SZSD 0026-2024數(shù)字孿生技術(shù) 數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)參考架構(gòu)

SZSDDigitaltwin—ReferencearchitectureofdatacentermanagementplatformI 1 1 1 2 3 3 3 4 5 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件起草單位：中國電信集團(tuán)有限公司山東分公司、中國移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司、山東愛特云翔信息技術(shù)有限公司、煙臺(tái)市大數(shù)據(jù)局、山東大學(xué)、智耘（山東）城市運(yùn)營科技有限公司、山東本文件主要起草人：王凡、程濤、閆鵬飛、畢秋軍、李海超、邢建平、鐘宸、董新建、李帥、趙1數(shù)字孿生技術(shù)數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)參考架構(gòu)本文件規(guī)定了基于數(shù)字孿生技術(shù)的數(shù)據(jù)中心管本文件適用于指導(dǎo)基于數(shù)字孿生技術(shù)的數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，為數(shù)據(jù)中心管理者及平下列文件中的內(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(duì)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GB4943.1音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備第1部分：安全要求GB/T21741-2021住宅小區(qū)安全防范系統(tǒng)通用技術(shù)GB/T22239信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保GB/T28827.1-2022信息技術(shù)服務(wù)運(yùn)行維護(hù)第1部分：通GB/T29245-2012信息安全技術(shù)政府部門信息安全管理基GB/T30428.2-2013數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)第2部分：管理部件和事件GB/T36625.3-2021智慧城市數(shù)據(jù)融合第3部分:數(shù)據(jù)采集規(guī)范GB/T36951信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知終端應(yīng)用安GB/T37025信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸安GB/T37095信息安全技術(shù)辦公信息系統(tǒng)安全基本GB/T37024信息安全技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)關(guān)安全GB/T37931信息安全技術(shù)Web應(yīng)用安全檢測系統(tǒng)安全技術(shù)要求和測試評(píng)GB/T39786信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)密碼應(yīng)GB/T51314數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行GB/T9387.1-1998信息技術(shù)開放系統(tǒng)互連基本參考模型第1部分:YD/T2584互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）安全防由計(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)的幾何數(shù)字孿生模型geometricdigitaltwi物理數(shù)字孿生模型physicaldigitaltwin2基于物理實(shí)體的物理特性和行為進(jìn)行建模的數(shù)字副本。它使用物理方程、傳感器數(shù)據(jù)和模擬技術(shù)行為數(shù)字孿生模型behavioraldigitaltwin基于物體或系統(tǒng)的行為和動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行建模的數(shù)字副本。它使用傳感器數(shù)據(jù)、行為模型和機(jī)器學(xué)規(guī)則數(shù)字孿生模型regulardigitaltwin基于物體或系統(tǒng)的規(guī)則和約束進(jìn)行建模的數(shù)字副本。它使用規(guī)則引擎、知識(shí)表示和推理技術(shù)等方將數(shù)字孿生模型以三維形式進(jìn)行可視化展示的通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和交互技術(shù)，將用戶界面以虛擬的方式呈現(xiàn)在屏幕上，使用戶能夠通過虛擬界4數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)參考架構(gòu)圖基于數(shù)字孿生技術(shù)的數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)參考架構(gòu)包括安全保障體系、數(shù)字孿生體系、運(yùn)行與維護(hù)體系三大部分，其中，數(shù)字孿生體系包括基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)采集管理、數(shù)字孿生模型、數(shù)字孿生業(yè)務(wù)平35.1基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施為數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)的管理和數(shù)據(jù)采集對(duì)象，包括“風(fēng)火水電”、存儲(chǔ)設(shè)施、5.2數(shù)據(jù)采集管理4數(shù)據(jù)采集內(nèi)容應(yīng)包括但不限于關(guān)系數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)b)應(yīng)建立數(shù)據(jù)的容錯(cuò)和高可用機(jī)制，包括數(shù)據(jù)的備份和快速恢復(fù)；d)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)留有一定容量，存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)性能可靠；e)宜優(yōu)化數(shù)據(jù)組織方式，按照用途、a)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)（含國家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件），行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)b)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議的物理地址和邏輯d)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議應(yīng)有足夠的可擴(kuò)展編址空間，能通過路由器、網(wǎng)橋擴(kuò)展子網(wǎng)和域的數(shù)目；e)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議應(yīng)保證滿足媒體訪問方式、數(shù)據(jù)速率、最大數(shù)據(jù)包大小等系統(tǒng)性要求；g)采用同一種控制網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)備應(yīng)遵照響應(yīng)的可互操作性規(guī)范，以保證不同廠商的設(shè)備h)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議物理層能夠支持多種通信媒體，如雙絞線、同軸電纜、電力線、光纜和無j)對(duì)不能滿足可協(xié)作要求的子系統(tǒng)或設(shè)備，能夠采用數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量及安全性應(yīng)符合GB/T37025-20185.3數(shù)字孿生模型數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生模型是在獲取數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維過程虛實(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，依托三維建模軟件、仿真軟件、人工智能算法等手段建立的。其通過業(yè)務(wù)交互與物理數(shù)據(jù)中心進(jìn)行虛實(shí)交互。數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生模型應(yīng)能真實(shí)、客觀的映射物理數(shù)據(jù)中心實(shí)體，數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生模型可分為幾何數(shù)字孿生模型、物理數(shù)字孿生模型、行為數(shù)字孿生模型和規(guī)則5a)準(zhǔn)確性：應(yīng)準(zhǔn)確地描述物理世界的幾何結(jié)構(gòu)和屬性，以便在數(shù)字世界中進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬和預(yù)b)高效性：應(yīng)具有高效性，以便于在有限的計(jì)算資源下快速地進(jìn)行計(jì)算和分析；c)易用性：應(yīng)具有良好的易用性，以便于進(jìn)行建模和分析，并支持不同的用戶和應(yīng)用場景；e)可維護(hù)性：應(yīng)具有良好的可維護(hù)性，以便于進(jìn)行更新和升級(jí)，并支持不同的需求和變化；f)可擴(kuò)展性：應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性，以便于適應(yīng)不同的幾何結(jié)構(gòu)和屬性，并能夠支持大規(guī)模a)數(shù)據(jù)集成：應(yīng)集成不同來源的數(shù)據(jù)，如傳感器數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行清洗、b)模型構(gòu)建：應(yīng)建立準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的虛擬模型，以便于對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行分析和優(yōu)化。模型構(gòu)建應(yīng)c)可視化與交互：應(yīng)提供直觀、易于理解的可視化界面，應(yīng)支持實(shí)時(shí)交互，以便于用戶根據(jù)需d)安全性與可靠性：應(yīng)具備一定的安全性和可靠性，以保證數(shù)據(jù)的安全和模型的穩(wěn)定運(yùn)行。模e)可擴(kuò)展性：應(yīng)具備良好的可擴(kuò)展性，以便于a)實(shí)時(shí)性：應(yīng)實(shí)時(shí)地反映現(xiàn)實(shí)世界中物理對(duì)b)精確性：模型的仿真結(jié)果應(yīng)盡可能地接近現(xiàn)實(shí)世界中物理對(duì)象和系統(tǒng)的真實(shí)表現(xiàn)，以提高分c)易用性：用戶應(yīng)能夠輕松地使用行d)可擴(kuò)展性：應(yīng)具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，能隨著現(xiàn)實(shí)世界中物理對(duì)象和系統(tǒng)的變化，快速適應(yīng)新e)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)：在采集、處理和傳輸數(shù)據(jù)的過程中，應(yīng)采取措施保護(hù)數(shù)據(jù)的安全與隱a)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：應(yīng)基于大量的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化，以提高預(yù)測準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性；b)模塊化設(shè)計(jì)：應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，使得不同的功能c)實(shí)時(shí)性：應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界的變化，以便在緊急情況下提供快速響應(yīng)；d)可擴(kuò)展性：應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性g)可解釋性：應(yīng)具有可解釋性，以便用戶能夠理解模型的決策過程，從而進(jìn)行有效的監(jiān)控和優(yōu)h)可集成性：應(yīng)具有良好的可集成性5.4數(shù)字孿生業(yè)務(wù)平臺(tái)6a)逼真性：應(yīng)以逼真的方式呈現(xiàn)數(shù)字模型，包括光照效果、材質(zhì)質(zhì)感、陰影和反射等，使用戶b)實(shí)時(shí)性：應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)地更新和渲染數(shù)字模型，準(zhǔn)確反映模型的實(shí)時(shí)狀態(tài)和變化，使用戶能夠c)交互性：應(yīng)提供用戶交互的功能，包括旋轉(zhuǎn)、縮放、平移、選擇和標(biāo)注等，使用戶能夠自由d)可定制性：應(yīng)提供可定制的選項(xiàng)，使用戶能夠根據(jù)自己的需求和偏好進(jìn)行界面布局、顯示設(shè)UI虛擬的要求主要包括以下幾點(diǎn)：a)逼真性：應(yīng)以逼真的方式呈現(xiàn)用戶界面，包括界面元素的外觀、布局和動(dòng)畫效果等；b)可交互性：應(yīng)提供用戶交互的功能，包括點(diǎn)擊、拖拽、滾動(dòng)、輸入等，使用戶能夠通過虛擬c)響應(yīng)性：應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)地響應(yīng)用戶的操作，包括快速的界面刷新和交互反饋，使虛擬界面具有d)兼容性：應(yīng)能夠適配不同的設(shè)備和平臺(tái)，包括PC、移動(dòng)設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備等，e)可定制性：應(yīng)提供可定制的選項(xiàng)，使用戶能夠根據(jù)自己的需求和偏好調(diào)整界面布局、主題風(fēng)5.4.1.3模塊化設(shè)計(jì)a)獨(dú)立性：每個(gè)模塊應(yīng)具有相對(duì)獨(dú)立的功能和責(zé)任，模塊之間的耦合度應(yīng)盡量降低，以便于模b)接口定義：每個(gè)模塊應(yīng)定義清晰的接口，包括輸入、輸出和通信方式等，以便于模塊之間的c)規(guī)范化通信：模塊之間的通信應(yīng)遵循規(guī)范化的通信方式，包括消息傳遞、事件觸發(fā)和函數(shù)調(diào)d)可重用性：每個(gè)模塊應(yīng)具有一定的可重用性，即可以在不同的系統(tǒng)中被復(fù)用，以提高開發(fā)效e)可擴(kuò)展性：模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的可擴(kuò)展性，即可以方便地添加、替換或升級(jí)模塊，以滿5.4.1.4集成處理a)高性能：集成處理的性能應(yīng)達(dá)到較高水平，能夠快速響應(yīng)用戶需求，提供高效的數(shù)據(jù)處理和b)模塊化：應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)功能模塊之間可以靈d)可維護(hù)性：應(yīng)具備較強(qiáng)的可維護(hù)性，便于進(jìn)行代碼維護(hù)和升級(jí)，降低系統(tǒng)維護(hù)成本；f)易用性：應(yīng)具備良好的易用性，用戶界面簡潔明了，操作流程清晰；g)兼容性：應(yīng)具備較強(qiáng)的兼容性，能夠與業(yè)務(wù)交互主要指支撐在虛擬數(shù)據(jù)中心與物理數(shù)據(jù)中心之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步和交互，在虛擬數(shù)據(jù)中心75.4.2.1優(yōu)化控制在搭建交互平臺(tái)后，需要定義虛擬與現(xiàn)實(shí)交互的控制與優(yōu)化策略。通過交互平臺(tái)，實(shí)時(shí)獲取實(shí)際數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)綌?shù)字孿生模型中進(jìn)行模擬與控制。根據(jù)控制與優(yōu)化策略，調(diào)整數(shù)字孿生模型的狀態(tài)，并將優(yōu)化結(jié)果反饋到實(shí)際環(huán)境中。這個(gè)過程是持續(xù)進(jìn)5.4.2.2模擬驗(yàn)證模擬驗(yàn)證時(shí)，先定義交互場景，再利用數(shù)字孿生模型進(jìn)行虛擬仿真，并模擬實(shí)際場景中的各種操作和干預(yù)。通過模擬驗(yàn)證，可以預(yù)測和評(píng)估各種操作在不同情況下的效果。在模擬驗(yàn)證完成后，將模擬結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比與驗(yàn)證，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化和5.4.2.3虛實(shí)同步虛實(shí)同步支持物理數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)傳輸至虛擬數(shù)據(jù)中心，使虛擬數(shù)據(jù)中心狀態(tài)逼真的反映物理數(shù)據(jù)5.4.2.4虛實(shí)交互虛實(shí)交互支持虛擬數(shù)據(jù)中心向物理數(shù)據(jù)中心傳輸數(shù)據(jù)和控制信息，如虛擬數(shù)據(jù)中心中演進(jìn)的結(jié)5.5管理應(yīng)用數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)的管理應(yīng)用主要有容量管理、故障監(jiān)測與預(yù)測、云資源管理、安全評(píng)估、變更評(píng)估、能耗分析、壽命預(yù)測、智能應(yīng)支持容量管理，可對(duì)數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)、資源的使用情況、冗余情況進(jìn)行管理，包括電氣設(shè)備、空應(yīng)支持通過仿真和AI等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心設(shè)施的故障檢測、故障預(yù)測、故障定位等功能，支持應(yīng)支持對(duì)數(shù)據(jù)中心云資源的分配、使用監(jiān)控、使用效率管應(yīng)支持通過綜合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、系統(tǒng)的安全評(píng)估和健康狀態(tài)評(píng)估應(yīng)支持對(duì)電氣設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)應(yīng)支持結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備廠商提供的數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施的壽8應(yīng)支持結(jié)合視頻系統(tǒng)數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行線上智能設(shè)備設(shè)施巡檢和線下巡檢管理。應(yīng)根據(jù)數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中心管理平臺(tái)信息系統(tǒng)的等級(jí)保護(hù)定級(jí)情況，符合GB/T22239相應(yīng)等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)要求，以及GB/T39786相應(yīng)等級(jí)的信息系統(tǒng)密碼應(yīng)用要求，與政府部門信息交換應(yīng)符a)應(yīng)明確數(shù)據(jù)資產(chǎn)所有者以及最終責(zé)任人，經(jīng)數(shù)據(jù)所有者授權(quán)，指定負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)授權(quán)管理的責(zé)任b)應(yīng)制定數(shù)據(jù)分類分級(jí)規(guī)則，數(shù)據(jù)安全管理策略和隱私保護(hù)策略，根據(jù)數(shù)據(jù)分類和安全管理策f)平臺(tái)內(nèi)部不同系統(tǒng)之間，設(shè)備與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，宜采用數(shù)字證書對(duì)上傳的所有數(shù)據(jù)進(jìn)g)平臺(tái)信息系統(tǒng)與外部信息化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享時(shí)，宜采用數(shù)字證書對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名和加h)平臺(tái)信息系統(tǒng)宜支持密鑰管理功能，包括數(shù)字證書的申請(qǐng)、注冊(cè)、獲取a)