数据中心如何规划?

2020-11-09 18:14:18      点击:

可能很多朋友对于如何规划数据中心都会有很多疑惑,不知如何下手,比如不少人会对下面问题存有未知:
  
  如何衡量数据中心建设需求(数据规模、带宽、用户量等)?
  
  如何把这些需求转换为建设指标(存储、计算、网络、能耗、冷却、占地等)?
  
  如何设计功能(云、分布式、高算、虚拟化)?
  
  企业的数据中心是怎么建设的,容量多少,性能如何,成本多少(谷歌、阿里、腾讯等)?
  
  那么就来了解一些关于数据中心的规划设计要点。
  
  1、数据中心建在哪里比较好
  
  气候条件对于新建的数据中心具有十分重要的意义。我们可以根据这个选择最合适的冷却措施,比如包括机械制冷空调、水冷机组、间接空气冷却、自然空气冷却、绝热冷却等,这些可以实现数据中心设施更低的PUE目标。
  
  2、需要多少机甲和尺寸是多少
  
  数据中心的空间需求是由机架的数量决定的。传统的IT机架尺寸是600*1000mm,一个100平米的机房空间可以容纳大约50个机架。机架也有其他尺寸,估测数据中心所需的空间,首先必须了解机架的尺寸和数量。
  
  3、确定数据中心的等级需求
  
  数据中心的Tier等级确定了数据中心的冗余要求和电源分配路径。部署“N+1”架构的电源和冷却设备的冗余对于一个Tier2级数据中心是足够的。而对于一个Tier3级的数据中心设施,通常要包括“N+1”冷却设备冗余,具有双供电2N电源冗余,以及独立的双路配电机架。所以,冗余设计之前,必须先了解数据中心的等级。
  
  4、各机房的平均功率密度是多少
  
  需要注意的是,当设计数据中心的电源容量时,要根据平均功率密度,而不是根据最大额定电源,这个很重要。机架平均功率密度*机架数量才是数据中心的最大IT负载量。最后,再加上数据中心的电源系统,冷却系统、交换机和存储设备等设施的功率。
  
  为避免资源浪费、成本过高,达到充分利用电力系统,最大优化数据中心的电源和空间,采用模块化策略是非常明智的。模块化策略可以降低成本,不必牺牲未来扩展的灵活性。
  
  5、运维人员也应参加规划设计
  
  运维参与前期规划设计,可以弥补设计人员对系统运行管理知识的欠缺,提高设计质量,避免和消除设计的缺陷;
  
  运维参与前期规划设计,可充分考虑到规划设计中运维阶段的需求;
  
  运维参与前期规划设计,可充分了解和掌握所维护系统的结构、可靠性薄弱环节、潜在风险和遗留问题,有助于提高运维的效率,有根据的制定运维计划和切实可行的改造计划。
  
  6、遵守科学设计原则,避免受内外部因素影响
  
  要对数据中心进行科学的设计,要正确对待倾向、喜好、限制、约束的区别。
  
  要避免受审批、决策等环节个别决策者的影响,对关键功能不能按照个别意见进行主观性的删减调整,导致最终交付的数据中心功能不能满足运营和维护的需求。
  
  避免因倾向、喜好和利益驱动。在规划设计阶段部分设备厂商可能会通过夸大设备性能、混淆概念等手段影响规划设计人员的方案制定和设备选型。
  
  7、直流或交流机架需要什么级别的备份电池
  
  服务器机架可能需要部署百分之百的交流电源,或直流电源,或二者兼之。
  
  比如,如果正在为托管目的建设数据中心,可能有配备交流(UPS)供电系统的需求,而如果是电信设备,可能就需要部署直流电源系统。了解这些,就可以知道所需UPS电源系统或直流电源系统的大小、规模。
  
  在部署备份电池时,最好根据15分钟备用放电时间进行配置。如此部署的备用电池,可以稍微减少资本支出。企业需要提高备用发电机组的冗余度,而不是在增加电池数量上浪费成本支出。
  
  8、避免轻规划设计,重施工建设
  
  很多数据中心存在轻规划设计重施工建设的现象,主要方面有:
  
  先建楼体结构,后规划数据中心,为数据中心规划设计才来重重困难;
  
  机房建设和设备安装后不久即开始改造的现象普遍存在;
  
  先确定设备,再敲定方案,因为购买的设备不能满足方案的需求,或场地不满足安装条件需求,最后导致设备还没开始运行就要被更换;
  
  建设结构难以满足数据中心的场地布局需求,规划不合理使机房区分不符合实际;空调室外机距离太远或无法安装;由于主机房和动力室距离太远,从而增加传输和管理困难,成本增加,可靠性降低。
  
  9、必须重视对系统的可维护性和可修复性设计
  
  数据中心的系统三分靠建设,七分靠维护,任何设备都不可避免的会发生故障,可快速修复已经成为提高可用性的关键指标。
  
  忽视可维护性和可修复性的现象普遍存在于:
  
  在规划设计阶段中没有考虑后期维护通道和维护空间,例如电池靠墙陈放、设备距离靠墙太近、线缆布局不合理、线缆管路或走线架挡住上方电线槽致使后期无法维修和维护工具难以施展等;
  
  故障发生时,应急物资和设备无法快速搬运,故障设备和期间更换没有维修操作空间等,导致延误故障处置时限,甚至引起重大事故;
  
  没有充分考虑后期发生故障维护设备时的系统冗余保障能力;
  
  没有尽可能的做到自动化管控,尽可能的减少维护人员手动操作环节,从而提高因手动操作导致的不确定性和不可控性。
  
  10、要有科学依据的进行可用性设计
  
  系统可用性是数据中心规划设计的最重要的指标,规划设计时缺乏科学依据主要表现在:
  
  数据中心在规划设计师都会进行各系统可靠性的推送,但各家设计院、设计师对可靠性的推算依据和数据都会有自己的一套,没有统一的规范,这样就可能会造成同一的数据中心的设计等级和可靠性存在不同的定义和结果。
  
  对可用性存在着先进行规划设计和施工,建完之后再进行反推设计等级的操作,并以反推的等级向数据中心用户进行推广介绍。这种本末倒置的设计,很多时候会因为设计中某些关键缺陷,刀子虽然绝大部分设计满足等级要求,但因为关键缺陷的存在造成等级下降。
  
  只是关注设备或子系统的可用性,但却忽略了对于整个系统中各子系统之间的相关性对可用性的影响。
  
  11、确定高指标,要确实符合实际的需求和可行性
  
  在规划设计初期,不切实际的追求规模大、高可用性等级、高机架功率密度、低能耗指标PUE等,只是单纯主观臆断确定数据中心的功能指标。
  
  在具体规划设计时,又没有严格按照规划原则和程序做详细的论证,具体方案和实际措施与总体规划不匹配,从而导致:
  
  由于实际需求不明确,缺乏可行性的必要条件,反复的设计修改,这样不仅会造成成本的浪费,而且会大幅度拖延建设周期。
  
  由于对预想的业务需求量没有充分的分析,或因机房条件不能满足用户需求,从而导致已建成并投入使用的机房不能得到充分利用,面临需进行再次优化改造才能使用的窘境。
  
  对于规划摄像的功能实现不了,如制冷方案不支持规划的机架高功率密度、系统可用性达不到规划等级、发电机不支持系统连续运行条件、过度规划使系统能耗指标PUE耗能严重等。
  
  12、避免重设备轻系统的认识误区
  
  行业内普遍存在中设备轻系统或中局部轻大局的现象,主要体现在:
  
  确定好设备规格型号或生产厂商后,才依据设备的选择或修改设计方案的。
  
  忽视整个供电系统致使存在单路径故障点,比如供电系统是按最高可用等级2N冗余设计的,但设计的结果却只是UPS系统有2N功能。
  
  整个系统是按最高等级冗余容错系统设计的,但空调制冷设备却是单路径供电的。
  
  因为规划设计者缺乏连续制冷的认识,导致在为系统配置了交流备用能源柴油发电机,但发电机却没有自动启动功能。这也是系统连续运行的重要条件的认识。
  
  13、重视统筹设计
  
  优质地完成规划设计任务的重要方法是提高系统统筹设计能力。
  
  在数据中心建设过程中存在着大量因为规划设计对分阶段、分专业实施阶段工程,以及不同专业施工间衔接问题考虑不周造成交付数据中心不能满足业务和维护的需要,有些问题可能会导致需要巨量的投入才能改造完成。
  
  不同设计人员只关注自己负责的内容,忽视对其他专业的是否衔接,是否存在矛盾和冲突,缺乏全局的考虑。
  
  规划设计人员对未来业务发展缺乏准确的预判,对后期容量管理、扩容等方面考虑不足;
  
  规划设计人员对周围资源环境和物理环境不熟悉,设计出来的方案会出现实施可行性差或为以后的运维工作带来不必要的困难。

 

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