美國泛達：智能數據中心的物理層架構解

 　　由千家網聯合千家品牌實驗室共同主辦的第十四屆中國國際建筑智能化峰會（廣州站）于2013年12月10日在廣州中國大酒店隆重舉行。廣州站作為本屆峰會主會場，會議規模再創新高。峰會主題延續創新，再次聚焦智能建筑與智慧城市技術、數據中心機房建設等熱點話題。從不同角度，解析了在智慧城市建設浪潮下，智能建筑、綜合布線等行業如何抓住智慧城市建設大潮中的機會，實現商業模式創新、產品創新和企業與個人創富。綜合布線行業知名品牌美國泛達成為本屆峰會黃金贊助商，華南區的客戶經理許超源于現場專業講解智能數據中心的物理層架構解決方案。

　　說起泛達很多人印象是感覺泛達是色彩化、模塊化等等，泛達是一直在布線里面線纜管理的領航者，但是在峰會現場，美國泛達華南區的客戶經理許超源跟大家分享的不是線纜管理，而是探討如何做到數據中心的節省成本，就是怎么為客戶省錢。以下峰會現場美國泛達華南區的客戶經理許超源講解智能數據中心的物理層架構解決方案的文字實錄：

美國泛達華南區的客戶經理許超源：智能數據中心的物理層架構解決方案

　　許超源：近兩年來綜合布線行業遇到最多的話題是云，云技術的到來給行業帶來很多機遇和挑戰，對IT界來說是一個變革，可以看到近幾年的數據中心建設的項目越來越多，像大型的數據中心、超算中心不斷的涌現，這些數據中心給我們帶來很多的機會，同時也帶來很多的挑戰，挑戰在哪里呢？特別是這兩年，很多客戶遇到一個問題，我的數據中心越做越大，成本怎么控制，怎么減少、降低建設成本，達到要求，如果降低未來運營的成本。今天我們探討的主要是這一塊方面的問題，如何做到數據中心的節省成本，就是怎么為客戶省錢。

美國泛達華南區的客戶經理許超源

　　如何節省成本，我們先分析一下數據中心的建設成本會有哪些東西構成，可以看到這個餅是數據中心的建設成本，其中2%這部分是用地的成本、4%-7%是裝修的成本、5%-9%是建筑的成本，整個數據中心的大頭是黃色部分，這部分是我們的用電設備以及所有的電方面的能耗，這個圖我們看一下整個數據中心或者說從以前的機房到現在的操作中心歷程，一開始很多數據中心都是前幾年說的電信那些運營和托管的機房，到現在機架式的高密度的數據中心，到國外比較推崇的這種集裝箱的數據中心，以及現在很多模塊化的數據中心，我們看到數據中心的變化除了他的空間越來越大，設備越來越密集之外，我們還看到很大的變化，就是PUE值的變化。相信我們做數據中心的同行都清楚PUE是什么值，PUE是整個數據中心能源與IT負荷的比例。

　　整個數據中心的能耗是相當于IT負載乘以PUE值，就是PUE值越低，數據中心的能耗就越低，解決所謂的節能安排要降低PUE值，或者我們看一下更直觀的數據，剛才提到四種不同的數據中心，在不同的PUE值下面換出來的成本，可以看到當代最先進的數據中心運營成本是相當于十年前降低了40%多。我們說一下怎么做到這一點，看到整個數據中心的花費本空間、能源、制冷、等等，我們會分開來講怎么降低這個成本。

　　首先看一下冷卻成本，我們的方法可以幫大家降低40%的成本，經過分析發現很多的數據中心不夠冷，不是說數據中心的溫度不夠低，而是說用在發熱量比較大的設備上面的制冷不夠，如果我們能解決這些發熱量比較大的設備的溫度問題，整個數據中心的制冷溫度可以往上提高兩到三度，甚至四度，那么怎么做呢？我們會通過四個步驟達到非常好的解決問題的方法。首先有很多的密封的方案，一個機柜就相當于進入一個房間，進入個房間里面覺得不夠冷，首先做的問題是先把所有的窗戶關上，因為窗戶可以把制冷量流失出去，所以首先進線有這種封套幫大家減少空氣的流失。另外從機柜頂部幫大家減少這種冷量流失，所有的機柜內部每一個孔都有專用的這種套件幫你全部封住。很多機柜都不會把設備裝滿，裝不滿的設備有這種空白的擋板幫大家把所有的位置都擋住。在整個機柜的內部不會流失任何一點的冷量。有時候感覺到在一個房間里面的空調下也不會冷，是因為這個空調沒有對著你送風，就用這個辦法解決機柜里面的送風問題，看到越來越多的設備是前進冷風后出熱風，如果這些都裝在里面的話，這種冷熱設備很混亂，這樣導致大部分的冷量流失，所以我們有很多導風的設備，我們會配合你的制冷機房方案，我們把他改成前進冷風后出熱風，把冷熱風隔開，提高機柜的制冷效率。

　　同樣根據很多的實踐經驗來看，這種TOR方式是裝在我們機柜頂部的設備散熱是最差的，因為我們的冷風從底部上來，熱風從上面出去，所以相應的設備和配件幫我們解決頂部散熱的問題，整個機柜無論是下面有最好的地方，還是上面制冷最薄弱的地方，都可以提出這種散熱的效應。這個圖應該是大家經常看到的圖，是冷通道封閉，特別是近兩年看到的中大型數據中心客戶都用這種方式來做。冷通道封閉最大的原則，就是把冷風完全鎖在我的機柜內部，所有的冷風都由整個通道里面的設備使用，這樣外部是不會做這種專業處理的。進入這個機房的時候發現設備內部的溫度是很低的，但是機房內部溫度跟常溫一樣，這樣對我們工作人員來說是好的，因為在里面容易得感冒，就是機房跟外面的溫差比較大就容易感冒，這個可以很好的解決這個問題。

　　使用這個處理之后，這是熱能量分析圖，這個顏色是整個機房里面的溫度，可以看到我們的機柜內部溫度是非常低的，然后機柜外部的溫度跟室溫一樣。這個是另外一種方式去封閉冷風和熱風，我們看到這種沒有把機柜的通道封閉起來，但是會在機柜的后面加裝一個煙囪，這個煙囪在這個機柜里面配合我剛才提到的導風輪，讓機柜的熱風通過這個煙囪排到機房的頂部，然后再排到外面，這也是我們常說的熱通道封閉技術。我們可以看一下熱通道封閉之后做出來的效果，上面是沒有使用熱通道封閉，下面是使用之后整個機柜內部的溫度非常協調，不會出現像上面頂部溫度非常高，已經超出設備運行允許的溫度。

　　我們用了這些方式之后可以有效的提升我們在機柜內部的冷風效率，另外還配有專用的一些監控軟件，有Unite和PIM兩個來監控。剛才講的這些都是一些理論值，想象這些理論值很多書本或者資料都可以看到，但是我們看這個實際效果如何？泛達在美國有一個專門的熱能實驗室，專門是針對客戶提出的一些需求解決方案進行模擬，模擬之后看這個效果是否可以解決客戶各種各樣的問題。

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　　我們模擬這么一個效果，這種是很經典的數據中心的機柜擺放結構，可以看到這個是存儲區、服務器等等，可以看到發熱量最大，這里還有這里，這個是整個模擬區域中心的其他條件，像看這個模擬環境里面的面積、地板、機柜等等，直接看后面的數據，我們看到這個是沒有使用任何的冷通道封閉和熱通道封閉的熱能量分析，看整個中心的熱點是在哪里呢？就是這里，冷風從機柜的正面進去，所以這個通道會非常的冷，在機柜的頂部進行交互，這種效果出來的話，會浪費大量的冷量，就是說至少這個數據中心要把制冷空調調到22度以下才能達到比較好的效果。

2013年第14屆中國國際建筑智能化峰會現場

　　這樣是做了冷通道封閉之后，我們可以看到機柜兩排作為一個冷通道，里面的溫度很低，然后外面的溫度相對比較高，是接近我們的室溫的，就是我們在機房外面用普通空調就可以解決問題。這個是使用熱通道封閉，我們的機柜并沒有兩兩的封閉起來，只是單獨的在機柜的背后做了熱通道的煙囪，把熱空氣排到底部再排出去。

　　我們比較一下兩種方案的效果，針對這個數據是常規做法，沒有月冷通道、沒有用熱通道，這個是用冷通道封閉、這個是用熱通道封閉，同樣的溫度情況下，制冷空調溫度提升了10%，就是說可以在空調溫度提高10%的情況下，保證設備里面的制冷量是一致的，這個就是節能。

　　換算成成本或者錢來看一下，在這種方式下我們直接減少的金額以美金來計算，這個金額和這個金額的比例節省了40%，剛才能源部分是最大頭的，所以花了很多篇幅介紹能源方面降低數據中心的成本。另外三個方面怎么幫助大家減少數據中心的成本？首先看一下空間，很多人忽視空間這個問題，很多客戶術語中心運行三年以后之后，都抱怨機房不夠用、設備都搬進來怎么放進去，怎么解決這個問題？

　　可以考慮，因為在建數據中心之前，把數據中心建的更大一點是不是可以解決這個問題，是可以解決問題，但是成本在那。現在可能用大500平米數據中心，不可能建一千平米的，這個規劃是有依據的。那么有沒有辦法減少這些空間？剛才提到泛達一直是在線纜管理的領導者，有很多解決方案，包括機柜內外部的管理解決方案。可以看到在機柜內部，這個是針對空間非常小的客戶，他所有的服務器、所有的存儲都已經裝上刀片服務器，所以把機柜的配線架用這種垂直的安裝方式，我們建議客戶在機柜的左邊走弱點、右邊走強電，然后幫大家節省這么多的空間，大概可以節省15%的空間。就是裝了這個垂直的配線架之后，水平就不需要安裝這個配線架，不要小看15%的空間。我們以一個中性型的數據中心420臺的機柜為例，用這種垂直配線架之后可以把機柜的數量減少360臺，然后把這個占地面積換算成可以減少多少的租金，我們以租賃的方式為例介紹一下，我們看一下北京和香港這幾個我們熟悉的地方。這個是一年六萬多美元，大部分數據中心都有這樣的容量，我們在這里面什么都不用做，只是說裝了一些垂直配線架，而且這個是每年數據。還有一塊運維成本，建一個數據中心籌備兩，建設期一年，運維期是五到十年，每一年運維上可以節省成本的話，十年大家算一下多少。首先我們發現運維人員中很大量的孕運維時間是耗費在線纜的跳線中，經常面臨從這個機柜臨時跳線到另外一個機柜，每一個應用啟動都要做這樣的重復操作，泛達在機柜頂部有這種頂部的走線槽，然后我們再所有的走線的時候，只要把機柜后面八個孔，從每一個孔上面把線走過來，這種走線方式跟傳統的走線方式相比可以節省30%的安裝時間，并且在整個走線結構里面都有一個弧度保護，我們在里面進行拉伸的時候能夠很好的保護我們的線纜彎曲半徑，當然這個更多是建議客戶用在銅纜上面，因為銅纜的拉張性比光纜要好很多。另外還有很多的配件，這些可以在外面的展臺看一下，我們會有這種預端接的銅纜跳線、光纜跳線、高密度的快速跳線配線架，還有這種地板下的橋架，空間立體化的橋架，可能很多人在數據中心第一次聽到這樣的名詞，假設我們上面的燈線纜在上面走，我們可以通過搭建不同的配件，讓我們路由在里面通過不同的方式走，并且有更多的空間給大家日后維護，并且可以搭建成一個立體的結構。

　　另外泛達在里面很多客戶提出數據中心越來越大，但是維護人員沒有增長多少，所以更多的像運維外包出去了，我們怎么確保數據中心的安全性呢，在自己管理自己的數據中心的時候尚且遇到很多安全問題，如果交給別人運維的時候有什么方法規避這些東西，當然從安全的角度來說，可以從三個方面解決安全的問題，這三個方面不是說單獨孤立的。泛達有一個物理層的安全解決方案，比如說有一個專業的密碼鎖是用在機柜的，另外對每一個機柜里面的數據端口都有這種安全鎖，像這種是用在RJ45下面的，這種跳線插進去之后只有專業的工具才能把這個跳線取出來，并且我們可以用在光纖的跳線上，這個也可以用在終端上面，包括筆記本的網卡，還有座位的安全鎖、USB鎖，一種可以插到USB上面，用鑰匙控制，一種用在政府單位對安全方面要求很高的地方，我們有一些會用到屏蔽的系統保證我的安全性，他的最基本原則就是我們每一他網絡必須是物理隔離，這是一個物理上的，人為操作可能會把內網的電腦不小心插大外網或者另外的網絡，這樣無意的操作都會導致信息的泄密，我們除了用顏色區分不同的網絡，另外我們會結合跳線，比如我的內網是紅色這個網絡，那么紅色這個網絡配置的跳線永遠只能插到紅色的端口上面，不能插到其他的端口，會做這種模塊和跳線的一一配對，這樣可以非常有效的降低大家的誤操作，這樣可以節省我們IT人員的維護成本和維護時間。

　　剛才提到有PIM這套軟件，這個主要是我們可以掃描整個布線系統的硬件系統，除了發現布線的脫口，還可以發現使用率、監控連通性，這個是結合泛達的電子PIM實現的，很多廠家會提出電子配線架的方案，我們有兩套，有九針跳線和十針跳線，大部分廠家推的是九針跳線，第九針是監聽的，十針跳線直接在跳線上做一個回路，我在跳線上有一盞燈指示這個鏈路有沒有通，或者我們通過外路用眼睛可以看到數據中心的連通性，這個軟件除了記錄，可以通過終端方式查看這個信息，并且這個軟件跟我提到的產品做結合，我們數據人員可以用最簡單的方式察看我們數據中心的情況。

　　通過對能源管理，幫大家減少40%的制冷情況，通過垂直的解決方案可以幫我們客戶增加14.28%空間使用率，通過泛達的線纜通道和相關的配件產品，可以減少30%的安裝時間，通過預端接的解決方案可以減少70%以上的安裝時間。總體來說這些制冷量的節省、空間、安裝時間的節省都可以演變成為數據中心建設成本和維護成本。

　　泛達是基礎架構的解決方案商，除了解決布線方面之外，有專業的服務團隊和咨詢團隊，幫大家解決數據中心遇到的種種線纜問題、管理問題、空間問題、散熱問題，有專業的數據中心咨詢團隊，在前期幫助大家規劃數據中心，保證數據中心有很好的性能、有很好的拓展性、有很好的模塊和管理性，有很好的安全性。