模塊化UPS：下一代數(shù)據(jù)中心的基石

為了滿足下一代數(shù)據(jù)中心對(duì)自動(dòng)化、智能化以及高效節(jié)能等方面的需求，數(shù)據(jù)中心需要從基礎(chǔ)設(shè)施的部署及運(yùn)維管理等多方面著手。

在IT云化的過(guò)程中，數(shù)據(jù)中心是基礎(chǔ)。云計(jì)算要求計(jì)算、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)資源松耦合，模塊化程度和自動(dòng)化程度都較高，同時(shí)具備綠色節(jié)能等特點(diǎn)，而這一切首先依賴于一個(gè)高效的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，一旦離開(kāi)了數(shù)據(jù)中心這一基礎(chǔ)設(shè)施，云計(jì)算真的就成了浮在空中的云了。

在為云而生的新一代數(shù)據(jù)中心中，基礎(chǔ)設(shè)施不再只是簡(jiǎn)單地提供風(fēng)、水、電以及網(wǎng)絡(luò)，追求的也不再是單純的節(jié)能環(huán)?；蛘吒呖煽亢涂捎?，除此之外還要滿足云計(jì)算對(duì)自動(dòng)化、智能化的需求，這就對(duì)數(shù)據(jù)中心的部署和管理提出了新的要求。要適應(yīng)這些需求，模塊化數(shù)據(jù)中心就成為必然之選，相應(yīng)的，數(shù)據(jù)中心的管理也從傳統(tǒng)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控轉(zhuǎn)向IT與基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一管理的DCIM。

從模塊化UPS到集裝箱式數(shù)據(jù)中心

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)通常要很長(zhǎng)時(shí)間，長(zhǎng)則一兩年短則大半年，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的當(dāng)下，人們?cè)絹?lái)越難以容忍如此長(zhǎng)的建設(shè)周期，模塊化數(shù)據(jù)中心正是解決這一問(wèn)題的有效辦法之一。

模塊化數(shù)據(jù)中心是按照“高可靠、高效節(jié)能和整體快速部署”的建設(shè)理念來(lái)構(gòu)建的新一代數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)的解決方案，是專門(mén)針對(duì)云時(shí)代數(shù)據(jù)中心的需求而提出的。在云時(shí)代數(shù)據(jù)中心趨于大型化和超大型化，資本投入龐大和運(yùn)營(yíng)成本驚人，同時(shí)，其承載的應(yīng)用越來(lái)越多，對(duì)可靠性要求也越來(lái)越高，模塊化數(shù)據(jù)中心通過(guò)工程產(chǎn)品化、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化疊加等方式，十分有效地解決了這些問(wèn)題。

從技術(shù)演進(jìn)上來(lái)說(shuō)，模塊化數(shù)據(jù)中心源于模塊化UPS，而模塊化UPS的出現(xiàn)源于傳統(tǒng)UPS的不足。長(zhǎng)期的應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明傳統(tǒng)UPS的一些弱點(diǎn)。比如，為保證可靠性，傳統(tǒng)UPS一般采用“1+1”或者“N+1”的并機(jī)，前期投資高;其次，傳統(tǒng)UPS可擴(kuò)展性差，往往從一開(kāi)始就要基本部署到位，投資浪費(fèi)嚴(yán)重;第三，由于傳統(tǒng)UPS部署是一步到位，而前期工作負(fù)載不足，導(dǎo)致實(shí)際能效大大低于設(shè)計(jì)能效。

相比較而言，模塊化UPS冗余度好，能支持邊成長(zhǎng)邊投資，投資省，同時(shí)能效高，因此從一上市就受到用戶歡迎。而模塊化數(shù)據(jù)中心在模塊化UPS的基礎(chǔ)上又向前邁出了一大步。其在UPS的整流、濾波、充電等器件集成化和模塊化的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了與制冷系統(tǒng)、電力分配系統(tǒng)以及機(jī)柜系統(tǒng)的集成等。這使得模塊化數(shù)據(jù)中心能實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的可擴(kuò)展性、高可用性、高能效以及統(tǒng)一管理。比如，模塊化數(shù)據(jù)中心可以支持?jǐn)?shù)據(jù)中心級(jí)別的“邊成長(zhǎng)邊投資”，也就是可以隨著IT需求的增加逐漸新增電源模塊、空調(diào)系統(tǒng)、電力分配系統(tǒng)，因此可以將投資推遲到真正需要的時(shí)候，以避免浪費(fèi)。當(dāng)然，邊成長(zhǎng)邊投資不只是可節(jié)省投資，它還有助于提高數(shù)據(jù)中心的能效。因?yàn)閭鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)中心通常會(huì)一步到位，而數(shù)據(jù)中心的負(fù)載一般有一個(gè)增長(zhǎng)過(guò)程，初期很低，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心而言低負(fù)載往往意味著低能效。

模塊化數(shù)據(jù)中心4大核心價(jià)值

目前，市場(chǎng)上主流的UPS設(shè)備供應(yīng)商和數(shù)據(jù)中心解決方案供應(yīng)商都已經(jīng)提供模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案，如施耐德電氣的英飛和艾默生網(wǎng)絡(luò)能源的SmartAisle，都是模塊化數(shù)據(jù)中心的代表。另外，還有一些互聯(lián)網(wǎng)公司自己在研發(fā)這類產(chǎn)品，比如騰訊的微模塊數(shù)據(jù)中心也屬于這一類。

在市場(chǎng)上，模塊化數(shù)據(jù)中心可以以不同形式出現(xiàn)，比如，當(dāng)前很流行的微模塊數(shù)據(jù)中心其實(shí)質(zhì)也就是模塊化數(shù)據(jù)中心，而集裝箱式數(shù)據(jù)中心更是將模塊化推向極致，它在快速部署的基礎(chǔ)上又實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體的移動(dòng)化，非常適用于一些災(zāi)害或者應(yīng)急場(chǎng)景。

在我國(guó)已有不少數(shù)據(jù)中心開(kāi)始采用模塊化數(shù)據(jù)中心的建設(shè)模式，有的甚至步子邁得更大，采用預(yù)制模塊化的方式。比如，深圳云基地2013年建成的位于鹽田港現(xiàn)代物流中心的數(shù)據(jù)中心就是采用當(dāng)下流行的預(yù)置模塊化技術(shù)。在該數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過(guò)程中，其電力、制冷、通信電纜以及相關(guān)的環(huán)境監(jiān)控等都預(yù)先部署在一個(gè)框架上，類似積木，預(yù)先完成測(cè)試，然后將這個(gè)框架直接部署到數(shù)據(jù)中心，這樣數(shù)據(jù)中心的建設(shè)就如同搭積木，從而加快部署。得益于這一建設(shè)模式，深圳云基地的這個(gè)數(shù)據(jù)中心從工人進(jìn)場(chǎng)到交付，前后只有3個(gè)月，同時(shí)節(jié)能效果也相當(dāng)不錯(cuò)，其PUE值都可以達(dá)到1.5左右。

歸結(jié)起來(lái)，模塊化數(shù)據(jù)中心可以為用戶帶來(lái)四大核心價(jià)值：第一，高可用性，即通過(guò)工程產(chǎn)品化，實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)和交付，避免系統(tǒng)問(wèn)題;其次，智能控制，其智能監(jiān)控、智能管理、智能供電和智能制冷的運(yùn)營(yíng)方式，保障了對(duì)IT環(huán)境的智能控制;第三，高度集成化、一體化，可以一站式服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)快速部署和在線擴(kuò)容，保障客戶業(yè)務(wù)連續(xù)運(yùn)行。第四，降低TCO，也就是分期投入，減少建設(shè)成本，同時(shí)在占地和運(yùn)維成本上都有30%以上的節(jié)省。

自動(dòng)化與智能化

模塊化數(shù)據(jù)中心為數(shù)據(jù)中心的快速部署和高效節(jié)能奠定了一個(gè)良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，但在具體的管理和運(yùn)維上，特別是在自動(dòng)化和智能化方面，則要依賴于配套軟件，也就是DCIM(數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理軟件)。

在云計(jì)算時(shí)代，IT設(shè)備和負(fù)載的變化已經(jīng)成為常態(tài)，而IT設(shè)備和系統(tǒng)每一點(diǎn)改變(包括新增設(shè)備、撤出設(shè)備等)都會(huì)影響到基礎(chǔ)設(shè)施，這也就意味著，需要根據(jù)IT系統(tǒng)和設(shè)備的變化不斷改變基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)能力，包括空間、制冷和電力供應(yīng)等。比如，在已經(jīng)虛擬化的IT環(huán)境中，當(dāng)把虛擬機(jī)(VM)從一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)遷移到另一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)的時(shí)候，必然會(huì)帶來(lái)后一臺(tái)服務(wù)器用電和制冷負(fù)荷的增加，此時(shí)就需要實(shí)現(xiàn)IT系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施管理的整合，來(lái)為該VM找到最合適的服務(wù)器。

DCIM的出現(xiàn)在一定程度上解決了上述問(wèn)題，DCIM的最大賣點(diǎn)就是要打通IT管理與基礎(chǔ)設(shè)施管理之間的聯(lián)系，這樣做的好處顯而易見(jiàn)：首先，把原本彼此緊密相關(guān)的信息集成到一起，顯著降低了數(shù)據(jù)中心的管理和運(yùn)營(yíng)成本、節(jié)省時(shí)間，并能基于這些信息做出更合理的決策;其次，能夠更好地利用現(xiàn)存的IT和基礎(chǔ)設(shè)施資源，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的性能，提高可用性。

同時(shí)，DCIM通過(guò)集成數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和IT設(shè)備的管理，極大地滿足了云計(jì)算對(duì)于自動(dòng)化和智能化的需求。以虛擬化技術(shù)為例，雖然虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可以提高IT設(shè)備的利用率，但是，虛擬化應(yīng)用的同時(shí)帶來(lái)了另外一個(gè)問(wèn)題，就是讓我們預(yù)測(cè)對(duì)物理設(shè)施的需求更難。折中的辦法是有時(shí)不得不為之預(yù)留更多的電力、空間、制冷和計(jì)算能力，這又導(dǎo)致了利用率的降低。

而有些DCIM軟件平臺(tái)能對(duì)數(shù)據(jù)中心建模，這樣能提前預(yù)測(cè)所有變更的影響，包括服務(wù)器之間遷移虛擬機(jī)或者在房間里增加機(jī)架，比如，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源的DCIM軟件Trellis就具有這種功能。另外，Trellis除了可以監(jiān)控整個(gè)數(shù)據(jù)中心的各種設(shè)備，還能洞悉各個(gè)系統(tǒng)相互之間的依存關(guān)系，從而整合IT系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)信息，形成一個(gè)類似閉環(huán)的控制系統(tǒng)，就如同一個(gè)具有自我調(diào)節(jié)功能的生態(tài)系統(tǒng)一樣，它不僅知道數(shù)據(jù)中心每個(gè)元素的當(dāng)前狀態(tài)，還知道這些元素一旦改變會(huì)對(duì)其他元素造成什么影響。有了這些統(tǒng)一和完整的信息，數(shù)據(jù)中心管理者就可以獲知數(shù)據(jù)中心的真實(shí)狀況，從而自信地做出決策并采取相應(yīng)的行動(dòng)。

與之相似，施耐德電氣的DCIM軟件StruxureWare數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)可以讓虛擬機(jī)在感知物理基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)以后，遷移到一個(gè)更安全的基礎(chǔ)設(shè)施上(包括足夠的電力供應(yīng)和足夠的制冷能力等)，從而提高可用性。

值得一提的是，DCIM已經(jīng)成為一種數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域新的熱點(diǎn)，在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了諸多此類軟件，除了來(lái)自艾默生網(wǎng)絡(luò)能源的動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化平臺(tái)Trellis，以及施耐德電氣的StruxureWare之外，還有很多UPS廠商、KVM甚至管理軟件廠商都推出了這樣的軟件，比如CA。各種軟件可能在功能上有所差別，但它們都致力于通過(guò)集成數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施管理與IT設(shè)備管理，來(lái)改進(jìn)決策的效率和準(zhǔn)確性，并降低管理成本并優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行效率。

軟件定義數(shù)據(jù)中心

談到下一代數(shù)據(jù)中心就不得不提軟件定義，盡管這個(gè)詞在大多數(shù)時(shí)候是指的是IT設(shè)備的軟件定義。

可以說(shuō)，今天“軟件定義”正在橫掃整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)，顛覆包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的數(shù)據(jù)中心等傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)，尤其是數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，而相關(guān)IT廠商正在調(diào)整，并在新的市場(chǎng)找到自己的位置。

根據(jù)較早提出軟件定義數(shù)據(jù)中心的VMware給出的定義，軟件定義數(shù)據(jù)中心是指讓數(shù)據(jù)中心完全自動(dòng)化、策略驅(qū)動(dòng)、高效率、真正按需提供。VMware認(rèn)為，在一個(gè)軟件定義數(shù)據(jù)中心，所有基礎(chǔ)設(shè)施都要虛擬化，并將虛擬計(jì)算擴(kuò)展到所有應(yīng)用;其次，還能根據(jù)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化和虛擬化網(wǎng)絡(luò)，以提高速度和效率;第三，管理工具要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

很顯然，軟件定義數(shù)據(jù)中心需要數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，上面所提的管理工具也包括DCIM。因此，我們?cè)絹?lái)越頻繁地看到DCIM軟件在與云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行合作和集成。比如，StruxureWare就與VMware的vCenter實(shí)現(xiàn)了整合，從而實(shí)現(xiàn)了更科學(xué)的虛擬機(jī)調(diào)度。

毫無(wú)疑問(wèn)，在未來(lái)數(shù)據(jù)中心整體走向“軟件定義”的時(shí)候，基礎(chǔ)設(shè)施也必須適應(yīng)這種變化，從這個(gè)角度說(shuō)，軟件定義數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施也是必由之路。