卓益达-数据中心智能化机柜建设解决方案

XXXX数据中心智能化机柜解决方案北京卓益达科技有限公司2012年9月10日~2~目录1综述.................................................................................................................................................32国内外的发展.................................................................................................................................33项目总体思路.................................................................................................................................34项目建设目标.................................................................................................................................45架构设计.........................................................................................................................................45.1架构说明..............................................................................................................................45.2架构示意图..........................................................................................................................56价值及功能效果.............................................................................................................................56.1微环境温湿度控制管理......................................................................................................56.2设备用电管理及能耗管理..................................................................................................66.3机柜智能化监控管理平台..................................................................................................66.4统一安全登陆平台..............................................................................................................77解决方案的优势.............................................................................................................................7~3~1综述随着数据中心建设发展趋势和绿色环保、节能减排的观念不断的推进，数据中心的发展不论从规模还是设备数量都有了一个非常大的增长，因此所带来的数据中心的能耗、管理问题以及数据中心内环境的保证都成为目前最大的挑战之一。目前数据中心内针对能耗及整体环境的监控和管理功能，是通过空调系统、环境监控系统、漏水检测系统、动力系统、消防安全系统等多套监控软件及平台，需要调用多套系统的功能来实现的。但是因为其结构特点及部署条件限制，只能做到数据中心整体级别监控和管理，其覆盖范围虽广但是不够精确，而且无法清晰定位至每机柜内能耗和微环境的变化，造成管理范围内出现漏洞，严重时将直接影响数据中心整体运行稳定及安全。因此，对于数据中心内每机柜微环境的监控和管理成为确保数据中心安全、稳定运行的重中之重。因此现有数据中心的行业专家及机构提出了“机柜即机房”的概念。因此如何更好的管理、维护机柜的环境及能耗，就是对于整体数据中心环境、能耗起到优化的最佳路径。2国内外的发展目前国内外对于数据中心智能化即机柜智能化的提出及建议，主要体现在对于数据中心能耗管理和微环境的监控和管理功能需求上。在欧美等技术前瞻性较高的国家，已将其纳入数据中心建设所需要考虑的必要条件之一。但是在我国现阶段的数据中心建设中，还未对其有明确标准的制定。但是从目前数据中心发展趋势分析，机柜智能化的管理将成为国内发展下一阶段数据中心建设标准所包含的重要组成部分，不论从功能性还是其在数据中心运维管理方面的实际意义，都将对现有管理维护手段起到功能互补的效果，由点至面的提升数据中心全面运维管理效果。3项目总体思路本次项目的建设不论从数据中心整理管理及控制层面，还是从节能减排降低能耗及费用花销角度来看，都具有重要实践的意义。通过在数据中心机柜内部署相应功能组件设施，并通过一套功能强大、便于操作、人性化的管理平台进行统一集中的呈现和管理，实现数据中心智能化的管理，同时还可通过其优异的安全策略及功能确保整个操作的过程和传输数据的安全。~4~4项目建设目标通过建设“数据中心机柜智能化综合管理系统”来实现机柜内能耗状况及微环境状况等功能的综合监控和管理，同时通过高等级的安全机制实现了从操作、管理到维护的一站式安全管理。另外这套系统也具备强大的扩展能力，只需增加相应功能组件即可实现诸如系统设施安全、运维管理等扩展功能，方便运维人员的管理和维护。“数据中心机柜智能化综合管理系统”可以将整体数据中心管理水平提升一个高度，最终实现数据中心管理的智能化及高效化。5架构设计5.1架构说明整体部署及架构如下图所示，在机柜内部署控制器、智能供电组件及环境探头。用户通过管理维护网络进行统一安全登陆后，实现整套“数据中心机柜智能化综合管理系统”的集中管理和维护。~5~5.2架构示意图6价值及功能效果6.1微环境温湿度控制管理微环境—有效制冷的关键传统的机房制冷系统仅考虑到空调本身的制冷能力，以及机房整体的温湿度，而没有考虑机柜内部IT设备的散热问题。殊不知，机柜中的IT微环境的散热不当，才是导致设备过热而宕机的根源所在。当出现局部热点问题时，常规的管理手段仅能通过调节空调整体温度来控制，这样非但有效解决局部热点问题，反而会带来诸多连锁效应，导致数据中心环境整体恶化。根据ANSI/TIA-942标准或国内标准如GB-50174等规定，常规数据中心温度控制在20-25度为最~6~佳，但是由于不同设备所产生的热量高低不同，在不同机柜内会产生局部温度过高问题，常规温度监测手段无法在第一时间发现问题，从而引起设备工作温度过高。轻则减少设备寿命、增加故障几率和频繁宕机状况，重则引起设备损坏、增加运维成本。同时湿度控制也至关重要，微环境内湿度变化过大也会引起设备问题，当相对湿度较高时，水蒸气在电子元器件或电介质材料表面形成水膜，容易引起电子元器件之间形成通路。当现对湿度过低时，容易产生较高的静电电压损毁设备。微环境中的温、湿度变化远大于数据中心整体环境，所以如何及时、有效的发现问题，并根据局部环境特性来进行调整和修改，才是确保数据中心稳定运行的重要管理手段。造成局部微环境的温度、湿度问题的原因非常多，诸如空调系统制冷及加除湿探头失效、架空地板下静压箱失衡、冷通道异物引起局部气流的乱流、穿孔地板开孔率不匹配、异物阻碍冷通道送风、机柜内设备摆放位置不均衡、机柜内局部混流引起热空气再循环、热通道散热受阻等，这些原因将直接导致设备运行稳定及生产系统效率降低。因此通过一套“数据中心机柜智能化综合管理系统”来监控局部温湿度变化，在监测局部温湿度超出预警范围时提供有效告警，配合数据中心整体温湿度监控系统构建成为由点及面的全覆盖式管理方式。6.2设备用电管理及能耗管理目前对于数据中心内的电力系统监控和管理系统，仅能做到UPS、配电柜（PDU）级别的控制和管理，但是对于每个机柜内用电状况、每设备甚至每设备用电端口级别的控制和管理，仍是当前管理手段所不具备的功能。虽然UPS能提供一些数据中心电力系统的数据信息，但是无法准确得到如：RMS电流数据、功率因数、最大RMS电流数据、电压、有功功率、视在功率、每节点功耗（有功功率）等具体信息。而且在整个数据中心内部，仍然无法做到这些数据的采集分析和管理。而对于每机柜、每设备、每端口的用电控制和管理却是影响数据中心用电安全、用电稳定及降低能耗的关键指标，其影响范围不单是数据中心设备设施层面，对于数据中心所承载的核心业务是否能稳定、有效且不受影响的运行也起着至关重要的作用。6.3机柜智能化监控管理平台~7~“数据中心机柜智能化综合管理系统”能够提供多种微环境数据如温度、湿度信息；同时还可以提供每机柜用电信息如负载电流、最大承载电流、电压、功率、耗电量等，并可以通过现有数据进行分析、评估及未来趋势的展现。同时可以在这个智能化监控管理平台上进行数据中心内每机柜用电设备的远程控制和管理功能，并实现运维人员远程控制和管理的平台。系统为业务部门提供保障支撑服务，将使数据中心的整体能耗、环境及运维的操作安全等级得到有效控制与保障，从而达到数据中心运营费用及管理费用的节省，并实现整体数据中心的“节能减排”。6.4统一安全登陆平台通过统一安全的登陆平台进行“数据中心机柜智能化综合管理系统”的登陆、操作和维护工作，并通过专用的USB-KEY进行强用户身份验证，确保登陆及访问的安全。GAS统一安全登录平台采用崭新的设计架构，是一款先进的且具有账号管理、认证管理、授权管理和行为审计为一体的管理运维平台系统。支持统一身份认证，支持制定访问策略、权限，并且该平台可以完整记录用户的所有操作行为，包括鼠标点击、键盘输入和输出信息、图形变化等信息。可以通过关键字进行查询，可以有效的分析用户操作的敏感信息，通过归类、回放、直观呈现等方法，帮助管理人员识别操作环境中的恶意威胁活动，降低恶意侵袭和误操作带来的风险。7解决方案的优势通过“数据中心机柜智能化综合管理系统”的建设，实现数据中心微环境和机柜供电系统的智能化管理手段，使维护人员更加及时、有效的了解数据中心内设施能耗状况及环境状况的运行状况，能及早发现问题并在第一时间通过有效手段进行故障排除。提高数据中心内关键业务的运行稳定性及安全性，从而降低因设备故障或环境因素所导致的资金开销。直观的数据呈现机制及分析报表功能可有效将现有数据中心内环境状况进行汇总和展现。通过“数据中心机柜智能化综合管理系统”还可以帮助数据中心进行能耗的优化，达到国家“节能减排”的要求。目前针对现有数据中心环境及结构特点，需要“数据中心机柜智能化综合管理系统”拥有极强的兼容能力及简单部署能力。初于现有网络安全性的考虑及网络资源的宝贵，每套系统只需要占用很少的网络接口，就可以进行组网和数据交换，且每机柜独立拥有控制功能，通过液~8~晶面板即可实现功能切换和数据读取，利于运维人员现场操作和数据采集工作。并