数据中心基础设施规划与设计

数据中心基础设施规划与设计内容1.全球IT市场2.全球数据中心市场3.2010年IT行业十大战略技术4.江苏省烟草公司信息化发展方向5.数据中心的发展和面临的挑战6.如何权衡数据中心基础设施7.数据中心的规划设计方法1.数据中心规模2.基础设施DCPI定义3.数据中心规划设计步骤4.重要设计指标5.容量—两种设计方法，按需规划6.密度与密度分布7.布局8.供配电系统9.制冷系统10.机柜系统11.运行管理系统内容——数据中心规划设计方法（续）全球IT市场—新兴市场的增长再次领先•到2011年，新兴市场将要占据全球IT开销的25%•2010年增长超过12.8%•2011全球信息技术（ＩＴ）市场规模将扩大４.８％，达２.６万亿欧元。•BRIC占据的新兴IT开销超过50%•2010年增长15%•中国将占BRIC总开销的55%•到2013年，中国将超过日本成为第二大的IT市场大多数的IT增长于云业务——但不是公共云业务请估计一下，您公司有多少预算能够分别用来购买并管理这些不同类型的IT设备传统IT业务外包IT业务私有云业务——自用私有云业务——托管公共云业务当前24个月IDC云计算调查2010.12n=603全球数据中心市场●到2014年全球的数据中心市场将达到500亿美元●80%的财富2000强公司将继续保持之前的IT规模●几乎所有的企业级软件都面向“云应用”开发●开放企业级的版本●更加环保●从业务攸关到生命攸关●需要适应和匹配变化的业务需求●时间是关键●计量参数和责任数据中心的市场驱动力数字化需求商业攸关到“生命攸关”云计算为避免气候恶化需要减少CO2的排放新经济体灵活性&模块化密度绿色数据中心减少30%TCO配合业务的IT需求管理全球市场趋势数据中心具体的驱动力2010年IT行业十大战略技术-Gartner2010年IT行业十大战略技术-绿色IT绿色IT：IT可以实现许多环保行为。IT的使用，可以极大加强企业的环保实践。普通的环保行动包括使用电子文档、减少出差和通信的使用。IT还提供了可以供企业其他成员使用的分析工具，降低了运输物品对能源的消耗以及其他碳管理活动。2010年IT行业十大战略技术-重塑数据中心重塑数据中心：过去，制定数据中心的规则非常简单：计算现有的数据量，估算未来15至20年的增长量，然后建立一个与之相符的数据库。而新建的数据中心往往拥有庞大的空闲空间、足够的动力和不间断电源（UPS），及水和空气冷却，且大多是空闲的。如果一个数据库的生命周期需要9,000平方英尺的空间，然后以此设计场地，但只建设满足未来5至7年的需要。削减运营费用对大多数客户来说是整体IT开销的一个普通部分，可用以腾出资金投资其他项目或是IT和业务本身。2010年值得注意的方向提请CIO和IT工作者更加关注：生物特征身份认证（Biometricauthentication）、下一代防火墙（Next-generationfirewalls）、员工拥有IT（employee-ownedIT）、“忠诚方案”(loyaltyschemes)、固态硬盘（Solidstatedisks）、智能网格（Smartgrids）、混合式服务器（Hybridservers）、RFID电子标签、3D印刷、人体机能增进、移动机器人、无线能源和量子计算等技术方向的发展。这些非主流技术或许有一天将改变世界。数据中心的发展和面临的挑战数据中心的演变和发展问题:数据中心物理基础设施设计的变化和IT的日新月异间存在很大的差距。结果:创新和动态的IT系统是由基于过去40年设计的不灵活的物理基础设施来支持的。●2005●1960s●数据中心设计–十分静态的、●基于主机技术的●信息技术–非常动态–持续变化&设计创新●数据中心设计–IT相关的最新创新应用于数据中心●数据中心设计–应用绿色和节能创新的早期阶段！●2008–未来IT系统的发展变化要求数据中心基础设施也必须进行变化。ITLeasingIT租赁SoftwareasaService软件即服务CloudComputing云计算ManagedServices托管服务CapacityonDemand随需应变的容量Virtualization虚拟化BladeServer刀片服务器15IT外包数据中心业务与技术发展趋势，归根结底——密度数据中心所面临的挑战●能源和服务成本控制的压力●对可用性的期望不断提高●不断变化的需求●服务器整合●IT技术快速更新●高密度刀片服务器带来的供电/热点问题●动态变化的供电需求●长期规划对容量或密度的不确定性●我们必须改变设计、安装、运营、管理以及维护数据中心的方式IT设备对基础设施的需求1.安装。机架式固定，深度，承重。2.配电。电源冗余，电压电流，配电条。3.走线。电源线数据线，走线槽。4.制冷。温湿度，风量，送回风路径。5.安全。接地，视频，进入，环境。从关注整个数据中心房间，演变到关注到机柜排、机柜。提供机柜级、机柜排级解决方案是重要的发展趋势。2008年8月来自加特纳Gartner的信息●由供应商形成的市场“绿色”将继续在快速变化的市场发展。●超过70%的全球性企业在未来4年里将面临重大的数据中心问题–越来越有限的电力供应和使用面积限制。●对于绿色的IT支出，当前的工作重点是围绕数据中心电力、冷却和设备问题。●在未来10年中，数据中心的总体能源成本将上升到第三位，仅次于人员成本和软件成本。2008年8月来自加特纳Gartner的信息最重要的3个“立刻行动”建议1.测量、模型化和显示数据中心必要的能源数据2.基于能源效率特征选择核心的IT硬件3.部署一个高效的数据中心的制冷方案，那就是依据IT设备的散热数据来混合安置自然风、空调和冷却系统●ReducedENERGYCost●ReducedNon-EnergyOPERATINGCost●ReducedCAPITALCost数据中心需要权衡三大方面可用性、灵活性、总寿命成本是需要考虑的最重要的核心问题数据中心的规划设计方法1.数据中心规模2.基础设施DCPI定义3.数据中心规划设计步骤4.重要设计指标5.容量6.两种设计方法，按需规划7.密度与密度分布8.布局9.供配电系统10.制冷系统11.机柜系统12.运行管理系统规模（机柜数量)1.布线间/服务器室:1-5个机柜2.小型数据中心：5-40个机柜3.中型数据中心：41-200个机柜4.大型数据中心：200-800个机柜5.超大型数据中心：800个机柜WiringCloset/ServerRoom1to5RacksSmallDataCenter5to40RacksMediumDatacenter41to200RacksLargeDatacenter200to800RacksVeryLargeDatacenter800+Racks也可以按面积划分,平均每只机柜占用2.5~3平方米(含支持设备,如UPS和空调等)。如果按面积划分:大于500平方米的数据中心为大型数据中心您是否认为这是一个数据中心?一个数据中心不只考虑如何放置机架、服务器以及存储设备……真正的数据中心应该如此施耐德电气贯穿机柜、行级、房间级甚至于整个楼宇设施级别的设计装修工程AT消防工程弱电工程电气工程空调工程BATTPDUISXFM1FM2•地面•吊顶•隔断•内墙、柱面•各类门窗及保温•机房动力供配电系统•不间断电源供配电系统•辅助供配电系统•应急电源供配电系统•照明及应急照明系统•防雷和接地系统•各类动力电缆和配电电缆的铺设•精密空调系统•新风系统•排风系统•门禁系统•图像监视系统•设备监控系统•环境监控系统•综合布线系统•机柜及服务器群KVM管理系统•FM200气体灭火系统•火灾自动报警系统数据中心机房工程数据中心物理基础设施DCPI….DataCenterPhysicalInfrastructure涉及供电,制冷,机架系统,安防,管理等为IT设备提供技持的各个层面ITfloorThe“whitespace”建设数据中心需要考虑哪些重要问题？数据中心建设是一个复杂的工程项目，也是一个正在不断发展变化的行业，牵涉到各种技术和法律法规，要完美规划、设计、实施、运营一个数据中心，必须注意下面几个主要方面：1.确定公司数据中心战略。（公司战略、IT战略、数据中心战略）2.搭建数据中心项目团队。完成咨询、设计、建设和运营管理。包括建筑设计、IT需求（应用、系统架构、发展规划）、基础设施、装饰装修、项目实施、营运管理等各方面人员。3.确认IT业务规划和需求。预估今后3-8年的IT需求4.从整体TCO高度考虑数据中心建设与运营。不但考虑建造成本、还必须考虑运营成本、维护管理成本、扩容成本等。5.设计时需要在可用性、效率、灵活性等方面做合理的平衡与选择。6.建设实施过程中如何进行项目管理，如何进行评估与验证。7.建造完成后如何进行数据中心运营管理。建设数据中心需要考虑哪些重要问题？具体技术细节包括：1.数据中心选址。2.对建筑物的具体要求。承重、面积、层高、管道井、运输装卸通道、安全、交通、消防等、供水、供电等。3.中低压供配电系统。市电供电的冗余、进入路径的冗余。发电机，不间断UPS电源，输出配电系统设计。4.数据传输与通信网络，能力，路径与冗余。5.制冷系统设计。安装位置，管道路径设计，送回风路径设计，动态精密制冷，冗余设计等。6.走线系统设计，数据线、电力线、制冷管线、消防管线、监控系统管线等。7.安防系统设计。门禁、视频、巡更、保安等。8.消防系统。9.装饰装修。10.数据中心监控与运营管理系统等等。数据中心规划设计步骤数据中心基础设施重要设计指标1.数据中心个子系统可用性级别2.数据中心额定容量。初期容量、中期容量、远期容量。3.数据中心PUE值。100%额定容量下的PUE值、其他不同负载率下的PUE。4.机柜功率密度与分布。低密度区3KW，中高密度区15KW。5.断电后延时时间。包括UPS延时和制冷系统延时的配合。IT的发展归根结底都只会影响到一件事情，功率密度，如何提供不同密度的解决方案是整个设计的核心。容量计算1.参考施耐德APC网站上的UPS选择器，有几乎所有IT产品的功耗。2.参考IT厂家的产品电源参数或计算器。3.参考施耐德APC网站上的权衡计算器。HP公司1U服务器DL320G5，配置单电源。其输入功率W/VA数据如下：型号安装高度CPU配置内存配置硬盘配置PCI卡100%利用率70％利用率50％利用率30％利用率0％利用率DL320G51U最高1颗2.8GHZDC4块2GB2块HDD146GBSAS1320W/330VA281W/290VA257W/266VA232W/241VA196W/205VA中等1颗2.4GHZDC2块2GB1块HDD146GBSAS1207W/216VA191W/200VA180W/189VA169W/178VA153W/162VA最低1颗1.86GHZDC1块512MB1块HDD36GBSAS1188W/197VA175W/184VA166W/175VA157W/166VA144W/153VA容量计算HP公司2U服务器DL380G5，配置冗余双电源，2个220V,1000W电源模块。最大重量27.2kg。其输入功率W/VA数据如下：型号安装高度CPU配置内存配置硬盘配置PCI卡100%利用率70％利用率50％利用率30％利用率0％利用率DL380G52U最高2颗X52703.5GHZ8块8GB8块HDD146GBSAS4565W/590VA516W/542VA484W/510VA452W/479VA404W/432VA中等1颗X52703.5GHZ4块8GB4块HDD146GBSAS4397W/425VA372W/401VA356W/385VA340W/370VA315W/346VA最低1颗51101.6GHZ2块512MB1块HDD36GBSAS4300W/331VA292W/324VA287W/319VA282W/314VA275W/307VA容量计算型号安装高度CPU