數(shù)據(jù)中心基礎設施規(guī)劃與設計 內(nèi)容 全球IT市場全球數(shù)據(jù)中心市場2010年IT行業(yè)十大戰(zhàn)略技術江蘇省煙草公司信息化發(fā)展方向數(shù)據(jù)中心的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn)如何權衡數(shù)據(jù)中心基礎設施數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃設計方法 數(shù)據(jù)中心規(guī)模基礎設施DCPI定義數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計步驟重要設計指標容量 兩種設計方法 按需規(guī)劃密度與密度分布布局供配電系統(tǒng)制冷系統(tǒng)機柜系統(tǒng)運行管理系統(tǒng) 內(nèi)容 數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計方法 續(xù) 全球IT市場 新興市場的增長再次領先 到2011年 新興市場將要占據(jù)全球IT開銷的25 2010年增長超過12 8 2011全球信息技術 市場規(guī)模將擴大 達 萬億歐元 BRIC占據(jù)的新興IT開銷超過50 2010年增長15 中國將占BRIC總開銷的55 到2013年 中國將超過日本成為第二大的IT市場 大多數(shù)的IT增長于云業(yè)務 但不是公共云業(yè)務 請估計一下 您公司有多少預算能夠分別用來購買并管理這些不同類型的IT設備 傳統(tǒng)IT業(yè)務 外包IT業(yè)務 私有云業(yè)務 自用 私有云業(yè)務 托管 公共云業(yè)務 當前 24個月 IDC云計算調(diào)查2010 12n 603 全球數(shù)據(jù)中心市場 到2014年全球的數(shù)據(jù)中心市場將達到500億美元80 的財富2000強公司將繼續(xù)保持之前的IT規(guī)模幾乎所有的企業(yè)級軟件都面向 云應用 開發(fā)開放企業(yè)級的版本更加環(huán)保從業(yè)務攸關到生命攸關需要適應和匹配變化的業(yè)務需求時間是關鍵計量參數(shù)和責任 數(shù)據(jù)中心的市場驅(qū)動力 數(shù)字化需求 商業(yè)攸關到 生命攸關 云計算 為避免氣候惡化需要減少CO2的排放 新經(jīng)濟體 靈活性 模塊化 密度 綠色數(shù)據(jù)中心 減少30 TCO 配合業(yè)務的IT需求 管理 全球市場趨勢 數(shù)據(jù)中心具體的驅(qū)動力 2010年IT行業(yè)十大戰(zhàn)略技術 Gartner 2010年IT行業(yè)十大戰(zhàn)略技術 綠色IT 綠色IT IT可以實現(xiàn)許多環(huán)保行為 IT的使用 可以極大加強企業(yè)的環(huán)保實踐 普通的環(huán)保行動包括使用電子文檔 減少出差和通信的使用 IT還提供了可以供企業(yè)其他成員使用的分析工具 降低了運輸物品對能源的消耗以及其他碳管理活動 2010年IT行業(yè)十大戰(zhàn)略技術 重塑數(shù)據(jù)中心 重塑數(shù)據(jù)中心 過去 制定數(shù)據(jù)中心的規(guī)則非常簡單 計算現(xiàn)有的數(shù)據(jù)量 估算未來15至20年的增長量 然后建立一個與之相符的數(shù)據(jù)庫 而新建的數(shù)據(jù)中心往往擁有龐大的空閑空間 足夠的動力和不間斷電源 UPS 及水和空氣冷卻 且大多是空閑的 如果一個數(shù)據(jù)庫的生命周期需要9 000平方英尺的空間 然后以此設計場地 但只建設滿足未來5至7年的需要 削減運營費用對大多數(shù)客戶來說是整體IT開銷的一個普通部分 可用以騰出資金投資其他項目或是IT和業(yè)務本身 2010年值得注意的方向 提請CIO和IT工作者更加關注 生物特征身份認證 Biometricauthentication 下一代防火墻 Next generationfirewalls 員工擁有IT employee ownedIT 忠誠方案 loyaltyschemes 固態(tài)硬盤 Solidstatedisks 智能網(wǎng)格 Smartgrids 混合式服務器 Hybridservers RFID電子標簽 3D印刷 人體機能增進 移動機器人 無線能源和量子計算等技術方向的發(fā)展 這些非主流技術或許有一天將改變世界 數(shù)據(jù)中心的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn) 數(shù)據(jù)中心的演變和發(fā)展 問題 數(shù)據(jù)中心物理基礎設施設計的變化和IT的日新月異間存在很大的差距 結果 創(chuàng)新和動態(tài)的IT系統(tǒng)是由基于過去40年設計的不靈活的物理基礎設施來支持的 2005 1960s 數(shù)據(jù)中心設計 十分靜態(tài)的 基于主機技術的 信息技術 非常動態(tài) 持續(xù)變化 設計創(chuàng)新 數(shù)據(jù)中心設計 IT相關的最新創(chuàng)新應用于數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心設計 應用綠色和節(jié)能創(chuàng)新的早期階段 2008 未來 IT系統(tǒng)的發(fā)展變化要求數(shù)據(jù)中心基礎設施也必須進行變化 ITLeasingIT租賃 SoftwareasaService軟件即服務 CloudComputing云計算 ManagedServices托管服務 CapacityonDemand隨需應變的容量 Virtualization虛擬化 BladeServer刀片服務器 15 IT外包 數(shù)據(jù)中心業(yè)務與技術發(fā)展趨勢 歸根結底 密度 數(shù)據(jù)中心所面臨的挑戰(zhàn) 能源和服務成本控制的壓力 對可用性的期望不斷提高 不斷變化的需求 服務器整合 IT技術快速更新 高密度刀片服務器帶來的供電 熱點問題 動態(tài)變化的供電需求 長期規(guī)劃對容量或密度的不確定性 數(shù)據(jù)中心 IT設備對基礎設施的需求 安裝 機架式固定 深度 承重 配電 電源冗余 電壓電流 配電條 走線 電源線數(shù)據(jù)線 走線槽 制冷 溫濕度 風量 送回風路徑 安全 接地 視頻 進入 環(huán)境 從關注整個數(shù)據(jù)中心房間 演變到關注到機柜排 機柜 提供機柜級 機柜排級解決方案是重要的發(fā)展趨勢 2008年8月來自加特納Gartner的信息 由供應商形成的市場 綠色 將繼續(xù)在快速變化的市場發(fā)展 超過70 的全球性企業(yè)在未來4年里將面臨重大的數(shù)據(jù)中心問題 越來越有限的電力供應和使用面積限制 對于綠色的IT支出 當前的工作重點是圍繞數(shù)據(jù)中心電力 冷卻和設備問題 在未來10年中 數(shù)據(jù)中心的總體能源成本將上升到第三位 僅次于人員成本和軟件成本 2008年8月來自加特納Gartner的信息 最重要的3個 立刻行動 建議測量 模型化和顯示數(shù)據(jù)中心必要的能源數(shù)據(jù)基于能源效率特征選擇核心的IT硬件部署一個高效的數(shù)據(jù)中心的制冷方案 那就是依據(jù)IT設備的散熱數(shù)據(jù)來混合安置自然風 空調(diào)和冷卻系統(tǒng) DrivingBusinessValue 可用性 靈活性 總壽命成本 滿足高密度需要 減少人為錯誤 減少平均故障時間 ReducedENERGYCost ReducedNon EnergyOPERATINGCost ReducedCAPITALCost DeploymentSPEED AbilitytoSCALE AbilitytoRECON FIGURE 數(shù)據(jù)中心需要權衡三大方面 可用性 靈活性 總壽命成本是需要考慮的最重要的核心問題 數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃設計方法 數(shù)據(jù)中心規(guī)?；A設施DCPI定義數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計步驟重要設計指標容量兩種設計方法 按需規(guī)劃密度與密度分布布局供配電系統(tǒng)制冷系統(tǒng)機柜系統(tǒng)運行管理系統(tǒng) 規(guī)模 機柜數(shù)量 布線間 服務器室 1 5個機柜小型數(shù)據(jù)中心 5 40個機柜中型數(shù)據(jù)中心 41 200個機柜大型數(shù)據(jù)中心 200 800個機柜超大型數(shù)據(jù)中心 800個機柜 WiringCloset ServerRoom1to5Racks SmallDataCenter5to40Racks MediumDatacenter41to200Racks LargeDatacenter200to800Racks VeryLargeDatacenter800 Racks 也可以按面積劃分 平均每只機柜占用2 5 3平方米 含支持設備 如UPS和空調(diào)等 如果按面積劃分 大于500平方米的數(shù)據(jù)中心為大型數(shù)據(jù)中心 您是否認為這是一個數(shù)據(jù)中心 一個數(shù)據(jù)中心不只考慮如何放置機架 服務器以及存儲設備 真正的數(shù)據(jù)中心應該如此 施耐德電氣貫穿機柜 行級 房間級甚至于整個樓宇設施級別的設計 裝修工程 AT 消防工程 弱電工程 電氣工程 空調(diào)工程 BATT PDU ISX FM1 FM2 地面吊頂隔斷內(nèi)墻 柱面各類門窗及保溫 機房動力供配電系統(tǒng)不間斷電源供配電系統(tǒng)輔助供配電系統(tǒng)應急電源供配電系統(tǒng)照明及應急照明系統(tǒng)防雷和接地系統(tǒng)各類動力電纜和配電電纜的鋪設 精密空調(diào)系統(tǒng)新風系統(tǒng)排風系統(tǒng) 門禁系統(tǒng)圖像監(jiān)視系統(tǒng)設備監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合布線系統(tǒng)機柜及服務器群KVM管理系統(tǒng) FM200氣體滅火系統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng) 數(shù)據(jù)中心機房工程 數(shù)據(jù)中心物理基礎設施DCPI DataCenterPhysicalInfrastructure 涉及供電 制冷 機架系統(tǒng) 安防 管理等為IT設備提供技持的各個層面 ITfloor The whitespace 機架機柜行機房整個大樓 建設數(shù)據(jù)中心需要考慮哪些重要問題 數(shù)據(jù)中心建設是一個復雜的工程項目 也是一個正在不斷發(fā)展變化的行業(yè) 牽涉到各種技術和法律法規(guī) 要完美規(guī)劃 設計 實施 運營一個數(shù)據(jù)中心 必須注意下面幾個主要方面 確定公司數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略 公司戰(zhàn)略 IT戰(zhàn)略 數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略 搭建數(shù)據(jù)中心項目團隊 完成咨詢 設計 建設和運營管理 包括建筑設計 IT需求 應用 系統(tǒng)架構 發(fā)展規(guī)劃 基礎設施 裝飾裝修 項目實施 營運管理等各方面人員 確認IT業(yè)務規(guī)劃和需求 預估今后3 8年的IT需求從整體TCO高度考慮數(shù)據(jù)中心建設與運營 不但考慮建造成本 還必須考慮運營成本 維護管理成本 擴容成本等 設計時需要在可用性 效率 靈活性等方面做合理的平衡與選擇 建設實施過程中如何進行項目管理 如何進行評估與驗證 建造完成后如何進行數(shù)據(jù)中心運營管理 建設數(shù)據(jù)中心需要考慮哪些重要問題 具體技術細節(jié)包括 數(shù)據(jù)中心選址 對建筑物的具體要求 承重 面積 層高 管道井 運輸裝卸通道 安全 交通 消防等 供水 供電等 中低壓供配電系統(tǒng) 市電供電的冗余 進入路徑的冗余 發(fā)電機 不間斷UPS電源 輸出配電系統(tǒng)設計 數(shù)據(jù)傳輸與通信網(wǎng)絡 能力 路徑與冗余 制冷系統(tǒng)設計 安裝位置 管道路徑設計 送回風路徑設計 動態(tài)精密制冷 冗余設計等 走線系統(tǒng)設計 數(shù)據(jù)線 電力線 制冷管線 消防管線 監(jiān)控系統(tǒng)管線等 安防系統(tǒng)設計 門禁 視頻 巡更 保安等 消防系統(tǒng) 裝飾裝修 數(shù)據(jù)中心監(jiān)控與運營管理系統(tǒng)等等 數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計步驟 數(shù)據(jù)中心基礎設施重要設計指標 數(shù)據(jù)中心個子系統(tǒng)可用性級別數(shù)據(jù)中心額定容量 初期容量 中期容量 遠期容量 數(shù)據(jù)中心PUE值 100 額定容量下的PUE值 其他不同負載率下的PUE 機柜功率密度與分布 低密度區(qū) 3KW 中高密度區(qū) 15KW 斷電后延時時間 包括UPS延時和制冷系統(tǒng)延時的配合 IT的發(fā)展歸根結底都只會影響到一件事情 功率密度 如何提供不同密度的解決方案是整個設計的核心 容量計算 參考施耐德APC網(wǎng)站上的UPS選擇器 有幾乎所有IT產(chǎn)品的功耗 參考IT廠家的產(chǎn)品電源參數(shù)或計算器 參考施耐德APC網(wǎng)站上的權衡計算器 HP公司1U服務器DL320G5 配置單電源 其輸入功率W VA數(shù)據(jù)如下 容量計算 HP公司2U服務器DL380G5 配置冗余雙電源 2個220V 1000W電源模塊 最大重量27 2kg 其輸入功率W VA數(shù)據(jù)如下 容量計算 HP公司4U服務器DL580G5 配置冗余4電源 4個220V 1200W電源模塊 最大重量45 4kg 其輸入功率W VA數(shù)據(jù)如下 容量計算 容量計算 按需規(guī)劃 一次性構建對比擴展式構建 傳統(tǒng)設計 可擴展設計 負載計劃幾乎從來達不到預期 Source APCWhitepaper 118 沒有使用的容量帶來浪費并增加總體擁有成本 整合和再增長時 最大的TCO驅(qū)動力 按需規(guī)劃 1 1容量 指最終的IT負載 KW APC網(wǎng)站提供幾乎所有型號的IT設備在不同配置下的額定功耗 參見APC白皮書WH3計算數(shù)據(jù)中心總功率需求 也可以采用APC功率權衡計算器 或者運用各IT設備廠家提供的計算工具 并與實際經(jīng)驗進行校核 1 2預算 可采用APC預算權衡計算器 看看不同的設計采購和建造成本大約是多少 離用戶的預算差多少 不斷調(diào)整設計 1 3成長需求 與用戶仔細溝通業(yè)務發(fā)展趨勢 IT應用需求 估計出IT初始功率 最終的最大 最小 平均IT負載 可以利用APC增長權衡計算器 計算TCO 每個階段的PUE值等等1 4可用性級別 參見APC白皮書WH122確定數(shù)據(jù)中心關鍵性級別 等級的準則 可用性級別的確定3種較為常見的方法是Uptime學會的級別等級性能標準 TIA942以及SyskaHennessy集團的CriticalityLevels 關鍵性級別 1 5能效PUE 能效值一定是基于具體的負載率 本項目用戶要求PUE 1 8 可以利用APC數(shù)據(jù)中心能效權衡計算器 在不同的設計方法下PUE為多少 也可參見APC白皮書WH154數(shù)據(jù)中心電力效率測定 同樣500kW數(shù)據(jù)中心 依據(jù)不同的計算有不同的 平均密度 746watts ft2179watts ft2119watts ft2189watts ft25kW 機柜 消除了面積法的模糊概念watts ft2允許數(shù)據(jù)中心不同區(qū)域的不同負載密度 模糊的是否包括機柜周圍的工作空間 是否包括保密事空間 是否考慮總的功耗 總IT功耗機柜數(shù)量 明確密度 好的方法 傳統(tǒng)方法 密度與密度分布 密度規(guī)格原則 指定在行級水平機柜級 細枝末節(jié) 不足以前瞻參考房間級 粗枝大葉 缺乏靈活性和變化行級 正合適 應用watts 機柜明確的確定峰值與平均值的比率大約為2太低影響IT的靈活性并導致效率低下太高導致過度布局 明確密度 房間布局圖附帶機柜布局Row by row規(guī)格IT計劃的詳細目錄IT戰(zhàn)略上的布局設計工具使用這些工具來合理規(guī)劃機柜 電源 制冷等基礎要素 明確密度 1 2 3 120 白皮書 如何創(chuàng)造一個明確的密度規(guī)格 Designer 密度有什么用 峰值密度決定供配電系統(tǒng)設計 平均密度決定制冷系統(tǒng)設計 布局需要考慮的問題 需要什么房間 房間之間的關系 考慮消防通道 防火分區(qū) 人貨分離 房間內(nèi)的布局 門的尺寸 離墻的距離 熱通道寬度 冷通道寬度 一排機柜最大長度 空間高度設計 主機房computerroom 主要用于電子信息處理 存儲 交換和傳輸設備的安裝和運行的建筑空間 包括服務器機房 網(wǎng)絡機房 存儲機房等功能區(qū)域 輔助區(qū)auxiliaryroom 用于電子信息設備和軟件的安裝 調(diào)試 維護 運行監(jiān)控和管理的場所 包括進線間 測試機房 監(jiān)控中心 備件庫 打印室 維修室等區(qū)域 支持區(qū)supportarea 支持并保障完成信息處理過程和必要的技術作業(yè)的場所 包括變配電室 柴油發(fā)電機房 UPS室 電池室 空調(diào)機房 動力站房 消防設施用房 消防和安防控制室等 行政管理區(qū)administrativearea 用于日常行政管理及客戶對托管設備進行管理的場所 包括工作人員辦公室 門廳 值班室 盥洗室 更衣間和用戶工作室等 通道設計 布局 方案一 傳統(tǒng)下送風風冷空調(diào) 高架地板 方案二 先進的水平送風 冷凍水模式空調(diào) 無需高架地板 供配電系統(tǒng)設計 國標2008版 TIA942標準 TIA942標準 TIA942標準 采用ATS或者母聯(lián)的方式進行市電與市電或與發(fā)電機之間的切換 甚至在UPS系統(tǒng)的輸出部分采用母聯(lián) UPS系統(tǒng)的配電柜和空調(diào)系統(tǒng)的配電柜最好是不同的柜體 空調(diào)配電柜的冗余 制冷系統(tǒng)部分負載由UPS電源來帶 靈活 不用拘泥 重點 供配電系統(tǒng)發(fā)展趨勢 模塊化UPS電源智能化精密配電柜 機架式配電盤 機柜配電條機柜頂部走線系統(tǒng)分布式供電高效UPS電源 制冷系統(tǒng)設計 風系統(tǒng)還是水系統(tǒng) 與PUE的關系 制冷系統(tǒng)本身的冗余 N 1 2N 自然冷卻 細節(jié)的設計 水泵的選擇 水泵的冗余 水流量計算 冷凍水機組冗余 承壓水箱的設計 風系統(tǒng)管道安裝的細節(jié)混合密度制冷通道遏制與新風排風系統(tǒng)的關系 風冷冷凍水機組 水冷冷凍水機組 雙冷源系統(tǒng)室內(nèi)機 了解產(chǎn)品 包括第三方 靈活運用 機房級制冷系統(tǒng) 機房級制冷系統(tǒng) 機柜和機柜排級制冷 InRow 制冷系統(tǒng)3種類型 針對各種IT環(huán)境的制冷解決方案 一站式解決方案 制冷體系架構機柜級制冷 針對單一機柜的專門制冷和氣流分配設備或解決熱點行級行級 針對機架式安裝低到高密度IT設備的高效制冷方案房間級制冷 針對機架式或非機架式安裝低負載密度IT設備的靈活的制冷方案 制冷系統(tǒng)發(fā)展變化趨勢 不同的換熱模式不同的送回風模式不同的送回風路徑封閉模式動態(tài)精密制冷中高密度解決方案綠色節(jié)能可用性 機柜系統(tǒng)變化趨勢 機房美學 深機柜 1050 1200深 空間利用 上下分隔 注重附件 線纜管理器 插線板 走線槽 性能參數(shù) 通風率 安裝深度范圍 承重能力 安全 前后門監(jiān)控 數(shù)碼鎖 配置 機房示意圖 精密配電柜 模塊化主機 下送風空調(diào) 頂部走線槽 UPS 空調(diào) 精密配電 PelcoIP攝像頭 攝像頭 溫濕度 漏水 煙感 其他基于ModbusTCP設備 InfrastructureCentral6 0基本級服務器 Netbotz環(huán)境安防基站 數(shù)據(jù)中心運營管理系統(tǒng) 施耐德可以提供數(shù)據(jù)中心服務 貫穿整個數(shù)據(jù)中心的生命周期分析評估規(guī)劃及咨詢設計構架 工程支持項目管理設備采購及調(diào)度構建安裝組裝及開機試運行集成運營 維護及維修遠程監(jiān)控 樓宇自動化 IT區(qū)域 電源質(zhì)量 安全培訓資源規(guī)劃 思想領袖 白皮書數(shù)據(jù)中心科學研究團隊的精心研究能源大學能源管理的認知和教育數(shù)據(jù)中心大學針對需要為數(shù)據(jù)中心做出關鍵決策和基礎架構規(guī)劃的人的課程100 000平方英尺的設施施耐德技術中心在美國密蘇里州擁有10萬平方英尺的設施 它是施耐德展示和試驗的基地 能夠幫助客戶和行業(yè)合