數據中心如何規劃?

                    2020-11-09 18:09:08      點擊:

                    可能很多朋友對于如何規劃數據中心都會有很多疑惑,不知如何下手,比如不少人會對下面問題存有未知:
                      
                      如何衡量數據中心建設需求(數據規模、帶寬、用戶量等)?
                      
                      如何把這些需求轉換為建設指標(存儲、計算、網絡、能耗、冷卻、占地等)?
                      
                      如何設計功能(云、分布式、高算、虛擬化)?
                      
                      企業的數據中心是怎么建設的,容量多少,性能如何,成本多少(谷歌、阿里、騰訊等)?
                      
                      那么就來了解一些關于數據中心的規劃設計要點。
                      
                      1、數據中心建在哪里比較好
                      
                      氣候條件對于新建的數據中心具有十分重要的意義。我們可以根據這個選擇最合適的冷卻措施,比如包括機械制冷空調、水冷機組、間接空氣冷卻、自然空氣冷卻、絕熱冷卻等,這些可以實現數據中心設施更低的PUE目標。
                      
                      2、需要多少機甲和尺寸是多少
                      
                      數據中心的空間需求是由機架的數量決定的。傳統的IT機架尺寸是600*1000mm,一個100平米的機房空間可以容納大約50個機架。機架也有其他尺寸,估測數據中心所需的空間,首先必須了解機架的尺寸和數量。
                      
                      3、確定數據中心的等級需求
                      
                      數據中心的Tier等級確定了數據中心的冗余要求和電源分配路徑。部署“N+1”架構的電源和冷卻設備的冗余對于一個Tier2級數據中心是足夠的。而對于一個Tier3級的數據中心設施,通常要包括“N+1”冷卻設備冗余,具有雙供電2N電源冗余,以及獨立的雙路配電機架。所以,冗余設計之前,必須先了解數據中心的等級。
                      
                      4、各機房的平均功率密度是多少
                      
                      需要注意的是,當設計數據中心的電源容量時,要根據平均功率密度,而不是根據最大額定電源,這個很重要。機架平均功率密度*機架數量才是數據中心的最大IT負載量。最后,再加上數據中心的電源系統,冷卻系統、交換機和存儲設備等設施的功率。
                      
                      為避免資源浪費、成本過高,達到充分利用電力系統,最大優化數據中心的電源和空間,采用模塊化策略是非常明智的。模塊化策略可以降低成本,不必犧牲未來擴展的靈活性。
                      
                      5、運維人員也應參加規劃設計
                      
                      運維參與前期規劃設計,可以彌補設計人員對系統運行管理知識的欠缺,提高設計質量,避免和消除設計的缺陷;
                      
                      運維參與前期規劃設計,可充分考慮到規劃設計中運維階段的需求;
                      
                      運維參與前期規劃設計,可充分了解和掌握所維護系統的結構、可靠性薄弱環節、潛在風險和遺留問題,有助于提高運維的效率,有根據的制定運維計劃和切實可行的改造計劃。
                      
                      6、遵守科學設計原則,避免受內外部因素影響
                      
                      要對數據中心進行科學的設計,要正確對待傾向、喜好、限制、約束的區別。
                      
                      要避免受審批、決策等環節個別決策者的影響,對關鍵功能不能按照個別意見進行主觀性的刪減調整,導致最終交付的數據中心功能不能滿足運營和維護的需求。
                      
                      避免因傾向、喜好和利益驅動。在規劃設計階段部分設備廠商可能會通過夸大設備性能、混淆概念等手段影響規劃設計人員的方案制定和設備選型。
                      
                      7、直流或交流機架需要什么級別的備份電池
                      
                      服務器機架可能需要部署百分之百的交流電源,或直流電源,或二者兼之。
                      
                      比如,如果正在為托管目的建設數據中心,可能有配備交流(UPS)供電系統的需求,而如果是電信設備,可能就需要部署直流電源系統。了解這些,就可以知道所需UPS電源系統或直流電源系統的大小、規模。
                      
                      在部署備份電池時,最好根據15分鐘備用放電時間進行配置。如此部署的備用電池,可以稍微減少資本支出。企業需要提高備用發電機組的冗余度,而不是在增加電池數量上浪費成本支出。
                      
                      8、避免輕規劃設計,重施工建設
                      
                      很多數據中心存在輕規劃設計重施工建設的現象,主要方面有:
                      
                      先建樓體結構,后規劃數據中心,為數據中心規劃設計才來重重困難;
                      
                      機房建設和設備安裝后不久即開始改造的現象普遍存在;
                      
                      先確定設備,再敲定方案,因為購買的設備不能滿足方案的需求,或場地不滿足安裝條件需求,最后導致設備還沒開始運行就要被更換;
                      
                      建設結構難以滿足數據中心的場地布局需求,規劃不合理使機房區分不符合實際;空調室外機距離太遠或無法安裝;由于主機房和動力室距離太遠,從而增加傳輸和管理困難,成本增加,可靠性降低。
                      
                      9、必須重視對系統的可維護性和可修復性設計
                      
                      數據中心的系統三分靠建設,七分靠維護,任何設備都不可避免的會發生故障,可快速修復已經成為提高可用性的關鍵指標。
                      
                      忽視可維護性和可修復性的現象普遍存在于:
                      
                      在規劃設計階段中沒有考慮后期維護通道和維護空間,例如電池靠墻陳放、設備距離靠墻太近、線纜布局不合理、線纜管路或走線架擋住上方電線槽致使后期無法維修和維護工具難以施展等;
                      
                      故障發生時,應急物資和設備無法快速搬運,故障設備和期間更換沒有維修操作空間等,導致延誤故障處置時限,甚至引起重大事故;
                      
                      沒有充分考慮后期發生故障維護設備時的系統冗余保障能力;
                      
                      沒有盡可能的做到自動化管控,盡可能的減少維護人員手動操作環節,從而提高因手動操作導致的不確定性和不可控性。
                      
                      10、要有科學依據的進行可用性設計
                      
                      系統可用性是數據中心規劃設計的最重要的指標,規劃設計時缺乏科學依據主要表現在:
                      
                      數據中心在規劃設計師都會進行各系統可靠性的推送,但各家設計院、設計師對可靠性的推算依據和數據都會有自己的一套,沒有統一的規范,這樣就可能會造成同一的數據中心的設計等級和可靠性存在不同的定義和結果。
                      
                      對可用性存在著先進行規劃設計和施工,建完之后再進行反推設計等級的操作,并以反推的等級向數據中心用戶進行推廣介紹。這種本末倒置的設計,很多時候會因為設計中某些關鍵缺陷,刀子雖然絕大部分設計滿足等級要求,但因為關鍵缺陷的存在造成等級下降。
                      
                      只是關注設備或子系統的可用性,但卻忽略了對于整個系統中各子系統之間的相關性對可用性的影響。
                      
                      11、確定高指標,要確實符合實際的需求和可行性
                      
                      在規劃設計初期,不切實際的追求規模大、高可用性等級、高機架功率密度、低能耗指標PUE等,只是單純主觀臆斷確定數據中心的功能指標。
                      
                      在具體規劃設計時,又沒有嚴格按照規劃原則和程序做詳細的論證,具體方案和實際措施與總體規劃不匹配,從而導致:
                      
                      由于實際需求不明確,缺乏可行性的必要條件,反復的設計修改,這樣不僅會造成成本的浪費,而且會大幅度拖延建設周期。
                      
                      由于對預想的業務需求量沒有充分的分析,或因機房條件不能滿足用戶需求,從而導致已建成并投入使用的機房不能得到充分利用,面臨需進行再次優化改造才能使用的窘境。
                      
                      對于規劃攝像的功能實現不了,如制冷方案不支持規劃的機架高功率密度、系統可用性達不到規劃等級、發電機不支持系統連續運行條件、過度規劃使系統能耗指標PUE耗能嚴重等。
                      
                      12、避免重設備輕系統的認識誤區
                      
                      行業內普遍存在中設備輕系統或中局部輕大局的現象,主要體現在:
                      
                      確定好設備規格型號或生產廠商后,才依據設備的選擇或修改設計方案的。
                      
                      忽視整個供電系統致使存在單路徑故障點,比如供電系統是按最高可用等級2N冗余設計的,但設計的結果卻只是UPS系統有2N功能。
                      
                      整個系統是按最高等級冗余容錯系統設計的,但空調制冷設備卻是單路徑供電的。
                      
                      因為規劃設計者缺乏連續制冷的認識,導致在為系統配置了交流備用能源柴油發電機,但發電機卻沒有自動啟動功能。這也是系統連續運行的重要條件的認識。
                      
                      13、重視統籌設計
                      
                      優質地完成規劃設計任務的重要方法是提高系統統籌設計能力。
                      
                      在數據中心建設過程中存在著大量因為規劃設計對分階段、分專業實施階段工程,以及不同專業施工間銜接問題考慮不周造成交付數據中心不能滿足業務和維護的需要,有些問題可能會導致需要巨量的投入才能改造完成。
                      
                      不同設計人員只關注自己負責的內容,忽視對其他專業的是否銜接,是否存在矛盾和沖突,缺乏全局的考慮。
                      
                      規劃設計人員對未來業務發展缺乏準確的預判,對后期容量管理、擴容等方面考慮不足;
                      
                      規劃設計人員對周圍資源環境和物理環境不熟悉,設計出來的方案會出現實施可行性差或為以后的運維工作帶來不必要的困難。

                     

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