方法”。無論企業(yè)當前處于何種規(guī)模、哪個行業(yè)領(lǐng)域,都可以按照自己的需求定制微模塊數(shù)據(jù)中心,并伴隨業(yè)務(wù)發(fā)展需求,逐步擴張數(shù)據(jù)中心規(guī)模,以應(yīng)對更多IT的需求。 1 微模塊數(shù)據(jù)中心的市場驅(qū)動因素 (1) 政策出臺帶動微模塊數(shù)據(jù)中心應(yīng)用 國家多項政策的密集發(fā)布,表明政府對數(shù)據(jù)中心建設(shè)中能效指標、新技術(shù)應(yīng)用方面的重視,而微模塊數(shù)據(jù)中心在能耗方面的突出性能表現(xiàn)、建設(shè)和規(guī)劃占地方面的優(yōu)勢順應(yīng)政府的政策導向。由此,微模塊數(shù)據(jù)中心進入快速增長階段。 (2) 機房設(shè)備廠商倡導微模塊數(shù)據(jù)中心理念 國家的政策環(huán)境吸引數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施廠商和傳統(tǒng)UPS廠商進入到微模塊數(shù)據(jù)中心市場競爭中,主要廠商都在倡導“微模塊”數(shù)據(jù)中心的理念,并發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。臺達等廠家均有微模塊數(shù)據(jù)中心解決方案,InfraSuite系列產(chǎn)品在市場上受到用戶的認可。 (3) 產(chǎn)品優(yōu)勢吸引用戶選擇和建設(shè)微模塊數(shù)據(jù)中心 隨著能源成本的不斷升高,很多企業(yè)一方面要保證數(shù)據(jù)中心的使用率維持穩(wěn)定,另一方面要嚴格控制能耗成本。這在很大程度上加重企業(yè)運營的負擔。微模塊數(shù)據(jù)中心在土建成本方面優(yōu)于傳統(tǒng)的機房建設(shè),采取工廠預(yù)裝形式,減少設(shè)計、工廠管理和總包等費用,比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)省30%左右的成本。并且由于在工廠進行預(yù)裝,其建設(shè)周期通常為幾周,遠低于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)周期,具有快速部署的優(yōu)勢。 微模塊數(shù)據(jù)中心能夠進行快速擴展,并允許在遠程辦公地點、臨時工作安裝部署。在安裝部署時,只需要提供電力保障、供水以及網(wǎng)絡(luò)連接,就完全可以建立一個功能完整的數(shù)據(jù)中心。因此,行業(yè)用戶方面,包括:互聯(lián)網(wǎng)公司、電信運營商以及大型企業(yè)在內(nèi)的許多行業(yè)客戶,開始嘗試性地部署微模塊數(shù)據(jù)中心解決方案。國外企業(yè),如:IBM、微軟、谷歌等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已率先采用微模塊數(shù)據(jù)中心。在國內(nèi),運營商及百度、阿里巴巴和騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)客戶在新建數(shù)據(jù)中心中,紛紛采用微模塊數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品,均在建設(shè)周期、能耗及成本方面獲得收益。 2 微模塊數(shù)據(jù)中心定義及特征 微模塊數(shù)據(jù)中心是為了應(yīng)對云計算、虛擬化、集中化、高密化等服務(wù)器的變化,提高數(shù)據(jù)中心的運營效率,降低能耗,實現(xiàn)快速擴容且互不影響。微模塊數(shù)據(jù)中心是指由多個具有獨立功能、統(tǒng)一的輸入/輸出接口的微模塊、不同區(qū)域的微模塊可以互相備份,通過相關(guān)微模塊排列組合形成一個完整的數(shù)據(jù)中心。微模塊數(shù)據(jù)中心是一個整合的、標準的、最優(yōu)的、智能的、具備很高適應(yīng)性的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境和高可用計算環(huán)境。 微模塊數(shù)據(jù)中心將能滿足IT部門對未來數(shù)據(jù)中心的迫切需求,如標準化、微模塊、虛擬化設(shè)計,動態(tài)IT基礎(chǔ)設(shè)施(靈活、資源利用率高),7×24h智能化運營管理(流程自動化、數(shù)據(jù)中心智能化),支持業(yè)務(wù)連續(xù)性(容災(zāi)、高可用),提供共享IT服務(wù)(跨業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施、信息、應(yīng)用共享),快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求變化(資源按需供應(yīng)),綠色數(shù)據(jù)中心(節(jié)能、減排)等。 3 微模塊產(chǎn)品定義及系統(tǒng)組成 微模塊數(shù)據(jù)中心的組成如圖1所示。微模塊應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心大致歸為以下兩類: (1)部分預(yù)制化數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心由預(yù)制化微模塊(機柜系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等)與傳統(tǒng)“現(xiàn)場施工”系統(tǒng)混合部署組成的微模塊數(shù)據(jù)中心被稱為“部分預(yù)制化數(shù)據(jù)中心”。 (2)全部預(yù)制化數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心由預(yù)制化微模塊(供電系統(tǒng)、機機柜系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等)為單個獨立封閉空間。模塊被分成幾部分送達現(xiàn)場,并重新拼接。需要外部配套基礎(chǔ)設(shè)施的支持,比如發(fā)電機或冷水機組、高低壓配電。 4 微模塊數(shù)據(jù)中心解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨的問題 (1) 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨的問題 ①建設(shè)周期長 建設(shè)周期就是機房基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、安裝和付諸運營的速度。從以往經(jīng)驗來看,這一般是按年來計算的。圖2給出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心典型的基本建設(shè)周期。因為傳統(tǒng)的解決方案涉及大量定制過程,所以這個時間表十分冗長。根據(jù)項目建設(shè)的實際情況,通常將數(shù)據(jù)中心的基本建設(shè)周期細分為決策階段、實施準備階段、實施階段和投產(chǎn)竣工階段,整個建設(shè)周期大概在400天左右。 ·決策階段:包括數(shù)據(jù)中心 建設(shè)項目的初步可行性研究以及可行性研究,確定項目的投資估算。 ·實施準備階段:包括數(shù)據(jù)中心建設(shè)工程的規(guī)劃設(shè)計和實施準備。 ·實施階段:包括數(shù)據(jù)中心的設(shè)備供應(yīng)、施工安裝和生產(chǎn)準備。施工安裝是將建設(shè)項目從設(shè)計圖紙變成實物的一個重要環(huán)節(jié)。在施工準備工作完成后,需要提交開工報告,經(jīng)主管部門批準后才能動工興建。生產(chǎn)準備貫穿在實施準備階段、實施階段和投產(chǎn)竣工階段,主要工作將在實施階段內(nèi)完成。 ·投產(chǎn)竣工階段:包括數(shù)據(jù)中心設(shè)備的調(diào)試、試運行和竣工驗收移交。建設(shè)周期典型時間是400天左右,當需要不斷地預(yù)測未來項目時,還會使項目延遲。在業(yè)務(wù)需求高速變化的今天,這個時間表是不適應(yīng)和不允許的,用戶都希望在幾個月內(nèi)就建成數(shù)據(jù)中心,而不是幾年。 ② 擴展性差 擴展能力對于適應(yīng)性十分重要。基于對未來業(yè)務(wù)需求的分析,根據(jù)最壞的情況來規(guī)劃系統(tǒng)容量,然而他們卻無力預(yù)見三到四年以后的情形,因此造成了過度建設(shè)。另一種方案甚至更加讓人擔憂,即根據(jù)當前需要保守建設(shè),采用此方案之后只有在中斷業(yè)務(wù)和增加業(yè)務(wù)成本的情況下才能夠擴量。有研究顯示,目前一般數(shù)據(jù)中心對其基礎(chǔ)設(shè)施容量的利用都不足50%。 實際上,數(shù)據(jù)中心的利用率一般只有大約1/3。試想項目的ROI(投資回報率)可能本應(yīng)高出3倍,2/3的投資本可用于公司的其他項目,以帶來更豐厚回報。 ③ 能耗高 數(shù)據(jù)中心的運行需要大量的電力,傳統(tǒng)建設(shè)沒有很好地考慮用電、制冷、氣流管理的問題,很多數(shù)據(jù)中心的PUE(Power UsageEffectiveness,數(shù)據(jù)中心能源效率)偏高,采用常規(guī)意義下的可靠性較高的環(huán)境動力設(shè)備,但這些設(shè)備往往效率較低,數(shù)據(jù)中心的PUE都在2.0以上甚至更高,這意味著數(shù)據(jù)中心所使用的能源約有一半消耗在IT負載上,另一半消耗在包括電源設(shè)備、冷卻設(shè)備和照明設(shè)施在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施上。 ④ 機房運維難度大 IT運維正面臨諸多問題,深陷服務(wù)質(zhì)量低下的困境而無法自拔:粗放式運維,資源臺帳不清;運維人員交替,運維人員并不了解所有IT資源,管理更無從談起;缺乏統(tǒng)一的服務(wù)接口人，故障響應(yīng)和故障處理跟蹤出現(xiàn)混亂;系統(tǒng)運維優(yōu)化需要IT人員積累大量的數(shù)據(jù)和報表進而得出結(jié)論,而日常的IT運維管理難以有效統(tǒng)計這些數(shù)據(jù)。 (2) 微模塊數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢 ① 快速部署、縮短建設(shè)周期 微模塊數(shù)據(jù)中心加快規(guī)劃與設(shè)計速度,可根據(jù)設(shè)計目標以合理的方式配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu),包括:模塊單元的物理排列,僅選用滿足當前IT需求的設(shè)備數(shù)量與類型;微模塊批量生產(chǎn)可以實現(xiàn)現(xiàn)貨供應(yīng),因而提高了交貨速度;標準化的連接方式可減少現(xiàn)場配置與連接的工作量,加快安裝速度;微模塊可以采用與現(xiàn)場一模一樣的方式在工廠進行連接并預(yù)先測試,系統(tǒng)的調(diào)試速度也提高了;僅根據(jù)當前的IT需求進行設(shè)計,因而只需部署比典型的傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量更少的小型基礎(chǔ)設(shè)施,進一步縮短了各個部署階段所需的時間。微模塊數(shù)據(jù)中心建設(shè)周期可大大縮短,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心實施階段需要7～8個月,采用微模塊建設(shè)縮短至2～3個月。 ② 方便擴展、分期建設(shè) 采用微模塊的架構(gòu),數(shù)據(jù)中心的容量可以逐步增加,因而可使從1個微模塊到幾十個微模塊根據(jù)需求分期建設(shè)。大型數(shù)據(jù)中心的任何大小的IT空間的配置達到最佳狀態(tài)。微模塊數(shù)據(jù)中心方案顯著降低了數(shù)據(jù)中心在使用壽命期間的成本。比如大型IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)租賃公司,不知未來客戶需要多少臺機柜、什么樣的供電等級、客戶要求短時間增加業(yè)務(wù)等,采用微模塊數(shù)據(jù)中心是最佳選擇。 ③ 標準模塊、穩(wěn)定可靠 微模塊數(shù)據(jù)中心采用模塊化、標準化和高整合設(shè)計,使得整個系統(tǒng)穩(wěn)定度高。同時,微模塊數(shù)據(jù)中心可依據(jù)客戶需求,在電力備援方案上提供N、N+1、2N等配置方案,滿足TIA-942最高Tier4水平。 ④ 綠色、節(jié)能 數(shù)據(jù)中心在使用壽命期間的電力成本是TCO(TotalCostofOwnership,總擁有成本)中最大的一項。按照現(xiàn)有的IT需求規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施,并根據(jù)IT需求的增長添加新的微模塊,這種方式使用戶只需為所需的設(shè)備提供微模塊。在數(shù)據(jù)中心的使用壽命期間,因此而節(jié)約的電力成本非常可觀。微模塊數(shù)據(jù)中心建設(shè)使得供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)的容量與負載需求更為匹配,從而提高了工作效率并減少過度配置。微模塊電源轉(zhuǎn)換率高達95.4%,由于采用標準化的接口和微模塊架構(gòu),極大節(jié)省電能,達到系統(tǒng)節(jié)能。采用機柜式(列間)空調(diào),在近熱源直接送風,這樣氣流通路較短,而且制冷更為精準,解決了局部熱點的問題。 將列間的冷通道封閉隔離,冷熱氣流互不*,避免氣流串擾而導致的熱島效應(yīng),避免了風量和冷量損耗。相比傳統(tǒng)機房,微模塊數(shù)據(jù)中心制冷效率提升12%以上。微模塊數(shù)據(jù)中心結(jié)合水冷系統(tǒng)、自然冷卻系統(tǒng),PUE可降至1.5以下。 ⑤ 智能管理、高效運營 智能的管理系統(tǒng)能夠幫助客戶節(jié)能降耗,實現(xiàn)數(shù)據(jù)機房多層級、精細化能耗管理,通過多種報表精確定位能源額外損耗點。基于大數(shù)據(jù)分析,輸出節(jié)能優(yōu)化方案,構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)機房。 好的資產(chǎn)管理是對于全網(wǎng)資產(chǎn)的生命周期進行管理,實現(xiàn)資產(chǎn)信息的閉環(huán)管理,保證數(shù)據(jù)及時刷新,及時管理。同時幫助用戶制定資產(chǎn)維護計劃,在維護計劃內(nèi)幫助客戶實現(xiàn)主動預(yù)警,同時可動態(tài)調(diào)整維護計劃,按照當前實際情況輸出優(yōu)化方案,構(gòu)建好的資產(chǎn)管理功能。
