資源高效數(shù)據(jù)中心指南

1資源高效數(shù)據(jù)中心指南本文件規(guī)定了數(shù)據(jù)中心規(guī)劃、管理、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、通信的建立和運(yùn)行要求，以提高數(shù)據(jù)中心的資源效率。本文件適用于全生命周期的數(shù)據(jù)中心使用，其他數(shù)據(jù)中心亦可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2887-2011計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范GB/T32910.1-2017數(shù)據(jù)中心資源利用第1部分：術(shù)語GB/T32910.3-2016數(shù)據(jù)中心資源利用第3部分：電能能效要求和測量方法3術(shù)語和定義GB/T32190.1-2017界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1數(shù)據(jù)中心datacenter由計(jì)算機(jī)場地（機(jī)房），其他基礎(chǔ)設(shè)施、信息系統(tǒng)軟硬件、信息資源（數(shù)據(jù)）和人員以及相應(yīng)的規(guī)章制度組成的實(shí)體。3.2基礎(chǔ)設(shè)施infrastructure數(shù)據(jù)中心內(nèi)為電子信息設(shè)備提供運(yùn)行保障的設(shè)施。3.3資源利用resourceutilization數(shù)據(jù)中心內(nèi)對支持其正常運(yùn)行的能源、人力資源、信息資源、計(jì)算資源和水等資源的利用。3.4資源效率resourceefficiency數(shù)據(jù)中心內(nèi)系統(tǒng)或設(shè)備輸出量與相應(yīng)資源消耗量的比值。注：計(jì)算資源效率時(shí)，可能關(guān)注不同的特定系統(tǒng)或設(shè)備的不同輸出和不同23.5氣流路徑airflowpathway空氣到達(dá)特定位置的路徑。3.6可用性availability提供所需的外部資源，在一定的時(shí)間或一定的時(shí)間間隔內(nèi)，在特定條件下達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)的能力。3.7電纜管理系統(tǒng)cablemanagementsystem配電線纜、通信線纜及其相關(guān)附件組成的系統(tǒng)。3.8托管數(shù)據(jù)中心co-locationdatacentre為多用戶提供服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和帶寬服務(wù)的數(shù)據(jù)中心。3.9機(jī)房精密空調(diào)/機(jī)房空氣處理computerroomairconditioning/computerroomairhandling為數(shù)據(jù)中心機(jī)房的環(huán)境控制提供制冷的設(shè)備。3.10直接液冷設(shè)備directliquid-cooledICTequipment不通過冷空氣制冷，而通過液體直接流入機(jī)柜或直接流入IT設(shè)備進(jìn)行冷卻的設(shè)備。3.11能源管理體系energymanagementsystem基于數(shù)據(jù)中心的能源方針和能源目標(biāo)的一系列相互關(guān)聯(lián)或相互作用的能源管理要素的集合。3.12企業(yè)數(shù)據(jù)中心enterprisedatacentre由企業(yè)運(yùn)營的數(shù)據(jù)中心，向其員工和客戶提供管理服務(wù)。3.13熱通道/冷通道hotaisle/coldaisle是數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器機(jī)架和其他計(jì)算設(shè)備的布局設(shè)計(jì)。熱通道/冷通道構(gòu)造旨在通過管理氣流來節(jié)約能源和降低冷卻成本。3.14托管服務(wù)co-location為客戶的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供空間、電力、制冷、網(wǎng)絡(luò)接入和物理安全等的服務(wù)。3.153虛擬化virtualization通過虛擬化技術(shù)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)，提高IT資源使用效率。4縮略語CMDB：配置管理數(shù)據(jù)庫（configurationmanagementdatabase）CPU：核心處理單元（coreprocessingunit）CRAC：機(jī)房空調(diào)（computerroomairconditioning）CRAH：機(jī)房空氣處理器（computerroomairhandling）DCIM：數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理（datacentreinfrastructuremanagement）ICT：信息和通信技術(shù)（informationandcommunicationstechnology）IT：信息技術(shù)（informationtechnology）MLPS：多協(xié)議標(biāo)簽交換（multiprotocollabelswitching）OVP：開放式虛擬平臺(tái)（openvirtualplatform）PDU：電源分配單元（powerdistributionunit）PUE：電能使用效率（powerusageeffectiveness）VLAN：虛擬局域網(wǎng)（virtuallocalareanetwork）VXLAN：虛擬可擴(kuò)展局域網(wǎng)（VirtualExtensibleLAN）VPN：虛擬專用網(wǎng)（virtualprivatenetwork）5總體要求5.1概述資源高效數(shù)據(jù)中心是指對數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、IT設(shè)備和服務(wù)、信息管理系統(tǒng)、運(yùn)維和優(yōu)化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心資源高效利用。5.2數(shù)據(jù)中心運(yùn)維和管理數(shù)據(jù)中心應(yīng)滿足但不限于以下要求：a)應(yīng)制定高效運(yùn)維和管理數(shù)據(jù)中心各方面的制度；b)通過對供電、制冷等不斷優(yōu)化來滿足數(shù)據(jù)中心的供電制冷需求，同時(shí)降低能源消耗；c)應(yīng)確保數(shù)據(jù)中心內(nèi)各部門間的溝通通暢，提高管理效率并增強(qiáng)彼此可靠性。5.3數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備和服務(wù)數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備與服務(wù)應(yīng)滿足以下要求：a)應(yīng)在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)階段合理選用并部署最新IT設(shè)備及IT服務(wù)架構(gòu)和軟件，保證系統(tǒng)的高可用性和高節(jié)能；b)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的IT設(shè)備和服務(wù)器，通過淘汰停用的硬件設(shè)備或制定節(jié)能策略降低能耗值；c)合理制定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理制度，降低不必要的訪問消耗。5.4數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：4a)對氣流組織進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理，使數(shù)據(jù)中心內(nèi)部氣流達(dá)成最優(yōu)循環(huán)；b)根據(jù)負(fù)荷的波動(dòng)對制冷系統(tǒng)的供冷量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；c)合理設(shè)置機(jī)房內(nèi)溫濕度參數(shù)，避免增加能耗；d)充分利用自然條件制冷，減少冷卻系統(tǒng)能耗，針對部分冷卻設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造；e)應(yīng)用高效冷卻系統(tǒng)，制定有效的控制措施；f)充分利用余熱，將余熱轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)中心的冷源，提升經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。5.5數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：a)合理規(guī)劃并部署新增供電設(shè)備；b)對現(xiàn)有供電設(shè)備運(yùn)行和能耗情況進(jìn)行監(jiān)控管理，提高設(shè)備使用效率。5.6數(shù)據(jù)中心建筑數(shù)據(jù)中心建筑應(yīng)滿足以下要求：a)數(shù)據(jù)中心建筑布局合理，地位位置和氣候適宜；b)數(shù)據(jù)中心應(yīng)盡量靠近水源。5.7數(shù)據(jù)中心監(jiān)測數(shù)據(jù)中心監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：a)應(yīng)具備能源消耗監(jiān)控與環(huán)境監(jiān)控功能；b)按周期采集能耗數(shù)據(jù)和環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并記錄；c)定期生成能源消耗和環(huán)境報(bào)告；d)定期生成IT系統(tǒng)報(bào)告。6IT設(shè)備與服務(wù)6.1IT系統(tǒng)布局為了保持機(jī)房最佳的冷卻環(huán)境，應(yīng)滿足以下要求：a)將機(jī)房內(nèi)的系統(tǒng)分成服務(wù)器區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)和網(wǎng)絡(luò)區(qū)；b)安裝IT設(shè)備時(shí)，應(yīng)將具有相同氣流類型的分在一組（在大多數(shù)情況下，安裝在機(jī)架上的系統(tǒng)，氣流由前至后，由前至上）；c)如有必要，應(yīng)在有高效冷卻和密集冷卻裝置的地方安裝釋放更多熱量的設(shè)備；d)在離機(jī)房精密空調(diào)（CRAC）設(shè)備排氣口至少1800mm處安裝機(jī)架；e)提供熱通道和冷通道以使得冷卻效率最大化；f)F-R-F-R排列的IT系統(tǒng)，必須安裝一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，以防止冷風(fēng)和熱風(fēng)混合。6.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)虛擬化應(yīng)滿足以下要求：a)通過在服務(wù)器虛擬化期間使用OpenvSwitch(OVS)和其他虛擬交換機(jī)來減少二層交換機(jī)數(shù)量；b)通過應(yīng)用虛擬擴(kuò)展局域網(wǎng)(VXLAN)技術(shù)，可以增加二層網(wǎng)絡(luò)中可用VLAN的容量，降低主機(jī)接入時(shí)消耗二層核心網(wǎng)絡(luò)資源；5c)通過部署VXLAN，將交換機(jī)之間互聯(lián)接口部署為三層模式，消除生成樹阻塞端口，提高網(wǎng)絡(luò)利用率。6.3網(wǎng)絡(luò)電纜管理網(wǎng)絡(luò)電纜應(yīng)滿足以下要求：a)安裝獨(dú)立的補(bǔ)丁面板，以方便維護(hù)和修理網(wǎng)絡(luò)電纜；b)在通道下方的出口之間安裝補(bǔ)丁面板和電纜；c)金屬和光纖網(wǎng)絡(luò)電纜使用單獨(dú)的塔盤；d)網(wǎng)絡(luò)電纜和供電電纜使用單獨(dú)的塔盤；e)將電纜塔盤放置在遠(yuǎn)離精密空調(diào)排氣口的位置來避免氣流擾動(dòng)；f)當(dāng)閑置服務(wù)器被帶出機(jī)房時(shí)，移除網(wǎng)絡(luò)電纜；g)對于從底部提供冷空氣的冷卻設(shè)備，應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)電纜塔盤安裝在更高的機(jī)架上。7數(shù)據(jù)中心管理信息系統(tǒng)7.1概述數(shù)據(jù)中心管理信息系統(tǒng)主要指針對數(shù)據(jù)中心的能源使用情況，機(jī)房溫濕度，設(shè)備安全性（訪問控制，設(shè)備進(jìn)/出，監(jiān)視系統(tǒng)）和IT系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控和管理，并對數(shù)據(jù)中心能耗及設(shè)備利用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力，優(yōu)化資源利用，更大程度節(jié)能降耗。7.2數(shù)據(jù)中心在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心在線監(jiān)控應(yīng)滿足以下要求：a)應(yīng)對重點(diǎn)用能設(shè)備能耗使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，保持負(fù)載平衡，確保關(guān)鍵電力供應(yīng)的安全、穩(wěn)定和可靠；b)應(yīng)對數(shù)據(jù)中心機(jī)房溫濕度進(jìn)行在線監(jiān)控，實(shí)時(shí)反映機(jī)房溫濕度變化情況，為高效控制制冷系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，減少冷卻成本；c)應(yīng)對數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備運(yùn)行及電力監(jiān)控，通過收集監(jiān)測所得IT設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，在線統(tǒng)計(jì)并分析得到實(shí)時(shí)最優(yōu)控制策略，以優(yōu)化使用能源效率，節(jié)能增效