1、机房辅助系统解决方案随着计算机事业的发展和计算机技术的广泛应用，确保计算机设备正常运行的问题，越来越多的被人们所重视。计算机设备不同于其他的机器设备，不同的计算机系统对运行环境有不同的要求。机房环境除必须满足计算机设备对温度、湿度和空气洁净度，供电电源的质量，接地地线、电磁场和振动等技术要求外，还必须满足机房中工作人员对照明、空气的新鲜度和流动速度、噪音的要求。行业对象运营商数据中心机房、大型企业很多大型企业（如：金融、保险、流通、媒体、交通、能源、政府、教育）面临着分支机构与总部之间越来越频繁的业务通信，且业务系统需求越来越高，这样一来直接导致对企业数据机房基础设施的要求不断提高，不断扩大的
2、电能需求，不断增加的制冷需求等等。建设一个高可靠性、绿色的机房成为了迫切的需求。客户需求作为下一代数据中心的建设目标，将通过资源整合，把分散的多个机房整合到中央的数据中心，然后重点在网络、冗余、计算、存储和管理等几个方面加强中央数据中心的能力。在这种整合趋势的带动下，一个可靠的机房环境成为了重要的问题，通过机房各个辅助系统资源的有效整合，数据中心将更加便于管理、更加稳定。在自动化的、724 全天候无人值守的下一代数据中心，通过信息安全、网络安全等管理，可有效防御安全隐患。随着数据中心的逐步建立，能源消耗等成本骤增并已经成为影响企业发展的重要因素之一。如何有效地降低企业数据中心能源消耗，建造绿色
3、数据中心成为企业关注的焦点。节能，关联因素较多，既牵扯到机房主设备软硬件、建筑安装、机房布局、空调设备、送风形式、节能设备和技术的采用等多个技术问题，也牵扯到管理层面，换句话说，这是一个系统工程。解决方案数据中心建设将从早期的功能服务转向智能服务以及节能服务，低能耗、环保型的“绿色数据中心。那么，数据中心的能耗主要表现在哪里呢？调查显示，最大的损耗并不是来自于芯片内部，而是来自交流电与直流电之间的转换，交流电转化为直流电的效率一般为 60%65%，这以外的能耗显然就直接变成热量散出去了。对于数据中心来说，这些“多余”的热量又带来另一大问题，那就是散热。在对大型用户的了解中发现，用户数据中心总拥
4、有成本的四分之一花在了冷却方面。人们“一不小心”制造出来的热能，不但本身是一种浪费，还需要花费精力和财力把它们“散”出去。特别是刀片服务器，其在计算密度大幅增高的同时，也要解决更棘手的散热问题。如何解决交流-直流转换过程中热损耗的问题才是降低能耗的重中之重。从这张图我们可以看出，电能在整个数据中心的流向以及损耗。输入的电能在经过“机房物理层”时，被损耗的能源高达 50%左右，然后是 “硬件设备”处 40%的消耗和芯片。由此可见，从关键电源及制冷设备入手，提高物理层的效率，才是建立“绿色数据中心”的“治本”之道。现在，我从“机房选址” 、 “绝热处理” 、 “设备选型” 、 “高效稳定的 UPS
5、”、 “ 运行维护”等几个方面谈谈如何建设稳定可靠的“绿色数据中心” 。机房选址首先涉及的是数据中心机房的基础建设，限制有害建筑材料的使用，以及机房设计要隔热、保温、防辐射和静音等; 其次就是服务器本身要限制有害材料的使用，降低功耗、减少占地面积等。机房选址时最好在建筑体的二三层，不宜设在建筑物的顶层和底层。机房设在二三层有下列优点：1） 站址较低有利于设备就位，不会因设备的垂直位移过大而担忧。2） 有些笨重、体积较大或噪声大的设备，可以安装在一层或地下室。3） 电缆铺设距离小。4） 有利于维持机房的温湿度。5） 有利于防尘、防晒、防振动和其它干扰。6） 布局方便。机房绝热处理整个机房设计在密
6、闭空间内，不设窗户，避免外界温度与室温进行热交换。在机房底层设立保温层，布置保温棉，机房之间也有隔断，机房的吊顶也比较低，种种的设置能让空气在吊顶上面进行气流交换，更好地节省空调能源，让空调在合理的空间内更好地应用。设备选型最重要的就是要提高 IT 设备(服务器、存储和网络设备等 )的电能利用率，尽量降低电能的热损耗，并在提高计算密度的同时，通过新的散热技术和数据中心的整体设计来解决散热问题。第一、简化数据中心物理配置(服务器、存储和网络设备等) 的复杂性，并以此来减少占地空间; 第二、采用多核的 x86 芯片技术来提高数据中心的处理能力。采用多核的 X86 芯片架构的服务器能够提高效能，而系
7、统的复杂性却随着服务器数量的减少简化了; 第三、用虚拟化和集约化技术提高服务器的利用效率。用虚拟化技术把多台刀片服务器集约化，成为一个虚拟化服务器平台，可以提高服务器的利用效率;第四、采用导入式的制冷方式，解决刀片架构的散热问题。对刀片服务器进行了集中化的管理，并对架构进行了优化设计后，可以把外面的冷流、冷气直接送入到机柜里面， （生成的冷空气不一定是唯一冷却来源。我们可以同时借助大自然，我们使用室外空气作为自由冷却，可在大楼一侧安装了调节风门，可自动调节从室外进入的空气。如果室外气温低于设定的温度点，调节风门会开启，室外空气经过滤后进入冷却系统。反过来，如果室外空气高于设定的温度点，调节风门
8、会关闭，冷却装置则开始工作）这样不仅提高了刀片服务器的散热效率，而且也降低了对空调的要求和风机的噪音。如果按一台服务器功率 500600 瓦计算，一天就会消耗15 度电，如果一个数据机房拥有 100 多台服务器，这些“吃电”的服务器每年要消耗多少电能就可想而知了。在设备选型过程中应试避免过度规划，传统的数据中心设计的一个突出问题是没有采用“边成长边投资”的建设模式，建设力求一步到位，这样不仅导致采购 UPS 和空调等设备时投资过高，还提高了后期能源消耗和服务成本。对此节能问题是需要首先考虑的，在数据中心的设计时，通常都会对功率输出有一定限定。如果设定值过低，就会限制数据中心在未来需要时部署更多
9、的应用或者设备，而设定值过高，又会导致前期基建投入过大，最后形成事实上的浪费，应该根据未来的需求设计几个阶段，分阶段采购所需的机房设施。只有“边成长边投资”的建设模式可以解决这一难题。高效、稳定的 UPS凡是由于网络供电电源的原因而造成的过载（设备乃至整个网络控制系统）发生程序错误，数据丢失，设备故障甚至损坏的，都应该归结为电源故障。这些故障包括：电网电压过压，欠压，瞬间跌落，失压，故障停电；由于用电环境和传输系统造成的各种干扰；由于自然环境（主要是雷电等）造成的干扰和设备的损坏等。可以这样认为，只是保证不停电供电这一功能，仅仅是解决了所有电源故障的百分之几。为了全面解决电源故障问题，现在的电
10、源供电，已经不是一台电网停电后可以继续向负载供电的整机产品，而是应该成为一个小型的，或者说局部的高可靠性、性能齐全、高度智能化的供电中心。一个设计良好的供电系统能给负载提供优质、稳定的电源。然而在实际应用中，许多问题往往是供电系统本身引起的。UPS 电源可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源，并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。我们要求为信息主机房内所有的服务器机柜、交换机机柜提供集中供电系统。电源分配方式要求实现每个设备机柜均由 2 个电源柜交叉供电，即从每个电源配电柜分别引 1 路电源输出至各个设备机柜，在每个设备机柜底部设置 2 个电源接线盒，两个电源盒分别与来至
11、 2 个配电柜的电源相连。传统的节能方案更多关注 UPS 的可靠性，但随着“数据中心消耗着大量电能”这个事实影响越来越大，UPS 的效率也成为了重要的决策因素。采用先进的 UPS 系统: 在线双转换完全模块式 UPS 系统,它具有并联冗余的特性, 可以完全取代传统的 1+1 并机系统。而且是一个“绿色电源”方案，具有高输入功因（） 、低谐波失真（） 、高效率（ACACeff 达）以及高稳定性和可靠性的优点，配合功能强大的监控软件及全面的通讯介面，适合精密设备及机构。 新型 UPS 系统主要由系统控制器模块，静态开关模块以及 1 到 10 个 10KVA 的 UPS 功率模块所架构而成，各模块均
12、是智能型可独立运作，就算系统控制器发生故障，UPS 系统也可以维持正常输出而不会出现死机的情况，且静态开关也可保持正常功能不会出现误动作。各功率模块，可随意热插拔更换, 根据数据中心机房的需求来调整系统容量, 进行配置或维护，架构成 1+1、N+1、N+2 等冗余性能。它既有效的提升了系统的稳定性和可靠性，又方便了系统升级，同时降低了扩容成本。集中监控机房的环境设备（供配电、 UPS、空调、消防、安保等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。一旦机房环境设备出现故障，就会严重影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，
13、造成严重后果。对于银行，证券，海关，邮局等需要实时交换数据的单位的机房，机房管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。目前许多机房的管理人员不得不采用 24 小时专人值班，定时巡查机房环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的时候，不能及时排除故障，对事故发生的时间及责任也无科学的管理。尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太懂机房设备管理甚至根本不懂机房设备维护的人员值班，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。正是为了解决上述问题，运用机房环境监控系统，实现了一个或多个机房设备的统一监控、控制，减轻了机房维护人员负
14、担，提高了系统的可靠性，实现机房的科学化、智能化管理。运行维护数据中心建立之后，在做好运行维护管理的同时，机房内的危机管理显得尤为重要。也就是考虑如何减少危机情境的发生、如何做好危机管理的准备、如何规划以及如何培训员工应对危机局面、如何从危机中很快复原。1、首先建立应急预案，列出危机或存在的风险，例如，IT 系统宕机、火灾、空调漏水、机房温度超高等。2、排除不存在的风险。3、将各种风险列举在应急预案的风险目录。4、设计针对这些风险的预先和应急处理措施。对可以预见且时间和资源允许处理的风险，采取排出和缩减；对可以预见但可能发生概率较低的风险，可以进行风险转移。如，将火灾风险转移给保险公司，将 UPS 停机风险转移给 UPS 厂商或 UPS 服务商；对现在没有表现出来，但其爆发总存在一定征兆的风险，采取建立预警系统对其监控；对那些发生时间完全不可预测的风险，则必须建立起一个协调人力资源的“危机处理机构组织结构图”以及一个指导人员操作的“危机应对表” ，使运维管理人员和相关部门、人员能够在危机发生时有组织地、按部就班地执行。一旦制定出基本的应急预案，那么“演习“ 预案，并讨论在紧急情景下事情可能会如何发展。就可能会发现需要修改预案的某些细节。没有预案是十全十美的，只有经过测试，预案才能被称为“ 预案” 。
