引言：本文論述了某股份公司總公司數(shù)據(jù)中心的技術(shù)改造，介紹了其技改前情況、技改后的先進適用性、運維效果和拓展,從工程實踐運用角度闡述了傳統(tǒng)機房建設(shè)觀念正在轉(zhuǎn)向綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的新思維，系統(tǒng)地增強和提高了數(shù)據(jù)中心目的性、高可靠性、能效、運維和運用人性化體驗。

某股份公司總公司信息化程度很高，目前正深度融合信息技術(shù)并向大系統(tǒng)智能化和移動化發(fā)展,并將綠色發(fā)展?jié)B入其中。

隨著該公司的各個專業(yè)系統(tǒng)的逐年研究應(yīng)用需求，現(xiàn)使用的計算機信息網(wǎng)絡(luò)機房為2005年續(xù)建,發(fā)揮了應(yīng)有的歷史作用。然而，經(jīng)近十年使用,伴隨時間的推移，新技術(shù)的發(fā)展以及該公司各種新系統(tǒng)的上線，原有機房的短板開始顯現(xiàn)，如逐年加入的機柜規(guī)格型號各異，逐年設(shè)備的增加,空間擁擠,供電極不穩(wěn)定,UPS系統(tǒng)老壞,不能修復(fù)利用,光纖線和強弱電線等各種線路逐年增敷，顯雜亂,檢修也極不方面，致冷系統(tǒng)單一,易發(fā)增生和次生故障，網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器隨機發(fā)生中斷服務(wù)現(xiàn)象等等，這些與該公司逐年所研究上線的新應(yīng)用不相適應(yīng)，一定程度制約了新應(yīng)用網(wǎng)上業(yè)務(wù)開展。另一方面，隨著總公司現(xiàn)代化礦山的縱深推進，對網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用系統(tǒng)依賴性、可靠性及穩(wěn)定性提出了新的更高的要求。同時，經(jīng)近十年的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化綠色整體機房技術(shù)相對成熟和條件具備，因此，對該公司原計算機信息網(wǎng)絡(luò)機房進行技改，是必要的和基礎(chǔ)性的。

經(jīng)過立項、方案設(shè)計和民主比選，成功實施了該公司原機房向綠色高可靠數(shù)據(jù)中心的技術(shù)改造，經(jīng)過一年來正常運維和運用考驗，原有弊端和現(xiàn)象一便解決，實現(xiàn)了原機房系統(tǒng)向數(shù)據(jù)中心的正常遷移、IT設(shè)備和基礎(chǔ)環(huán)境的智能監(jiān)控以及遠程異地開機等管理，而且其能效可控，進而證明機房改造中利用數(shù)據(jù)中心新思維，能大大提高其運維體驗和高可靠性，從小處落地了綠色發(fā)展理念，應(yīng)該說本次技改達到了既定愿景和目的，是成功的，所用技術(shù)也是國內(nèi)一流的。

搭建的數(shù)據(jù)中心概述

數(shù)據(jù)中心作用是支撐業(yè)務(wù)的服務(wù)和發(fā)展，它是組織運營成本的主要構(gòu)件，現(xiàn)甚而把它作為利潤中心來運營。而綠色數(shù)據(jù)中心是指數(shù)據(jù)機房中的IT設(shè)備、暖通、配電系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、監(jiān)控、照明和電氣等能取得最大化的能源效率和最小化的環(huán)境影響的綜合效果。其“綠色”具體表現(xiàn)在整體方案設(shè)計規(guī)劃，以及機房空調(diào)、UPS、服務(wù)器等IT設(shè)備、管理軟件應(yīng)用和智能運行上，要具備節(jié)能環(huán)保、高可靠、高可用性和最大的技術(shù)經(jīng)濟合理性規(guī)劃，大型數(shù)據(jù)中心PUE要小于1.5。

實例具體描述

根據(jù)該公司實際情況和B級以上建設(shè)要求，要搭建的數(shù)據(jù)中心實例描述如下：

裝修系統(tǒng)裝修面積：

主機房26m2、休息室18m2、監(jiān)控室 28m2、UPS 配電室20m2（更換部分地板）；

墻頂?shù)刂饕b修選材為：

1、地面：復(fù)合防靜電地板，地板鋪設(shè)高度為250MM與原有裝修地板高度一致。

2、墻面：乳膠漆，主機房窗戶做防火石膏板隔斷封堵。機房凈空為2800MM。

3、天花：鋁制微孔吊頂板。吊頂凈空為600MM

配電系統(tǒng)：

配電柜主要有兩個，分別是市電輸入配電柜（ATS柜）和UPS輸出配電柜.滿足現(xiàn)有使用及增容的要求。

防雷接地系統(tǒng)：

1、防雷 ：配電柜配置 2、3級防雷器；

2、機房內(nèi)部做等電位接地。

機柜：

根據(jù)房間面積，機柜按照冷熱通道布放，共10臺，利舊原來2臺、新購8臺。根據(jù)機房內(nèi)設(shè)備的歸屬關(guān)系以及設(shè)備的功能劃分，將機柜內(nèi)設(shè)備規(guī)劃。

UPS系統(tǒng)：

10臺機柜，每臺機柜耗電量可在3—4KW，考慮到利用率，配置1臺40KVA的UPS。

電池系統(tǒng)：

設(shè)計系統(tǒng)后備時間4小時。

精密空調(diào)系統(tǒng)：

制冷量需求分兩部分

1：UPS配電室配置一臺制冷12.5KW的柜式空調(diào)；

2：主機房配置1臺制冷量為41KW的精密空調(diào)，上送風(fēng)方式，采用1臺制冷12.5KW的柜式空調(diào)做備份。

機柜布線方式：

采用M型橋架，強電線纜、弱電線纜均上走線。

弱電綜合布線系統(tǒng)：

根據(jù)使用單位情況劃分3臺機柜給外部單位，劃分7臺機柜為礦總，并根據(jù)機柜功能做敷設(shè)六類線用做網(wǎng)絡(luò)傳輸，橋架留有足夠的布線空間以滿足后期增加線纜需求。

門禁系統(tǒng)：

機房及UPS配電室安裝門禁系統(tǒng)

視頻監(jiān)控：

主要出入口和機柜主要通道布置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時在培訓(xùn)教室布置視頻監(jiān)控攝像機。

消防系統(tǒng)：

采用七氟丙烷無管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺：

對配電柜、UPS、空調(diào)、機房溫濕度、漏水進行監(jiān)控，可短信報警

能夠?qū)崿F(xiàn)對服務(wù)器、交換機、安防系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控及管理。同時設(shè)計KVM管理系統(tǒng)。

綠色數(shù)據(jù)中心的拓樸結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成簡介

該公司數(shù)據(jù)中心的技改方案設(shè)計中重點考慮的內(nèi)容應(yīng)為動環(huán)監(jiān)控平臺拓樸結(jié)構(gòu)設(shè)計、技術(shù)選型和配置及其綠色數(shù)據(jù)中心特點體現(xiàn)。

主要拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺的總體目標(biāo)是通過對機房內(nèi)的動力環(huán)境、IT設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。

按照標(biāo)準(zhǔn)的機房進行監(jiān)控，主要通過對環(huán)境、動力、消防、IT系統(tǒng)進行建設(shè)，對機房內(nèi)的溫濕度、市電、漏水、安防、IT等建立一套較完整的機房動力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控的管理體系，實現(xiàn)對機房運行環(huán)境科學(xué)管理，及時發(fā)現(xiàn)機房輔助設(shè)備的故障和故障隱患，做到及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。環(huán)監(jiān)控平臺拓撲圖如圖1所示所示。

在管理平臺服務(wù)器上安裝數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺軟件(真視通聯(lián)合定制)，實時集中地監(jiān)測機房環(huán)境、動力IT服務(wù)器、交換機的狀態(tài)，根據(jù)需要遠程遙控一些設(shè)備，如空調(diào)、UPS電源等。對各種告警信息進行分級、分類處理，通過現(xiàn)場的告警和遠程無線（如手機短信）告警，通知相關(guān)人員及時處理告警事件。

能夠和管理平臺軟件整合了運營維護信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)日常運維管理和告警事件的處理管理。諸如：各監(jiān)測點的實時監(jiān)控信息、運維人員的日常詢查和身份識別等，以及告警信息處理、人員通知、處理情況的反饋等，進行系統(tǒng)的管理，提高運維的效率、水平和體驗。

主要數(shù)據(jù)監(jiān)測：市電監(jiān)測子系統(tǒng)、UPS監(jiān)測子系統(tǒng)、配電開關(guān)監(jiān)測子系統(tǒng)、精密空調(diào)監(jiān)測子系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)、漏水監(jiān)測子系統(tǒng)、IT服務(wù)器監(jiān)測子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換機監(jiān)測子系統(tǒng)。溫濕度監(jiān)測、漏水監(jiān)測、市電監(jiān)測、UPS監(jiān)測、精密空調(diào)監(jiān)測、配電開關(guān)監(jiān)測、服務(wù)器監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)端口和性能監(jiān)測如圖2-9所示。

圖1 監(jiān)控平臺拓撲圖

圖2 溫濕度監(jiān)測

圖3 漏水監(jiān)測

圖4 市電監(jiān)測

圖5 UPS監(jiān)測

注：UPS一般不進行遠程關(guān)機控制，以免發(fā)生意外。

數(shù)據(jù)可視：綜合管理平臺中的動環(huán)監(jiān)控可以通過采集器對動環(huán)設(shè)備（UPS、精密空調(diào)、溫濕度傳感器、漏水檢測、配電柜、智能電表、風(fēng)機等）進行數(shù)據(jù)采集，然后由采集器將數(shù)據(jù)實時上傳到數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺。采集器可通過實時上傳變化量和模擬量進行數(shù)據(jù)傳輸，而無需要通過接口服務(wù)器進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸，增強數(shù)據(jù)傳輸實時性與健碩性。

還對主機房和UPS配電室配置門禁控制點，采用進門刷卡+出門按鈕的方式。門禁系統(tǒng)由讀卡器、門禁控制器、電鎖、開門按鈕、門禁管理主機和門禁軟件等組成，如圖10所示。

技術(shù)選型和配置

如前述，筆者結(jié)合以前經(jīng)驗、克服原有機房弊端、后臺軟硬件應(yīng)用服務(wù)運維需求規(guī)模和技改投資情況，利用技術(shù)經(jīng)濟分析手段，除堅持常規(guī)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)參考底線外，主要比選或增加了數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺及動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、機房UPS及供配電系統(tǒng)等。技術(shù)選型如下：真視通數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺+艾默生PEX精密空調(diào)系統(tǒng)+漢邦高科硬盤錄像和科松門禁系統(tǒng)+蚌埠依愛消防報警及陜西金安七氟丙烷無管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)+用1臺艾默生40KVA UPS（后備電池時間4小時）的不間斷電源供電系統(tǒng)和3級開關(guān)配置方式，即總開關(guān)-分路開關(guān)-支路開關(guān)，市電供電改為雙回路供電。另考慮減少運維管理人員進入數(shù)據(jù)中心機房的次數(shù)，建設(shè)更為安全，更為可靠性的綠色機房。保證機房數(shù)據(jù)、物理設(shè)備的安全性，保證機房設(shè)備的正常運行，及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實時有效，配備了ATEN KVM IP交換機，依靠先進的MPU數(shù)字KVM和智能PDU組合，進行底層BIOS級的管理，加強了可靠性和用戶的統(tǒng)一遠程管理。

綠色數(shù)據(jù)中心特點體現(xiàn)

圖6 精密空調(diào)監(jiān)測

圖7 配電開關(guān)監(jiān)測

圖8 服務(wù)器監(jiān)測

圖9 網(wǎng)絡(luò)端口和性能監(jiān)測

圖10 UPS配電室門禁

⑴在設(shè)計和實施階段緊緊圍繞降低能耗、節(jié)省成本開展該數(shù)據(jù)中心工程建設(shè)。主要體現(xiàn)在節(jié)能環(huán)保、高可靠可用性和合理性三個方面。具體在環(huán)保材料的選用、新型節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用、IT運維系統(tǒng)的提升、避免數(shù)據(jù)中心過度浪費設(shè)計和規(guī)劃。如供電部分選用的艾默生NXR 40KVA是采用最新DSP數(shù)字控制技術(shù)的在線式雙變換，屬高頻機，系統(tǒng)效率可高達96%，先進的智能化監(jiān)控，可進行UPS本身的監(jiān)控和安全自動的關(guān)閉服務(wù)器和PC機，以及市電供電采用了雙回路供電；所選用電池為4小時，免維護，采用閥控式全密封設(shè)計，在整個使用期間，無需加水、加液；該數(shù)據(jù)中心主機房進行了密封、絕熱、采用精確上送風(fēng)方式、氣流組織等設(shè)計實施以降低空調(diào)使用成本；并且統(tǒng)籌考慮了系統(tǒng)的可用性、可擴展性、均衡性、結(jié)構(gòu)體系的標(biāo)準(zhǔn)化和智能人性化管理實現(xiàn)。而且該數(shù)據(jù)中心地點已符合選址條件要求。

⑵至少在集團內(nèi)數(shù)據(jù)中心中率先實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心綜合管理平臺及動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。其可帶來的明顯管理、經(jīng)濟和社會效益主要體現(xiàn)：提升數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)代管理水平，增強數(shù)據(jù)中心保障能力，展示先進管理形象；實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控管理；可實現(xiàn)機房24小時無人值守或少人值守，節(jié)省人員財力；及時分析和預(yù)見設(shè)備故障，及時發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備故障及隱患，特別是停機等重大故障隱患；有效降低設(shè)備損壞情況的發(fā)生，減少維修的時間和費用，降低運營成本；對出入機房數(shù)據(jù)中心的人員實現(xiàn)科學(xué)有效的監(jiān)控和管理，增強機房的安全防范。其具備了一般動環(huán)監(jiān)控功能，還具有的一些特色是采用B/S架構(gòu)，是通過樹形列表來查看每個站點下的詳細信息；具有組態(tài)圖功能，將設(shè)備的狀態(tài)直觀的顯示在組態(tài)圖上；在管理人員手機上通過短信、郵件等實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中斷、濕度等實時告警、記錄和自動修復(fù)。還具備遠程控制管理功能等。

⑶靈活組合模擬數(shù)字KVM和智能PDU，使數(shù)據(jù)中心管理人性化，讓其管理人員在運維時空上得到徹底解放，真正體味到了先進舒適的運維體驗。前者具有遠程訪問能力，控制距離不受限制，擴容也相對容易，在安全性和視頻操作效果上獲得了平衡。后者能在遠程像親臨現(xiàn)場一樣對設(shè)備進行電源開關(guān)、重啟等操作，保障及時修復(fù)故障和系統(tǒng)持續(xù)運行，可將PDU空閑插座調(diào)為無電狀態(tài)，消除因人為失誤插入設(shè)備導(dǎo)致PDU過載跳閘和設(shè)備宕機，以及通過對PDU插座的來電延時配置，避免因設(shè)備同時加電引起瞬間電流峰值導(dǎo)致的斷電跳閘，它不僅能提供每個端口的用電計量功能，且能對設(shè)備所處微環(huán)境溫濕度進行監(jiān)控。由此實現(xiàn)了KVM精細化管理，：此外，在綜合布線的強弱電分開、光電分開、6類弱電標(biāo)準(zhǔn)選用上，在視頻監(jiān)控、門禁管理、消防布局以及防雷利舊方面，既因地制宜又遵循標(biāo)準(zhǔn)而不拘泥于標(biāo)準(zhǔn)進行了靈活實現(xiàn)。

運維效果和拓展

該數(shù)據(jù)中心的技術(shù)改造，從技術(shù)選型、市場比較、專業(yè)民主投票、合同洽談、設(shè)備器材進貨驗貨、現(xiàn)場施工和各關(guān)鍵隱蔽點檢查確認(rèn)、設(shè)備和各軟件的安裝與集成調(diào)試到驗收交付使用，前前后后歷經(jīng)了近一年，截止目前近1年時間正常運轉(zhuǎn)檢驗，可以肯定地說技改是成功的，基本達到了預(yù)期效果。

在眾多數(shù)據(jù)中心中，標(biāo)準(zhǔn)模塊化技術(shù)、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)、精密致冷技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等的成功實踐償試組合，達到了數(shù)據(jù)中心技術(shù)的先進水平，而且靈活適用性強。下列為改造后的數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場效果照片。下一步，公司將利用好該數(shù)據(jù)中心，進行如下應(yīng)用研究拓展：

該公司大數(shù)據(jù)研究應(yīng)用支撐。

進行該數(shù)據(jù)中心實時PUE值自動智能監(jiān)測監(jiān)控。

將該公司各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間運維數(shù)據(jù)自動采集展現(xiàn)于該數(shù)據(jù)中心管理平臺。

數(shù)據(jù)中心制度建設(shè)研究。

結(jié)束語

根據(jù)多年的網(wǎng)絡(luò)機房建設(shè)、運維和運用管理經(jīng)驗，進一步闡述了綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)理念和工程落地實踐成功案例,從設(shè)計、建設(shè)和管理等數(shù)據(jù)中心生命周期階段，著重突出了綠色數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)特點。通過成功實施和實際運維體驗證明，在數(shù)據(jù)中心的搭建中全過程全方位貫徹綠色理念，確能起到降耗降成本作用，同時也系統(tǒng)地增強和提高了數(shù)據(jù)中心目的性、高可靠性、能效、運維和運用人性化體驗。