時間:2023-05-30 10:43:57
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數據中心,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
要從數據中心輕松選擇可以精簡的對象,這并非易事。
大家都知道,對空調、電力供應或者冷卻方案進行任何改動都并非易事。改動數據中心的基礎設施無異于動大手術。那么對數據中心里面的IT設備進行改動,效果又會如何?
不妨把IT設備分成服務器設備、存儲設備和網絡設備,有兩種精簡方法對付它們。首先,需要找出未充分利用的設備,然后對它們進行處理。第二,可以進一步提高設備的利用率,就會空出一些現在不需要的設備。這就意味著對服務器的工作負荷進行合并或者對它們進行虛擬化處理。
虛擬化服務器
由于Windows的多任務處理功能不太好,需要更多的存儲設備,這樣助長了購買另一臺服務器來應付性能下降或者利用新應用軟件處理問題的風氣,結果服務器在數據中心到了泛濫成災的地步。
一種采用硬件的對策就是,推出刀片服務器,把多塊服務器刀片安裝在一個機架上,而不是安裝在單個的機架單元上。這可以把機架的服務器密度提高三四倍,因而騰出了空間。不過這本身也會帶來新問題:機架的電源要求隨之增加,冷卻要求也是如此,這就進一步增加了電源要求。
所以,雖然刀片服務器有助于解決數據中心的空間問題,但同時加劇了數據中心的電源和冷卻問題。為了能夠獲得一種比較簡單的方法而把服務器激增現象減少到一定程度,就需要采取另一種方法來處理服務器――軟件虛擬化路線。
這當然指的是VMware。它的迅速崛起表明了Windows在多任務處理方面有多么糟糕。單單一臺VMware服務器就能取代五臺、十臺甚至更多臺的Windows服務器,不過這基本上是同一個硬件,而現有的工作效率卻大大提高。事實證明,對服務器進行虛擬化處理是一種有效減少服務器在數據中心占用空間的方法,又不必加大電源和冷卻要求。
Unix和Linux也有各自的虛擬化產品,比如XEN Source和Solaris容器。有了這些產品,同樣可以合并服務器硬件。
購買VMware后,顯然可以把相當多比例的設備單單運行一種應用的Windows服務器――空出來??蛻袈暦Q,x86服務器的利用率達到了60%到80%,而如今的利用率只有5%到15%。這表明,對于10臺利用率僅為10%的服務器,可以扔掉其中的8臺服務器,而讓另外兩臺服務器各自運行在50%的利用率下――從減少電力和冷卻成本方面來看,這是一種不錯的想法。
不過一個新問題是,8臺被丟棄的服務器都是直連到存儲。又該如何處理這個問題呢?
合并存儲設備
如果把存儲設備合并到SAN,那么就要為每臺物理服務器添加主機總線適配器(HBA)。HBA最好具有虛擬化功能,這樣它們就能夠與VMware虛擬機、光纖通道線纜、SAN光纖通道交換機設備、與光纖通道相連接的一組驅動器陣列以及SAN管理軟件協同工作。
但這增加了設備電力成本和管理員費用及技能。
如果使用iSCSI SAN或者NAS方案,那么可以使用以太網作為存儲鏈路,從而避免了與光纖通道相關的費用和技能。
合并存儲設備是虛擬化服務器方案的一種自然延伸。
對存儲設備進行虛擬化處理可以提高陣列磁盤的利用率。要是采用了虛擬化處理,應用就以為獨立享用了存儲設備的邏輯單元號(LUN),而實際上LUN被虛擬化軟件映射到任何驅動器陣列卷,存儲管理員可以設置這個卷,還可以隨意移動。
對存儲設備進行自動精簡配置(thin provisioning)是一種更好的方法。在過去,存儲應用會分配到在一段時間內需要的所有塊存儲,比如12個月或者更長時間。不過很多應用實際上不需要所有這些磁盤塊;它們可能這個月只用10%的磁盤塊,下個月使用另外10%的磁盤塊等等。
自動精簡配置的功能就是,比如告訴某個應用它有100GB大小的LUN,但實際上只分配了10GB。存儲空間快用完時,就會分配另一批實際存儲資源。3PAR、惠普和日立數據系統等供應商都有這項功能,EMC目前還沒有。
另一種大有希望的方法就是刪除重復數據。把數據備份到磁盤后刪除重復數據,這樣就可以確認文件里面及文章之間的重復字符串,然后用指針取而代之。重復數據刪除比率可以達到10:1,甚至30:1。信息實際上只存儲了一次。如果以前需要30TB的磁盤來保存基于磁盤的備份內容,現在只要5TB或者更少的磁盤就能滿足要求。
還可以進一步采取的一個措施就是,把需要聯機但訪問不頻繁的輔助數據保存在MAID驅動器陣列上,MAID的全稱是大規模非活動磁盤陣列。大多數磁盤停止轉動,因而不消費能源。如果需要非活動磁盤上的數據,磁盤又會轉動起來。
因為大多數磁盤沒有轉動,驅動器陣列不會變得太熱,更多的磁盤可以塞入到同一個空間。這樣就降低了電源、冷卻和空間等方面的要求。
最后,可以繼續使用磁盤或者光學存儲介質用于保存第三級數據(tertiary data)。第三級數據是指必須保存起來,但可能好幾周、甚至好幾個月都沒有訪問的數據。一旦數據寫入到了磁帶或者光學存儲介質上,該介質就能處于離線狀態,放到架子上或者磁帶庫槽位里面,這根本不耗電。
總而言之,可以采取幾個進一步的措施來減少存儲設備的電源和冷卻要求,并且摒棄一些驅動器陣列。
使用網絡端口多的設備
數據中心“不差錢”
先看看哪些國內外的公司又在數據中心領域“燒錢”吧!
亞馬遜AWS近日宣布,將在瑞典斯德哥爾摩建立一個數據中心群,目標是進一步擴大云計算服務區域。亞馬遜AWS的服務目前覆蓋12個地區,計劃未來還將增加5個地區。
到2017年底,谷歌計劃在全球建設12個新的數據中心,以擴展其云平臺服務的空間。屆時,谷歌的云平臺將覆蓋全球15個地區。
據悉,微軟公司很快也將在法國,以及美國的幾個州增加新的數據中心。
阿里云、騰訊云都加快了“出海”的步伐,在海外布局數據中心節點,將其云服務的觸角伸向海外。
2016年11月,萬國數據成功登陸美國納斯達克,當時外界最關注的題之一就是萬國數據募集的資金將會以多快的速度投入到數據中心建設中。5月初,萬國數據的2017年第一季度財報顯示:第一季度,萬國數據凈增7000多平方米的數據中心總簽約面積;深圳五號數據中心的收購項目正在順利進行中,這將增加在建數據中心面積1萬平方米;近期正在新建的北京三號數據中心,將新增4000多平方米的數據中心面積;運營中與建設中的數據中心數量也由2月公布的14個增加到了16個。
新擴建數據中心或是發生在數據中心領域的并購、重組、上市等新聞不絕于耳。全球數據中心市場正在蓬勃發展。
Gartner較早前的一份統計報告顯示:全球IDC的市場規模從2010年的183.2億美元迅速擴張到2015年的384.6億美元;從2010年到2015年,中國數據中心市場的規模增長了近5倍,年均增長率超過30%,2015年中國數據中心市場規模已達到492.4億元。
近兩三年,中國數據中心市場的發展仍然保持上升的趨勢。賽迪顧問的數據顯示,2015年至2019年,中國數據中心IT投資保持繼續上漲的態勢,2019年數據中心市場規模將達到3640億元。
在中國,數據中心是剛需,這一說法已經產生了很多年。特別是隨著云計算、大數據、移動互聯、物聯網等在中國的興起和快速普及,國內大型和超大型數據中心建設如火如荼。甚至曾經作為地產商業巨頭的萬達集團,也已形成了商業、文化、網絡、金融四大產業集團,并早在2015年就建成了成都云基地。最近,萬達又宣布與IBM合作,在其云數據中心部署IaaS、PaaS、認知技術、區塊鏈和物聯網等。
我們看到加入數據中心大潮的廠商越來越多,很多甚至是從房地產、制造、商貿等領域跨界而來。這也造成人們的擔心:數據中心建設是否過熱?是否會出現大量數據中心資源閑置的情況?
投資熱的背后是什么
在探討數據中心建設是否過熱之前,我們先了解一下為什么數據中心市場發展如此迅猛?
從大的時代背景來看,我們已經步入了數字化時代。在企業的數字化轉型過程中,IT或者更具體的說數據中心成了企業轉型的動力和最重要支撐。而且,在企業業務發展的過程中,IT不再是以往被動的、輔助的角色,而成了主角,可以促進業務的創新,直接為企業創造價值。
正是基于此,我們應該重新審視IT或者數據中心的地位和重要性,想想應該通過怎樣有效的方式充分發揮IT或者數據中心在企業云化和數字化轉型過程中的作用,并深入挖掘其價值。
傳統行業正在快速IT化。IDC的統計數據顯示,67%的全球Top 1000企業已將數字化轉型作為核心的戰略。通用電氣首席執行官Jeff Immelt(杰夫?伊梅爾特)表示,通用電氣已經成為一家數據和軟件公司。AT&T首席戰略官及技術和運營總裁John Donovan(約翰?多諾萬)認為,面向未來的數字化運營一定是建立在“軟件化”的平臺之上,并需要重新定義整體架構和所有業務。未來,能夠在商業市場大展拳腳的可能都是“IT公司”,也就是能夠玩轉IT的公司,就像通用電氣、AT&T一樣。
數據中心的發展與IT軟硬件的發展是同步的。Gartner預測,在軟件與IT服務收入增長的推動下,全球IT支出將于2017年達到3.5萬億美元,相比2016年的3.4萬億美元增長2.9%。
賽迪顧問的報告顯示,2015年,中國IT市場增長超過12%,規模接近1.5萬億元;未來3年IT市場仍將保持10%以上的增速,IT領域將出現新的驅動力、新的IT基礎設施,以及新的生產要素和新商業模式的供給,新的產業變革時代將到來。
在企業實現數字化轉型的產業變革過程中,數據中心的發展正呈現出大型化、集中化的趨勢。企業業務的快速發展,特別是云計算、大數據、移動互聯、社交、物聯網等新興應用的出現,讓傳統的小規模、分期、低能效的數據中心捉襟見肘。
目前,全球數據中心的建設規模不斷擴大,許多地區的超大型數據中心的規模甚至達到數十萬平方米。從市場接受度來看,數據中心行業正在經歷一次洗牌,用戶更愿意選擇技術力量雄厚、服務體系上乘的數據中心服務商。
特別是隨著云計算的興起,業務的增加、服務范圍和地域的擴展等,云數據中心的規模越來越大。未來的數據中心將朝著全球化、國際化、規?;姆较虬l展。
不過,數據中心規模的擴大,并不意味著數據中心越來越“笨重”,反而因為云計算等技術的應用,變得越來越輕,越來越靈活和自動化、智能化,而且數據中心的擁有者越來越注重數據中心的高能效和綠色化,一些大型云數據中心的PUE值也越來越低。
文章開頭提到的那些在數據中心建設方面不遺余力的企業,其背后往往是第三方的數據中心服務商或云服務提供商。雖然許多大型企業由于業務發展的需要,仍然在持續建設自己的數據中心,但是有數據顯示,數據中心外包服務是大勢所趨。
現在,政府已經很明確地提出,盡量采購社會化的服務,而不是自己建設數據中心。許多伴隨著云計算、大數據誕生和成長的中小企業、創業企業本身就“長”在云上。比如,一款由中國人設計的社交App――musical.ly覆蓋了全球155個國家,擁有1.2億注冊用戶。它的IT就建在亞馬遜AWS上,自己沒有一臺服務器,整個IT運維團隊也只有3個人。我們在市場中也逐漸看到一些傳統行業的企業,比如制造、能源、零售、教育、醫療等,也逐漸走上了外包加云計算的演進路線 。
毋庸置疑,云化是數據中心市場蓬勃發展的一個非常重要的推動因素。有專家指出,企業數字化的本質就是業務全面云化。云服務從業者逐漸增多,云計算生態鏈日益完善,越來越多的企業開始走向并深入云計算。RightScale 2015年的調研數據顯示,已經有88%的企I在不同程度地使用公共云,大多數企業未來會將更多的應用遷移到云端;55%以上的企業表明,當前至少有20%以上的應用是構建在云兼容架構上的,可以快速轉移到云端。
賽迪顧問的數據顯示:2014年到2016年,中國云計算整體市場保持快速增長的態勢,2016年的銷售規模達到2797億元,增長率為41.7%。從產品結構來看,云計算基礎設施所占比例最大,達到60.2%。
云計算數據中心的建設是當前數據中心市場的一個熱點。云計算在中國市場不斷加速地大規模部署,進一步提升了用戶對于高性能數據中心解決方案的需求。對于云計算數據中心的定義,以及建設標準,業內一直在研究和論證。
數據中心是重要的基礎設施和資源。就像“要想富,先修路”所說的,企業快速、健康發展的前提是,必須擁有穩定、可靠、持續供應的數據中心資源。數據中心是一個需要持續進行投入的領域,并要根據應用需求的變化,隨時進行調整和優化。
在很多行業,基礎設施先行都是“硬道理”。比如,電信市場的發展要依靠大規模鋪設光纜,投資建設基礎網絡;在石油行業,大規模投資管線網絡的建設是前提;交通運輸業更是如此,大量軌道交通基礎設施、機場的建設要先行一步。
在IT領域,基礎設施市場的發展總是領先于應用市場的發展。企業的云化和數字化轉型,依靠的是數據中心等基礎設施的完善和優化。
抓住這次的熱潮
中國數據中心市場一直在快速發展,并在其中經歷了幾次發展的。得益于互聯網的大發展,早在2015 年,以電商、社交、游戲等細分互聯網應用為主的中國互聯網市場穩步擴大。在這一時期,不僅騰訊、阿里、百度等互聯網行業巨頭快速擴張,許多新興的互聯網創業公司,以及向互聯網轉型的各類傳統企業都是數據中心建設的積極參與者。互聯網企業數據中心的規?;?、標準化、分布式等對機房的建設、IT設備的采購和應用都提出了新的要求,“去IOE”,以及整機柜交付、軟件定義等新的產品和交付方式快速興起,并成為其他行業學習和借鑒的榜樣。
有專家指出,未來幾年,互聯網行業仍將成為數據中心需求的主體?;ヂ摼W行業企業應該抓住這一有利時機,根據自己的特性和需求,做好未來的戰略方向規劃,讓業務再邁上一個臺階。
我們看到,雖然有些企業將數據中心向偏遠地區遷移,但北上廣等一線城市和沿海地區仍然是數據中心需求旺盛的地區,畢竟這里有龐大的客戶群。在中國,重要的經濟和人口中心都是數據中心的黃金地段,大型公司通常會在這些中心區域設立總部或分公司,并希望附近有數據中心。同時,也有很多當地的小型企業在尋求數據中心空間,降低網絡成本。此外,經濟中心的電信市場具備更多的透明度、可用的熟練勞動力,以及完善的基礎設施(特別是電力傳輸),這些都是數據中心發展的重要支撐因素。
從財報我們看出,萬國數據基礎設施資源的擴張速度非常快,深圳五號數據中心目前擁有1萬平方米的在建面積,預簽約承租意向率已達50%。另外,萬國數據新增的北京三號數據中心預計將于2018年上半年投入運營。
在第三方數據中心服務市場上,依舊是百花齊放、百家爭鳴的局面,既有三大運營商,也有像世紀互聯、 萬國數據、中金數據這樣老資格的數據中心服務商,還有BAT企業,以及越來越多的云服務提供商。隨著時代的變化,用戶需求的變化,以及新技術不斷涌現,數據中心服務市場比拼的不再是單純的數據中心規模大小,或者服務商本身的資歷,而是一種綜合實力的體現,除了數據中心的優質資源、運營的豐富經驗以外,還包括創新的觀念和意識、適合不同用戶需求的新型產品和服務、技術創新的能力、新的商業模式、全國乃至全球化的完善布局,以及整體生態系統的構建等。
對于那些已經在這一市場上摸爬滾打了多年的數據中心服務商來說,絕對不能吃老本,更應該與時俱進,用新的思維、新的技術、新的模式,不斷完善和擴大現有的業務格局,打造更具有差異化的核心競爭力,這樣才能實現可持續發展。
賽迪顧問預測,2017年至2019年,中國數據中心市場仍會保持平穩增長的態勢,增長率接近20%;模塊化數據中心市場將成為投資熱點,目前大型模塊化數據中心的占比已近50%;2019年,在云計算的推動下,我國模塊化數據中心的整體規模將達到157.9億元。
基礎設施先行
在云計算剛剛興起時曾經出現過“數據中心過剩論”,大家感覺應用上線的速度跟上不數據中心建設的速度。今天,在云計算、大數據等已經上升為國家戰略,以及各種規模和類型的企業都在積極探索云化道路的時候,我們又看到了所謂的“數據中心燒錢熱”。有需求才有投資。現在人工智能、物聯網、超算等的蓬勃發展,對于數據中心的發展來說又是一個利好。基礎設施領域的投資熱,預示著整個市場將有更大的發展。
關鍵詞:綠色數據中心 物理層設備層數據層 能源效率指標 PUE 設備能效比 利用率
中圖分類號: C37 文獻標識碼: A
綠色數據中心是數據中心發展到一定階段的必然產物。它涉及數據中心的方方面面,包括整體建筑、機房、空調、UPS、服務器等設備以及應用系統和管理效率等。能源緊張是世界性的一個問題。建設綠色數據中心的一個主要目的也是為了降低能耗,這也符合整個社會發展的潮流。降低能耗是企業在每一個業務環節必須關注的問題,也是提高企業成本競爭力的有力保障。在確保業務穩定運營的同時,降低IT長期運營成本是每一個現代企業的任務。那么,當前企業的數據中心主要面臨哪些方面的問題呢?
第一是物理環境層面的問題。物理層面主要包括機房、UPS、布線、監控、空調等。傳統的數據中心普遍存在局部過熱導致系統宕機的問題。傳統的數據中心因設計不合理,制冷系統不能按實際設備的需要進行分配,導致總體能源浪費高且存在局部過熱的問題;機房空調設置不合理,沒有采用機房專用的精密空調,而是直接采用了家庭舒適性空調;電源線纜布放過細,存在重大的安全隱患;由于沒有配備保障電源,機房的設備安全運行無法保證。
第二是IT設備層面的問題,主要涉及服務器和存儲設備等。為了解決這些問題,可以采用服務器虛擬化技術或提高芯片的性能能耗比等。數據中心的電力密度在過去幾年增長了數倍。在美國,1992年每機柜的功率為2.1千瓦,到2006年,每機柜的功率達到14千瓦。很多企業經常因電力限制而無法充分利用機柜空間。處理器能力的飛速提高,導致數據中心基礎設施電源需求大幅增加。人們既要用電力來驅動系統的運行,又要用相當多的電力來驅動空調,以達到冷卻的效果。
第三是數據應用管理層面的問題,主要涉及應用系統與數據庫。為了解決這些問題,可以實施應用系統的整合和信息生命周期管理等。在傳統的數據中心里,數據存儲混亂,沒有達到服務器與存儲的最佳效能比,增加了數據管理的難度,也導致了許多潛在的危險。很多數據中心至今沒有實施合理的災難備份,這給突發事件的處理帶來了很大麻煩。要最大限度地發揮員工、合作伙伴和客戶的潛力,企業中的每個員工必須能夠快速查找和訪問信息。IT專業人員和數據庫管理員必須應對無計劃的應用程序停機、較差的系統可伸縮性和性能以及對數據安全性缺乏適當控制等狀況,而過時的或效率低下的數據管理系統難以滿足此需求。
對于綠色數據中心,業界的標準并不統一,沒有形成可以參考的規范。筆者認為,綠色標準主要體現在兩個方面。第一,數據中心整體設計的科學合理和設備的節能環保。綠色應該體現在通過科學的機房設計和建設,形成最優化的動力環境配置,實現初始投入的最小化,在保障機房設備穩定運行的同時,達到節能降耗的效果。此外,服務器和網絡存儲等設備也要實現效能比的最大化。第二,滿足系統運營的基本要求,同時確保可擴展性。企業要合理規劃數據中心的使用壽命,爭取達到總體擁有成本(TCO)最小化。
數據中心是否是綠色,可以通過以下指標能判斷:
數據中心能源效率指標用于評估一個數據中使用的能源中有多少用于生產,還有多少被浪費。在這方面,綠色網格組織的電能利用率PUE(Power Usage Effectiveness)指標影響力較大。PUE=數據中心的總用電量/IT設備的總用電量。數據中心電能利用率的含義是在用戶總輸入的電能中,到底有多少電能被饋送到IT設備上。
數據中心機房的PUE值越大,表明為確保 IT設備安全運行所配套的由UPS供電系統、空調系統、輸入/輸出供配電系統及照明系統等組成的動力和環境保障基礎設施的功耗越大。因此, PUE值越小,意味著機房的節能性越好。目前,國內絕大多數的數據中心PUE值為3左右,而歐美一些國家數據中心的PUE平均值為2左右。
IT設備能效比=IT設備每秒的數據處理流量或每秒的數據吞吐量/IT設備的功耗。IT設備主要是指服務器、存儲等設備。用戶選用的IT設備的能效比越高,意味著IT設備每消耗1W的電能,所能處理、存儲和交換的數據量越大。較高的IT設備能效比帶來的另一個好處是,可以大幅度地降低與數據中心機房配套的UPS和空調系統的容量及功耗,從而達到節能、節省投資和節省機房安裝面積的目的。因此,當用戶選擇服務器或存儲設備時,不僅需要了解各種產品在滿負荷運行時的功耗大小和效率高低,還要了解這些設備在輕負荷運行時的實際功耗大小和效率高低。
很多國家都有關于消費電子產品的能耗標準。我國已將服務器的節能指標納入到國家節能規劃體系中。從某種意義上講,它標志著我國在推進服務器的節能方面已進入一個嶄新的階段。近年來,許多知名的IT廠商,如IBM、惠普、Dell、Sun和Cisco等,也紛紛推出各自的綠色數據中心解決方案。
IT設備的工作溫度和濕度范圍,如果用戶選用了對工作溫度和濕度都很敏感的IT設備,就不得不再花費大量的人力、物力去建立和維護耗能很大的空調保障系統。因此,用戶應盡量選用具有較寬工作溫度和濕度范圍的IT設備。對于空調系統而言,在其他運行工況條件保持不變的情況下,如果將空調機的運行溫度(例如回風口的溫度)提高 1℃,就可將其運行效率提高3%左右。
機房基礎設施的利用率指標主要包括關鍵電源及制冷設備的綜合利用率、布線的合理程度、管理的人性化程度等。在機房的基礎設施方面,與UPS相關的電源設備也是節能需要重點考慮的環節。
調查顯示,盡管機房UPS的購買成本約占整個機房投入的5%左右,但是其電源消耗則占到機房總電耗的10%以上。要降低數據中心制冷的能耗,最根本的辦法是減少外界的熱量進入,同時減少內部熱量的產生。為了減少外界的熱量,要求數據中心建筑物必須符合相關標準,比如符合《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)的要求。
綠色數據中心的本質是一整套設計和方法論,而不是簡單地購買新一代產品。最高效的數據中心不一定就是綠色的。建設綠色數據中心需要從整體上把握,考慮位置、環境、物理建筑、基礎設施、員工、系統建設和維護等眾多因素。對于企業的IT負責人來說,綠色數據中心的效果就像是一條長尾--曲線的前端通常由服務器功耗、體積、空調功耗、不間斷電源等"大指標"組成,而曲線的尾部則由空氣動力設計、設備擺放位置、機柜和服務器之間的距離、維護難易程度等無數"小指標"組成。如果沒有整體設計和方法論,即使抓住了全部的"大指標",也未必能達到理想的綠色效果。
1.基礎設施與動力環境設計、安裝合理,達到最優化
第一,數據中心應配置保障電源,至少配置N+1的UPS電源,確保市電中斷以后,設備能正常運行。如果條件允許,應該再配置一臺發電機,以避免因市電中斷時間過長造成的不良后果。
第二,數據中心要配置機房專用的精密空調,并做好整體監控,并能根據機房環境和濕度的變化,隨時對空調的運行進行調節。
第三,數據中心要建設專用的送風通道。數據中心的設備能耗大,發熱量也大。在機房設置地板,建立專用的下送風通道是一種解決方案。
第四,要進行專門的規劃。企業不僅要對業務的發展做好長期規劃,還要對機房進行全面規劃,然后再根據業務發展的需要分步實施。只有這樣,機房的建設才能更規范,才不會出現電源線纜發熱等情況。
2.重點關注耗能的各個部分,層層把關,嚴防超標
第一,要關注IT設備系統。據ICTresearch的統計,服務器、存儲和網絡通信等設備產生的功耗約占數據中心機房總功耗的50%左右。其中,服務器所占的總功耗約為40%,另外約10%的功耗由存儲設備和網絡通信設備均攤。
第二,要關注空調系統。據ICTresearch的統計,空調系統產生的功耗約占數據中心機房總功耗的37%左右。其中,約25%來源于空調制冷系統產生的功耗,另外約12%來源于空調送風和回風系統產生的功耗。
第三,要關注UPS供電系統。據ICTresearch的統計,UPS供電系統的功耗約占機房總功耗的10%左右。其中,約7%是UPS供電系統產生的功耗,另外約3%來源于UPS輸入供電系統產生的功耗。
第四,要關注照明系統。據ICTresearch的統計,照明系統的功耗約占數據中心機房總功耗的1%左右。
3.關注數據中心的整體成本和環保措施,達到最大效用比
當前,建造綠色數據中心和建造普通數據中心的成本相差無幾。許多所謂的綠色實施計劃,比如采用更高效的服務器,實現更好的系統整合,采用虛擬化技術以及高效的冷卻設備等,都已經成了當前數據中心建設事實上的標準。從這個角度講,綠色數據中心與傳統數據中心在建設成本上的差別并不明顯。
傳統服務器的使用壽命大約是三到五年,但這一數字現在可以維持八年之久。而有些數據中心的服務器必須運行更長的時間。由于硬件的損耗,設備需要更多的維護,但是這會增加數據中心的成本。
因此,數據中心面臨的問題是,數據中心工程師如何延長其設備的工作壽命,并與此同時保持一切有效的成本?
延長數據中心生命周期的方法有以下幾點:
■ 優化數據中心冷卻系統性能
我們需要采取的最佳做法,如通過適當的房間密封,熱通道/冷通道機架的部署,以及預防性維護,可以優化現有的數據中心冷卻系統的性能。安裝一個附加的冷卻基礎設施是下一個步驟。這確實延長了設備的壽命,并推遲了建立一個新的數據中心的需要。
■ 使用模塊UPS
因為模塊UPS的輸入功率將最終可以支持確定多少設備。作為一個例子,通過分析一個配置模塊UPS供電系統的可靠性,有專家建議,模塊UPS的功率不少于數據中心設施負載功率的三分之一。
■ 小心維護老舊機器
為幫助系統運行更長時間,至少每月一次需要完成幾個任務。如確保所有操作系統補丁的更新,部署驅動程序和滾動窗口;防病毒系統更新,并已開始運作?,F在有了更好的技術和資源,這比以往任何時候都更容易和更有效地完成。
■ 預測未來10年內的數據中心可能需要支持哪些技術
這是相當棘手的問題。最好的方法是采用自適應技術,這將給人們帶來最大的靈活性。雖然可用性仍然是基礎設施設計的第一因素,而其靈活性則緊隨其后。
■ 定期檢查機器內部硬件組件的運行
運行磁盤清理和碎片整理工具,幫助機器運行時間更長,使得數據存儲更加穩定,驅動器更加清潔。確保所有風扇的運行和驗證,所有組件和電纜頭都是非常重要的。還需要密切關注是否有灰塵堆積,因為這可以導致器件過熱或短路造成電氣故障,影響服務器的運行。
■ 改進監測系統
為了在機架和房間提供有價值的智能和控制水平,監測系統必須進行改進,而不只是簡單的報警。智能控制使得部署在一個房間中的多個計算機機房空調作為一組集中控制,提高系統效率。智能電源插座還提供插座級的可視性,以及實現對機架級設備功率的控制。
■ 定期評估數據中心
以往的經驗表明,具有完善維護方案和經驗的各個設備,可以減少其停機的時間,并清楚地延長其數據中心設備的使用壽命。
此外,考慮定期對數據中心評估,以監測新技術的影響,并確保支持的技術和最佳做法是最新的。對電氣和物理環境進行優化,有助于任何服務器工作持續更長時間。這包括以下重要因素:電力,溫度和空氣質量。
■ 關注電源質量
維持設備的健康運行,管理輸入服務器的電壓是非常關鍵的。尖峰會嚴重損壞電腦。而使用一個不間斷電源和電力監管設備可以監測到服務器或機架服務器輸入電壓的數值。
■ 適當管理數據中心環境
大多服務器正常運行的房間溫度應在60到85華氏度之間。并應保持在50%和75%穩定的濕度水平。適當地管理數據中心環境可以提高內部機器的性能,并延長其使用壽命。
數據的重要性在金融行業尤為突出,建設數據中心不僅是金融業務的發展需要,同時也是確保企業發展的戰略要點。2011年中國國際金融展展示了各廠商的數據中心解決方案,威圖是其中一家。
網絡、服務器、存儲等基礎設備進一步集中,這就對數據中心的基礎環境提出了新的要求。對于現有的數據中心而言,電力不足、制冷達不到要求,由此而引發的散熱問題一直困擾著刀片服務器的推廣和應用。在威圖看來,小機柜就能帶來大改善。
小機柜,大改善
長久以來,數據中心散熱問題一直困擾著企業,除了高成本的空調制冷,機柜散熱卻往往被忽略。威圖工作人員告訴記者,威圖在業內最早提出了以服務器機柜為核心的制冷方案,針對機柜散熱的高效率制冷方案,可以為每個機柜內消化30KW的熱量。這就是威圖IT物理基礎解決方案中關于制冷解決的產品LCP系統,LCP是專為高發熱量IT設備進行制冷的新型解決方案,配套威圖為LCP提供的HPC專業機柜,組成成套LCP制冷系統,即使30KW / 機柜的發熱量,該制冷方案產品也能輕松解決。
在業內,威圖是機柜產品標準的推動者之一,威圖機柜產品被統稱為“威圖柜”。 威圖展臺工作人員告訴記者:“除了機柜產品,我們還提供機房設計和施工服務,還有更高端的一體化解決方案服務。對于金融行業用戶來講,它們需要最安全的機房,我們也可以幫助用戶實現防火、制冷等更高端的服務?!蓖D的解決方案基于“模塊化”的設計原則,這樣做的好處就是幫助用戶最大限度地減少一次性投入。
為數據中心節能
2011年時值威圖成立50周年,今年上半年業績相比2010年實現同比增長40%,這個數字讓身為總裁的鄭清好雀躍不已,而業績的高速增長很大程度上則歸因于威圖在綠色節能方面的努力:“目前,威圖主要的行業用戶集中在新能源、金融等行業,云計算技術的發展也給威圖更多的市場機會。最終,這些都歸結于數據中心建設,而節能是未來數據中心發展的必然趨勢?!?/p>
威圖的綠色節能措施主要體現在產品設計上。威圖在箱體系統領域首創、并一直秉承的標準化理念,實現大規模的工業生產,從根本上降低企業生產成本、減少能源和材料的消耗。
此外,從產品設計到最后交付的整個生產流程也都強調綠色節能的理念。一方面威圖會考慮生產工藝是否綠色環保、是否節能低碳;另一方面,從產品功能而言,綠色節能也是威圖從產品設計就開始思考的重要指標。
對于未來,鄭清好表示下一步要將此前在德國進行的產品研發移植到國內,與用戶做更親密的接觸,為威圖的下一步擴張做準備。
人們通常認為數據存儲是成本最低的IT開銷之一。隨著磁盤價格的猛跌,以及支持大規模部署的新存儲網絡技術和差異化成本的多層存儲技術的出現,數據存儲的性價比已經達到了一個非常理想的程度,但是存儲消耗總量的增速卻抵消并且超過了單位成本的降幅。
賽門鐵克數據中心基礎包括Veritas NetBackup、Veritas Storage Foundation、Veritas Server Foundation和Veritas i3應用性能管理等解決方案,它們取代了以往保護關鍵信息和應用并確保它們可用性所需要的幾十種不同的工具。
為什么需要改進存儲管理?
現在許多企業數據中心和存儲網絡所面臨的情況是由多種因素導致的。由于業務和法規的要求,企業關鍵信息是以幾何級速度增長,并且通過電子郵件、電子商務和電子系統不斷涌入數據中心,而這種情況預計在未來還將持續下去。
對于不斷增加并被存儲的企業數據流必須進行管理。存儲的數據量越大,需要進行的管理、資本費用以及運營開支也就越多。隨著存儲成本在企業的IT資本和運營開銷方面的影響越來越顯著,企業正尋找方法來盡可能減少這些因素。
現在的企業網絡架構一般都是由分散和移動系統構成的異構網絡,并且采用了多層存儲架構。大多數數據中心的設備都來自多家UNIX廠商,并且有更多的數據中心采用了Linux和Windows兩種操作平臺。該領域的企業正在尋找新的工具和最佳實踐來減少它們存儲網絡的成本和復雜性。
Veritas Storage Foundation包括了Veritas Volume Manager、Veritas File System、和Veritas CommandCentral Storage。Veritas Storage Foundation核心包括了一個名為VxFS的文件系統,并集成了名為VxVM的數據存儲管理器/存儲虛擬系統。
Storage Foundation是一種管理企業存儲的高性能、可擴展的工具集,它可以在所有主流UNIX平臺上提供一個共享的用戶接口。這些UNIX平臺包括:Solaris、HP-UX、AIX和Linux (RedHat 和 SuSE)。
存儲基礎管理服務器
存儲基礎管理服務器(Storage Foundation Management Server,簡稱SFMS)是一種改變存儲管理的免費技術。通過結合SMFS和Storage Foundation,IT企業可對其存儲環境擁有前所未有的可視能力和控制能力。
通過單獨、安全和基于WEB的平臺,IT企業可以查看跨應用程序、服務器和存儲資源的獨特資源。
CIO負責管理運行Storage Foundation的服務器,可以通過安全的、基于WEB的用戶界面迅速查看企業中是否有應用程序面臨威脅(比如:磁盤故障、復制鏈接問題、路徑故障)。管理員可以迅速修復這些問題(所有恢復工作都通過同一個控制臺)并且消除對企業造成威脅的隱患。
集中存儲和數據管理:虛擬化
對于連接到服務器的在線存儲訪問,VxVM數據存儲管理器通過兩種方式進行控制:一種是直接進行控制,就像對磁盤驅動那樣;而另一種方式是則是作為邏輯單元(簡稱:LUN),比如存儲網絡上的磁盤陣列。
通過與主操作系統中的適配卡和設備驅動的協同工作,VxVM組織這些設備的模塊存儲并以類似磁盤驅動的虛擬存儲設備與上一級進行交互。
由VxVM表示的虛擬存儲設備在文件系統和實用程序看來就像是類似磁盤驅動的模塊存儲設備。這種類似磁盤驅動的數據存儲設備具有很大的優勢,因為幾乎所有的存儲實用程序、文件系統、數據庫管理系統都可以處理存儲在磁盤驅動上的數據。通過像磁盤驅動那樣的工作,應用程序和數據管理系統便可使用這些存儲設備,而無需投入額外精力或者進行任何修改。
多層存儲功能
Storage Foundation的動態存儲分層(Dynamic Storage Tiering,DST)功能可以允許IT經理將時間較為久遠、或者不經常使用的信息轉移到便宜的存儲層中,而無需改變用戶或者應用程序訪問這些文件的方式。
在當今這個信息世界,每個數據中心都擁有大量的信息財富。這些財富可能會開啟帶來利潤并贏得市場份額的新途徑。換句話來說,讓正確的人員掌握更多信息資源將大大提升企業的競爭優勢。
然而,掌控更多數據也會給企業帶來更高的業務風險。它會阻塞網絡通道,降低系統的數據存取性能,而且還會導致存儲資源的耗竭。正如很多專家所指出的,僅僅簡單地增加存儲容量并不能解決問題。因為不同應用具有不同數據存取與管理方式,這樣有可能造成無法整合的信息孤島。
以這樣的情形發展,最終的結果是,數據中心效率低下,關鍵信息丟失,存儲管理成本不斷攀升。這對于那些急于在瞬息萬變、對成本敏感的市場中增加業務價值和提高企業競爭力的CIO們來說,絕對不是好兆頭。
融合為何如此重要
為什么數據中心融合如此重要?目前,數據中心的融合讓IT行業與商業界怦然心動的原因,在于它能夠簡化存儲管理流程,并降低數據中心設施的整體成本,減少數據中心設施占用的空間。
簡而言之,數據中心融合可以引入一系列新的集成服務器,能夠在共同的管理平臺之上,利用虛擬化技術拓展網絡能力并進行存儲創新。此外,數據中心融合還能夠在消除數據中心設備與組件管理方面的低效狀態的同時降低成本。
對客戶而言,數據中心融合可以轉化為立竿見影的兩大價值:減少數據中心實際設備數量;降低管理成本、空間需求,以及減少能耗。
此外,在融合后,數據中心可以采用單個控制臺管理所有數據中心組件,無論是服務器、網絡還是存儲資產。這樣能夠使數據中心對部署多種管理工具的需求顯著降低,同時降低對獲取管理各種工具所需專業知識的需求。另外,融合數據中心還可以解放價值不菲的IT人力,使這些IT人員能夠從事對企業增值更高的業務。
這些價值優勢加在一起可以為CIO們帶來更有效的解決方案,同時為企業的云部署打下基礎。
數據中心融合的優勢
最近,很多解決方案的井噴式與推出,會讓人產生“數據中心融合是一種新事物”的錯覺。實際上,作為一種概念,它已經存在一段時間了。數據中心融合與統一計算已經被大家談論了很多年。
數據中心融合近期地位的提高源于兩方面的演進。
IT業的創新使數據中心組件整合在一起成為可能,企業還可以對這些組件進行統一管理。通過引入虛擬化技術、千兆以太網帶寬以及能耗更低的服務器與處理器,現在業界已經可以設計和創建出集成系統。
IT行業目前還在整合這些資源,并創建以數據中心融合為中心的新合作關系。例如,日立數據系統與其合作伙伴依托穩固的合作關系,共同推出能夠優化數據中心關鍵環境的融合數據中心解決方案。
這兩方面的演進使許多企業的數據中心融合夢想變成現實。
雖然上述這一切已經提高了數據中心融合的價值定位,但是客戶仍然對其發展趨勢心存疑慮。而這種疑慮不無道理。
大多數產品是以新產品為中心,并且要求拋棄現有的基礎設施組件。這一點在現如今企業都想方設法最小化開支和最大化投資收益的形勢下,很受爭議。另外,它也會影響到CIO自己的價值定位。因為它會讓先前擺在首位的遺留數據中心組件的部署理由與決策一無是處。
不過,優勢仍然超出風險。
如果不部署數據中心融合解決方案,數據管理就會成為一直存在且始終讓人寢食難安的問題。
由于企業對數據中心融合的需求程度隨著它們對數據性能要求的提高而提升,CIO們最終仍會對數據中心基礎設施進行微調。同時,數據中心融合往往被視為數據中心實現云部署的第一步。其部署會從根本上提高數據使用效率。
日立融合數據中心解決方案的與眾不同之處
日立數據系統公司為CIO們提供了讓業務和經濟兩個層面都獲益的更佳的解決方案。
日立融合數據中心解決方案(Hitachi Converged Data Center Solutions)將其領先的行業創新與數十載專業知識融為一體,實現優化存儲、服務器及網絡的目標。該解決方案采用了可運行多種應用、可隨時部署的信息技術,能夠簡化管理、降低成本、減少空間占用,同時實現按照客戶步調執行的云部署。
與并未針對關鍵任務應用環境進行優化的、松散整合的解決方案相比,日立融合數據中心解決方案在企業級可靠性、部署速度、性能及管理等方面具有顯著的優勢。此外,該解決方案還能夠為企業解答許多問題,簡化定購與部署過程,并帶來可量化的成效。
與市場中其他解決方案不同,日立數據系統的解決方案在設計時還考慮到對IT投資的保護。每種解決方案都可以針對業務需求,尤其是數據與信息管理方面的需求,優化客戶的現有關鍵任務環境。
電子郵件管理對許多企業都是一個關鍵問題。日立融合解決方案已經針對Microsoft Exchange 2010進行優化,可以解決電子郵件管理中的主要問題。利用處于單個平臺中的日立數據保護套件(HDPS)與日立內容平臺(HCP),該解決方案還可以幫助客戶統一管理、備份資料,同時提高存檔效率。
此外,由于允許Microsoft Exchange平臺駐留于日立計算機刀片服務器機箱(解決方案的關鍵組件),該解決方案能幫助企業節省數據中心的占用空間。
另外,日立數據系統公司的方案使客戶能夠按照自己的步調實施云部署。例如,基于微軟Hyper-V Cloud Fast Track的日立融合解決方案把日立存儲、計算能力與網絡功能融為一體,將Microsoft Windows Server 2008 R2與Hyper-V、System Center融為一體。一旦部署該系統,客戶能夠獲得高性能私有云基礎設施,以增強自動化和協調性。
結束語
總之,數據中心融合可以說是應對數據量劇增的靈丹妙藥。它使數據中心能夠與業務和市場需求發展保持更加一致的步調,同時,能打消企業對當前及未來數據可用性的顧慮。
許多人認為,在當前市場環境中獲得這些優勢的成本可能會過高。而對于日立數據系統,我們堅信當前環境急需此類解決方案。市場所需要的是一種能夠克服不穩定性,力求提高用戶需求,對企業具有更高業務和實際意義的解決方案。這正是我們現有和未來計劃的解決方案所堅守的價值定位。
進入云計算時代,云數據中心的管理出現了新需求,由此導致對云數據中心管理系統的變革。
不久前,H3C公司宣布在iMC智能管理中心中先后推出APM應用管理、SOM運維流程管理等解決方案。新增加的這些功能,讓數據中心管理系統從管理數據中心的基礎設備,逐漸走向管理業務,最后走向運維管理。
H3C業務軟件總工翟傳璞告訴記者,H3C數據中心管理軟件的變革,全部來自云計算數據中心對管理的特殊需求?!皞鹘y網管采用的是以設備管理為核心的FCAPS網管模型,各種管理工具之間不易融合,很難滿足數據中心各種靈活易變的業務模型和管理需求。新的數據中心管理平臺應該采用面向服務架構(SOA)的設計思想,融合并統一管理資源、業務、運維這三大數據中心組成要素,通過按需裝配功能組件與相應的硬件設備配合,形成直接面向客戶應用需求的一系列整體解決方案,從而為數據中心的各種關鍵業務系統提供支撐?!彼f。
那么,云數據中心與傳統數據中心相比,在管理上具體有哪些不同呢?
翟傳璞認為這兩者之間的管理差異體現在三個方面。
一是云數據中心的基礎設備更加規模化、標準化,由此帶來了管理的復雜性。比如淘寶網,這個日均4億次網頁訪問量、日均交易額達到7億元、全年交易額達2000億元的互聯網巨頭,其業務背后是遍布全國的8個數據中心、上萬臺服務器、幾千臺交換機、海量存儲等,如此大容量的設備基于統一的IP標準協同集中工作,這是傳統數據中心不能比擬的。因此需要更智能化的設備管理。
其次,云數據中心為了節省成本、實現日益增多的業務,必須采用各種虛擬化技術。其中有“一虛多”――一臺服務器虛擬成多臺服務器、有“多虛一”―多臺服務器處理同一個業務,更多的是“多虛多”――多個業務在多臺虛擬服務器上運行。如此復雜的虛擬化,如何能以最經濟、高效的方式讓新增業務快速上線并運行?這同樣是傳統數據中心不存在的新管理問題?!斑€是以淘寶為例,淘寶的各種新業務劃分很細,比如秒殺、競價等業務,目前的業務種類有幾百個之多,并且每天還在不斷推出新的業務,每上一個新業務,不可能新增太多的服務器等系統資源,而是采取在原有的資源池中增加業務,這就對虛擬化管理提出了新挑戰。”翟傳璞說。
第三大管理差異,體現在自動化方面。在云數據中心,當業務需要遷移、設備需要統一配置、故障需要及時檢查排除、流程需要跟蹤時,如何高效管理這樣海量的設備和應用?當然需要通過自動化的手段來實現?!氨热珧v訊網,一次上架就要配置上千臺交換機,管理人員也就幾個人,如何保證他們在短時間內完成這一工作?配置錯誤能否恢復到原有狀態、到底由誰負責?如何進行跟蹤和審計?這些都需要通過自動化的管理技術來實現。” 翟傳璞說。
正因為對云數據中心管理的深入理解,才讓H3C的iMC智能管理中心在云數據中心時代闖出了一片新天地。“云管理不僅需要從底層資源的角度出發來保障業務和性能,也要從業務和性能的角度出發來優化網絡。這意味著對云的管理需要采用全新的管理模型和靈活的功能架構,并且充分考慮基礎設施、技術趨勢、業務運行、運維服務等各種管理要素,建立一個標準化、開放式、易擴展、可聯動的統一智能管理平臺,實現資源、業務、運維融合聯動的精細化管理。”
關鍵詞:數據中心;系統獨立;信息共享;統一數據平臺
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2007)03-10289-02
1 引言
隨著信息技術迅猛發展以及現代管理的需要,越來越多的公司、企業與單位大量使用各種管理信息系統(MIS-Management Information System),以提高工作效率。如學校里人事部門使用《人事管理系統》,財務部門使用《財務管理系統》,教務部門使用《教務管理系統》等等,這些系統由于屬于不同部門使用,而且不同軟件公司開發的同一類型產品性能和質量也不盡相同,所以就導致這些系統可能由不同公司來提供,系統之間相互獨立,不能互聯互通,內部的數據結構定義也不相同,給用戶造成很大麻煩。比如說一位教師他的職稱發生了變化,那他的工資也要相應的發生變化。當職稱發生變化時,首先反映在人事系統,而財務系統與人事系統不互通,所以無法及時調整其相應的工資。像這種情況很多,因為學校是一個整體,所有部門之間要協調運作,而他們的信息又只能在各自內部流通,這就必然發生矛盾,導致工作效率低下,管理任務繁雜。因此如何有效的使這些系統之間實現信息共享,互聯互通,是當前急需解決的問題。
2 數據中心的重要作用
(1)整合資源,減少學校在運行環境、維護人員等方面的重復投資。
對共享數據實行統一管理,例如將數據中心管理分為系統管理、網絡管理、安全管理、數據庫管理、客戶服務等,這樣可以大大提高管理效率,降低人員成本。由于人員分組保證了每個組的成員在所管理的領域中有充足的時間進行研究,因此更有利于提高管理水平。
(2)運行平臺整合,實施有效的安全防護與管理。
當共享數據實行統一管理時,只有數據中心的數據對外開放,各個應用系統數據保持獨立且僅限內部使用,而數據中心配有專門安全管理人員,使得數據安全性更有保障。
(3)數據溝通、數據存儲的有效管理。
數據存放的合理性以及如何保證數據的安全對系統來說是最重要。各應用系統是整個單位大系統的一部分,許多數據都需要提供給各應用系統進行共享。如何設計數據庫的結構使各應用系統能夠方便、有效的對數據進行管理和共享,這也是數據中心工作的一部分內容。做好數據的存儲與備份,并且提供異地的備份,這是數據安全的最有效和最可靠的保證。
3 常見的解決思路及存在的問題
對于如何解決各系統之間實現信息共享,互聯互通,每個人都有不同想法去實現,下面列舉幾種常見解決思路及存在的問題,如:
(1)將整個單位、公司、企業的所有系統交由一家軟件公司承包開發。
從表面上看,同一家公司開發整個系統,數據結構和信息標準能很好的統一,實現數據共享,信息互聯互通,這應該是解決該問題的最好辦法,但在實際應用中卻很難行通。各軟件開發公司的主打產品不同,因此不能保證每一個應用子系統都能做到最好。一方面,由一家軟件公司承包開發的開發成本太高,導致用戶購買費用也相應過高,因為整個系統都要重新設計、重新開發,而且很難做好后期維護工作;另一方面,各個應用系統在市場都已有相對成熟的產品,價格也相對便宜。比如金碟公司的財務管理系統,鉑金公司的人力資源管理系統等知名品牌。
(2)各系統預留數據接口
看似預留數據接口是個很不錯的解決思路,但在實際應用中還存在許多問題。第一,預留的接口很難滿足用戶的需求,比如:不用用戶要求不同接口、同一用戶不同時期需求也會發生變化、數據庫類型存在多樣性等。軟件公司很難為每個用戶去開發不同的數據接口。第二,不同軟件公司開發的子系統所定義的數據結構、信息標準不同,預留數據接口兼容性較差。第三,軟件需要不斷維護更新,接口也會發生變化,已預留的接口間很難再統一。
4 設計思想
為了有效解決目前存在的不同系統之間如何實現信息共享,互聯互通,在廣泛調查用戶需求的基礎上,提出建立數據中心,設計統一數據平臺的設計思想。
首先,按信息標準設計數據中心,可以使用MS SQL SERVER數據庫,如數據量非常大、安全系數要求很高,建議使用ORACLE數據庫。各系統中數據均分為私有數據(只在本部門內部使用)和共享數據(與其他系統數據存在關聯)。其次,設計抽取轉換工具首先將各系統中的數據通過抽取共享數據轉換成統一標準數據格式導入數據中心。再次,數據中心系統(數據統一管理平臺)管理員對整個數據中心進行權限分配及數據管理。最后,由各系統根據所賦予不同權限從標準的數據中心提出所需數據,不同的需要可以使用同步更新或異步更新來實現,以及在數據中心做相應擴展開發。統一數據中心實現原理及模塊功能示意圖如下:
各模塊功能、性能要求:第一,數據轉換、抽取及更新系統:主要功能是實現抽取公用數據轉換為統一數據格式并導入數據中心,性能要求能夠分級設定權限管理、數據庫接口豐富,能實現對不同數據庫表內相關字段讀取,要求數據處理靈活、安全、擴展性能好、更新設置靈活等。
第二,數據中心系統(統一數據管理平臺):主要功能是實現對數據中心的信息管理、權限分配、保障數據安全等.性能要求有友好的管理界面,管理員設定自由權限進行數據管理,不同用戶可以根據分配權限操作數據,使得數據安全可靠。第三,公用信息使用及開發平臺:主要功能是實現從數據中心提出相關數據,或在此基礎上開發新的應用系統.性能要求數據傳輸速度快、信息標準統一。
5 結束語
本文主要是對解決目前應用系統中存在不同系統之間如何實現信息共享,互聯互通,提出建立數據中心,設計統一數據平臺的設計思想,希望通過這個設計思想來有效地解決這個問題。
參考文獻:
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[2]沈錫臣,陳懷楚. 高校信息化建設標準規范[J]. 清華大學學報:自然科學版. 2003,43(4):P529-531.
“新的數據中心建成之后,大大減輕了我們在數據中心管理和維護方面的工作量,讓我們可以把更多的精力真正用到信息化的規劃和推進上?!笨粗矍罢麧?、有序的機房,馮棟梁這樣告訴記者。
馮棟梁是中鐵三局集團有限公司(以下稱中鐵三局)信息網絡中心的工程師,他和信息網絡中心僅有的3名工作人員一起不僅要承擔數據中心的日常維護,也要參與中鐵三局諸多信息化項目的日常推進工作。工作頭緒多、壓力大,是馮棟梁和他的同事們的共同感覺。去年11月份新的數據中心投入使用,馮棟梁明顯感覺花在數據中心的管理上的時間明顯減少了?!芭c之前相比,現在省心了不少?!瘪T棟梁說。
老機房面臨升級需求
馮棟梁工作的中鐵三局總部位于山西省太原市,其前身是成立于1952年的鐵道部第三工程局,2007年隨中國鐵路工程總公司整體上市,成為中國中鐵股份有限公司獨資持股的有限公司。
作為一家國有大型綜合性建筑施工企業,中鐵三局是一家以項目施工為主導的傳統企業中,先后完成了包括京九、京秦、青藏鐵路60余條著名鐵路線的新建和技術改造,業務范圍涉及阿爾及利亞、埃塞俄比亞、尼日利亞、馬來西亞等國家和地區。信息網絡中心的核心工作就是通過信息化來確保工程項目的順利進行,而實現這一目標的具體工作就落在包括馮棟梁在內的全部3名員工身上。據馮棟梁介紹,只有3名員工的信息網絡中心所要承擔的工作并不少,擔負著10多個信息系統、20多臺服務器、10TB左右的存儲設備以及網絡設備的日常運維。
其中,財務系統是整個公司的經濟命脈。目前,中鐵三局所有分/子公司的財務系統已經都集中到中鐵三局的太原總部?!斑@個系統很關鍵,一旦出現問題,中鐵三局的資金就無法流動,所有的項目都可能會受影響?!瘪T棟梁介紹說,這給他們帶來很大壓力。
信息網絡中心支持的信息系統還包括內部的OA、對外信息的Web系統、資產及設備管理、項目管理和視頻會議系統等。“中鐵三局下設22個子/分公司,共有員工近3萬人,業務涉及鐵路、公路、城軌交通、市政工程施工等多種類型,這些項目的順利進行離不開項目管理?!瘪T棟梁說。
所有這些信息的運行都離不開數據中心的支持,而在數據中心早就力不從心了?!耙环矫?,原來的數據中心太小,還不到新數據中心的1/3,后期幾乎被各種服務器、網絡設備把可用的空間都要填滿了;另一方面,原來的數據中心沒有采用整體機房,空間利用率很低,設備、線路擺放相當凌亂,故障隱患很多,一旦出現故障,查找原因非常困難?!瘪T棟梁介紹說。
而讓中鐵三局最終決定徹底改造數據中心的決心還來自于住房和城鄉建設部有關工程項目建設資質認定的新規定中對數據中心有著明確的要求,中鐵三局原有的數據中心顯然難以滿足這個要求。“這個資質認定是一票否決的,有沒有這個資質無法承接一些大型項目,所以,中鐵三局最終決定改造公司的數據中心?!瘪T棟梁表示。
新數據中心三大選型標準
新建數據中心的要求于2010年7月份正式提出,隨后信息網絡中心馬上緊張地開始了新數據中心的設備選型和建設工作?;谶^去的經驗,中鐵三局對新數據中心提出了三個要求:第一,穩定可靠;第二,為一體化的整體機房;第三,智能化、操作方便。
“整體可靠是基本要求。作為一家國有大型企業,系統頻頻宕機顯然是不可接受的,影響公司的業務也有損公司的品牌和聲譽?!瘪T棟梁解釋說,“而整體機房這個標準也是基于對數據中心發展趨勢的判斷,新一代整體機房支持模塊化、熱插拔,既方便設備的維護、提高設備的可靠性,還支持動態升級?!?/p>
在馮棟梁看來,操作方便、支持智能化的管理同樣也是必不可少。由于信息網絡中心人員編制少,平時很多精力都投入到信息化項目的推動中,實在抽不出很多精力來管理后臺的數據中心。
施耐德電氣旗下的APC就是基于這樣的選型標準中標來為中鐵三局提供設備的。新建的數據中心為80平方米,按照電子信息系統機房B級標準設計,采用APC的InfraStruxure英飛集成系統的整體機房解決方案。UPS設計負荷為64KVA,系統后備時間為4小時(后備時間按機房期初負載40KW)。
據悉,中鐵三局選擇的英飛集成系統是一種模塊化的UPS系統, 具有保障 n+1冗余性,能滿足5年內設備擴展的能耗需求;其模塊化的組件方式和熱插拔結構可以非常方便地在線增減各種模塊,提高輸出功率或維修,因此在可用性、可維護性方面具有傳統1+1并聯不可比擬的優點。同時,為了提高系統的可用性,這套系統的核心功率模塊冗余并聯輸出,控制部分采用冗余的兩套熱插拔控制模塊、兩套邏輯低壓電源模塊冗余設計。另外,系統完備的管理和監控系統也讓馮棟梁和其同事們很滿意。
云計算、云存儲、云安全以及虛擬化是今年IT界最熱門的話題,一個很重要的原因就在于金融危機的背景下,如何能夠最大限度地降低IT成本,同時能夠滿足業務發展的需要。但是,不論如何變化,“數據中心”所扮演的角色,注定是繞不過去的。2009年4月15日和21日,以“ 綠色高效、轉危為機”為主題,由《計算機世界》報、《服務器與存儲》雜志承辦的2009年綠色數據中心大會春季峰會分別在北京和上海召開。
在金融危機之前,很多企業的業務快速擴張,IT系統急速膨脹,增加了服務器和存儲設備,擴建了數據中心和基礎設施,來滿足業務發展的需要。在危機到來后,企業一方面開始不斷壓縮各項IT開支和成本,另一方面業務變化提速以應對市場需求,這對作為業務重要支撐的IT系統就提出了更高的要求,作為企業IT核心組成部分的數據中心更是面臨巨大壓力。
《計算機世界》報社副社長傅再軍表示,金融危機使得企業業務擴張放緩,IT業務增長停滯和收縮,正好給IT從業者一個反思的機會,因此真正理解并理性進行數據中心的建設,苦練內功,優化管理,多快好省地適應企業內部的變化和快速發展,這也就成了2009年綠色數據中心建設的新目標。
綠色的真正內涵
“建立綠色數據中心,就是要降低數據中心的能源消耗和管理成本,提高數據中心各個設備的利用率,同時要在提高效率的前提下,有較好的投資回報。”APC公司大中華區市場推廣經理謝衛剛說,“因此,理性并深刻認識綠色數據中心的能耗和成本內容非常重要?!?/p>
相關資料顯示,在IT預算受到壓縮的情況下,供電和制冷的成本一躍成為數據中心第二大成本消耗源。當前越來越多的企業被數據中心龐大的能耗、日益嚴峻的散熱問題以及高昂的電費所困擾,降低能耗、簡化管理,已成為企業信息系統基礎架構的核心問題。
對于數據中心的核心應用設備――服務器,據相關資料顯示,在亞太(含日本)地區,服務器耗電量的年增長率為23%,高出全世界年均增長率16%的水平。在存儲設備中,硬盤占用能源消耗較大,Seagate北亞區技術行銷經理朱秋男認為,在有些存儲系統中,硬盤占用能耗甚至超過存儲能耗比率的60%,對于配置了數以萬計硬盤的大型數據中心而言,采用具有節能效應的硬盤可以節省數兆瓦的IT能耗。
除了直接承載IT應用負載的服務器和存儲設備外,大量的能源還要服務柜式機箱計算機、網絡和供電設備,還要用于冷卻系統、空調和冷凝器等設備。華為存儲網絡安全有限公司全球行銷總工姜天露說,典型數據中心的機房電力消耗構成,真正負載消耗大概只有40%左右,相應的電力傳送損耗和負載消耗相當,另外的20%是制冷消耗。
萬國數據副總裁凌宇翔則舉例說,一個擁有500臺服務器的數據中心,服務器每年電費達到180萬元,用于服務器冷卻的空調等設施耗電量幾乎等同于服務器本身的耗電,這樣每年電費將達到350萬元人民幣,而這只是一個中等級別類似于證券公司或者是中小型的保險公司數據中心的電力消耗。不斷攀升的能耗成本,催高了數據中心的運營成本。另一方面,日益增加的電能消耗,意味著有更多的碳排量和更大的環境污染。
事實上,數據中心除包含服務器存儲、網絡和其他設施的能源成本外,還需要涉及到管理/運營和安全控制。但是,在現實中,很多數據中心對自己的每個設施,一方面沒有易于獲得設備詳細信息的工具,另一方面大量的數據分散在不同工具軟件中,不能在同一視圖中獲得數據中心的全部信息,數據相關性管理也就無法自動完成,需大量的人工參與,難以構建統一的信息管理平臺,因此而增加數據中心的運營成本。Avocent中國區技術部經理季曉文說,數據難以共享,缺乏一致性管理,無法提供定制的報告,就無法滿足大型數據中心的規劃需求,自然也就大大增加了數據中心的成本。
未來數據中心還有一個較大的成本支出來自于虛擬化和數據中心高密度服務器的整合,謝衛剛說,如果仍然按照傳統的方法進行構建、設計、運營和管理數據中心,將很難進一步保證整個IT的可用性或者是可靠性,IT可用性和可靠性得不到保障,正常的業務運營就得不到保障。
如何實現綠色
了解到了數據中心的能源消耗、管理和建設問題后,不同的廠商對實現綠色數據中心的技術和方式各有差別,但基本上都是針對數據中心各個環節,各自發揮自己的優勢來完成能耗和成本的最小化。朱秋男說,“綠色數據中心是數據運行、存儲、管理和傳播的存儲庫,用生態系統方法,每個關鍵組件都需要經過仔細地計劃和確定,機械、照明、電力和計算機系統都應該為達到最高的能效和最小的環境影響而專門設計。”
“建立綠色的數據中心,從規劃建設開始就要節能,對于好的規劃和策略,在構建時要把這些策略落到實處。”凌宇翔說,對于數據中心,要從整個生命周期出發進行管理,以專業化建設和專業化運營為基礎。
這樣,從數據中心規劃開始,一個數據中心的功能首先要切合數據中心運轉流程,包括數據中心的功能性和可服務性。無論數據中心是由若干個建筑物組成,還是一個建筑物里不同的功能分區,布置和方位將能夠最大程度地滿足功能性的要求,機房區要與運營工作區分離,機房區要與動力區分離,運營工作區要與生活區分離。
即使是對于用戶的數據中心的服務區,也需要根據用戶群體進行劃分,不同階段的客戶有不同的需求,在一個數據中心里面,需要能夠提供給不同客戶,不同資源等級的數據中心。因為資源等級的劃分不單單是在面積上,還有不同的規模,它所使用的功率可以根據客戶所處行業的不同來計算,金融行業、制造業和進行科研計算的數據中心所需要的功率等級就不一樣。
凌宇翔認為,數據中心建設完成后,還需要不斷地進行相應更新。在短周期內,從數據中心的第五年開始,就應該對這個數據中心進行能源的審計,每隔兩年對數據中心的整個運行情況進行一次相應的內部評估或者內部審計,及時調整數據中心運行的效率。
服務器虛擬化,也能夠大幅提高IT負載的運行效率,節省能耗。Redhat資深顧問顧瑋說,虛擬化能夠幫助服務器有效邏輯整合,合理控制硬件規模,提高服務器資源利用率,提高服務器CPU運行效率,而且虛擬化還能在備份、存儲、宕機等方面提供好的支持。提供更快的備份和恢復速度,就能夠搭建復雜測試環境,即節省機房和樓面空間,也降低了機柜、網線、空調的能耗。
在存儲系統上,硬盤制造商應在致力于保證性能的前提下,設計出重量更輕、可靠性更高,而功耗和運行成本更低的硬盤。朱秋男說,通常能源和性能密不可分,存儲的性能越高,所需的能量就越多。為了既保證節能又保證性能,業界正向 2.5 英寸硬盤和 SAS 技術轉移。
對于數據中心而言,供電系統的“綠色”程度也顯得至關重要。使用直流電供電的一個原因,就是直流系統的效率高于交流系統20%。姜天露說,華為的全系列電信設備、存儲設備、安全設備、服務器設備以及網絡設備都是支持直流供電的。
對于數據中心利用自然冷卻的策略和技術,凌宇翔說,萬國數據已經在技術上將此概念變為現實,在一些地區每年只要日平均溫度低于10度,數據中心空調主機就不需要開動。當前萬國數據在成都的數據中心,就可以做到每年有三個月不開空調制冷,利用外界的自然冷空氣來冷卻整個機房的環境。
隨需應變的數據中心
“未來的數據中心,一切皆服務,以服務為中心的觀點將覆蓋整個IT價值鏈,”惠普企業計算及專業服務集團首席技術顧問朱偉雄說,“IT世界將一分為二,事實上,對于數據中心來講,不可能用任何一種技術來取代數據中心所有的服務?!眰鹘y的企業數據中心將繼續存在下去,是一個企業的服務主干,所有基礎設施都是專用的,是針對企業特定的一些業務應用、核心應用來提供服務的。另一方面就是云或者云計算,利用一些外部的計算資源和數據,通過互聯網提供給企業服務,角色是備用的,適合的應用是跨多個業務部門或者是跨多個企業。
所以,作為一個企業的核心業務來講,仍然要有企業數據中心,但將有更多的選擇,可以自己建設一個數據中心,可以用外包和托管的方式建立一個數據中心,也可以使用云和云服務供應商提供的一些環境提供一些計算的平臺,提供自己的服務。
未來,數據中心對于企業而言,可能將是一個混合模式,就是“云”也不可能取代原來傳統的數據中心,“云”并不是一個IT的終結,發展到最后,將來是一種平衡的狀態。
基于上述的變化,數據中心要有處理無法預料的,能夠隨時變化的能力。新一代數據中心管理系統不但要求實現對各設備的安全運行管理,同時也要求機房管理系統提供成本運營的相關數據,滿足相關節能規范,自動計量與自動監控,客戶只對自身消耗的資源“埋單”。
現狀與問題
全國進入數據中心投資高峰期
在國家相關政策的正確引導和市場主體的創新驅動下,我國數據中心發展勢頭迅猛,運營商、IDC服務商和互聯網企業等加快數據中心全國布局,地方政府開始大力發展云計算、大數據產業,數據中心進入新一輪投資高峰期。
政策環境逐步明朗優化。2013年1月,工信部、國家發改委、國土資源部、電監會、能源局等五部委聯合《關于數據中心建設布局的指導意見》,旨在促進數據中心合理布局、健康發展。2015年9月,國務院印發《促進大數據發展行動綱要》,明確提出統籌規劃數據中心等大數據基礎設施建設,以及要構建形成布局合理、規模適度、保障有力、綠色集約的政務數據中心體系等新要求。地方層面,貴州、內蒙、吉林等省區出臺政策措施,力圖發揮區位優勢打造數據中心產業集群,并由此帶動當地經濟轉型升級。
需求帶動與技術進步提供強勁驅動力。伴隨行業數據大集中趨勢,機構業務的快速擴張,以及新興應用不斷深化,我國數據中心建設進入快速發展階段?;ヂ摼W企業、電信運營商、第三方服務商是推動數據中心發展的中堅力量,金融、政府、能源等重點行業數據及災備中心建設步伐明顯加快。同時,云計算、大數據等新技術普及應用也驅動數據中心向規模化、集約化發展。
體量和規模持續增長。據統計,目前我國各類數據中心總量超過46萬個,總面積逾1000萬平米,產業規模約120億美元,且未來三年仍將保持9.8%的復合增長率。與發達國家情況對比,我國中型以上數據中心規模,2010年底約為日本的1/2,不及美國的1/10;到2013年底已遠超日本,約為美國的1/3。
多種問題伴隨而生
我國數據中心在快速發展的同時,也出現了“布局失衡、資源浪費、概念炒作、應用滯后、投資過熱、一哄而上”等突出問題。
空間布局失衡。從區域空間布局情況看,我國數據中心多數分布于東南沿海發達地區,其中僅北京、上海、廣東三地就占全國數據中心總量的近60%,銀行、證券、稅務、海關等諸多重要領域的數據中心和備份中心集中選址于北上廣三地,同我國戰略安全縱深、能源分布、地質條件、氣候環境等基礎條件不相匹配。從國家信息安全的戰略角度分析,如若發生戰爭、能源危機、突發性自然災害或重大安全事故等,可能會對經濟社會正常運轉造成嚴重影響。
結構性過剩。從功能形態上看,我國數據中心建設仍存在重建輕用的現象。近年來,相關企業及地方政府建設了大量傳統數據中心,一些地方政府忽視實際應用需求和本地現實情況,以產業園區思路競相建設數據中心,在物理設施層面存在較大的冗余和重復建設,在處理層面云計算服務還需要規范發展,在應用層面大數據創新應用能力不足,物理設施同云服務、大數據創新應用的脫節形成了結構性過剩的局面。
創新水平低。從技術水平上看,我國數據中心總體還處于集成應用的水平,與美、歐發達國家建設水平相比仍有3-5年差距。突出表現為三個方面,一是自主化程度還不高,部分關鍵技術受制于人,還未能充分把握趕超機會實現自主創新突破。二是技術架構落后,計算存儲資源調配能力弱,設備資源平均利用率低,PUE等關鍵技術指標落后。三是規模效應不明顯,80%以上為300平方米以下的小型數據中心,普遍處于低效率運行狀態。
有集聚性風險。數據中心建設和應用帶來了核心數據資產的大匯聚,對我國信息安全保障、商業秘密和個人隱私保護提出了更高的要求,現有信息安全保障法律法規、標準規范、技術儲備、服務水平等諸多方面還存在不足,監管部門、用戶單位、服務主體之間的權責界限還不夠清晰,難以形成物防、技防、人防相結合,多元主體無縫銜接配合的信息安全保障新局面。
可持續發展難題。整合構建政府數據中心對于提高國家治理能力具有重要意義。目前,我國政府數據中心建設需求旺盛,但是仍以分散建設模式為主,多數部門不具備單獨建設和運行的能力,難以形成數據中心的規?;\行效率,不利于整合匯聚政務治理大數據,不利于形成縱橫聯動、上下協管的治理局面,也不利于發揮產業帶動作用促進我國數據中心相關技術創新突破。總之,政府數據中心傳統分散自建模式不可取,需嚴格限制。
相關對策建議
據IDC預測,全球大數據服務市場2015-2017年的復合增長率高達27%,數據中心需求也將大規模攀升。在此背景下,順應數據中心發展趨勢,把握好、規劃好我國數據中心發展,需辯證性明確以下幾項政策決策基線:
問題導向,健康發展。當前我國數據中心建設存在規劃缺位、盲目搶建、重建輕用等現象,形成了較大的資金、資源、空間浪費,尤其是空間分布上的布局性失衡、功能形態上的結構性過剩、技術水平上的創新性差距等問題,亟待通過加強規劃引導來實現健康發展。
需求引領,統籌發展。數據中心是大數據匯聚、存儲、深度開發利用的基礎,是信息社會的重要創新基礎設施,從長遠發展看,需求空間和創新潛力巨大。我國具有大數據資源優勢,正面臨成為數據強國的歷史性機遇,應在規避突出問題的基礎上,堅持需求牽引和創新驅動,予以大力發展。
自主可控,安全發展。數據中心形成了重要數據資產的集中匯聚,成為事關國家信息安全的重要設施,必須堅持在法律法規保障、自主可控技術保障、管理制度保障的基礎上,確保物理場所安全、數據內容安全、安全保密到位、數據使用可控,實現安全發展。
融合創新,集成發展。數據中心是融合傳統數據中心(物理層)、云計算(處理層)、大數據應用(應用層)的集成創新平臺,是信息社會的重要創新基礎設施,對于實施創新驅動發展戰略、推動“互聯網+”行動計劃、強化大數據創新應用具有基石性作用。
同時,為貫徹數據強國發展理念,把握好數據中心發展“彎道超車”的重要機遇,筆者從規劃布局等方面提出以下建議:
引導數據中心合理空間布局。建議有關主管部門在已出臺的政策基礎上,結合數據中心發展新趨勢、新特點,組織編制《數據中心建設總體規劃》,綜合考慮能源、土地、人力、氣候、地質條件等多種因素,形成具體可操作的布局規劃,堅決遏制盲目和重復建設。對于不符合布局規劃和集約建設要求的項目相關部門應堅決不予審批,避免資金、資源、空間浪費及布局失衡風險。
強化數據中心產業發展調控。開展數據中心產業發展監測工作,及時掌握產業發展態勢,有效避免產能過剩、發展失衡等情況,對于大型數據中心工程建設,采用核準或備案形式進行調控,形成監測、核準(備案)、引導、規范相結合的閉環調控方式,促進數據中心產業健康發展。
統籌政府數據中心建設與服務。一是統籌推進政府公共數據中心體系建設,規劃形成符合我國政務信息化工程特點的政府公共數據中心體系,著力避免各級政府部門分散建設小規模數據中心的局面。二是強化政務大數據創新,在統一公共數據中心基礎上,構建政務大數據平臺,以國家基礎信息庫的共建、共用、共享為切入點,加強政務大數據匯聚和創新。三是引導產業創新趕超,充分發揮政府信息化對產業的扶持作用,引導我國信息產業實現集成創新趕超。四是積極消化冗余產能,在政府公共數據中心體系建設過程中,大力采用政府購買服務形式,積極消化我國數據中心目前已顯過剩的冗余產能。