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全生命周期管理是趨勢,更是未來
  • 如今,數據中心很多傳統的理念和方法等都面臨挑戰,從數據中心前期的設計、規劃到中期的建設再到后期的運營和管理等環節都迫切需要做出相應的調整。種種因素共同促成了數據中心全生命周期管理服務這一新趨勢。

    世界正處于新一輪科技革命和產業變革之中,由于對數據中心可性要求越來越高、對綠色節能的高度重視以及新技術的不斷涌現,數據中心很多傳統的理念和方法等都面臨挑戰,從數據中心前期的設計、規劃到中期的建設再到后期的運營和管理等環節都迫切需要做出相應的調整。種種因素共同促成了數據中心全生命周期管理服務這一新趨勢。
      
      數據中心新變局
      
      近年來,在云計算、大數據、物聯網等技術和應用的推動下,數據中心市場出現了蓬勃向上的發展勢頭。
      
      第一,大型和超大型數據中心頻頻出現。
      
      10年前,一個單體能承載6、7萬臺服務器的數據中心能讓業界為之側目。如今,10萬臺、50萬臺服務器的數據中心也都稀松平常。這些大型數據中心大部分來自互聯網服務商和專業云服務商。根據相關統計,以AWS、Google、微軟為首的全球10個超大規模數據中心其服務器部署量占到了全球服務器保有量的10%,這些大型和超大型數據中心通常擁有成千上萬的客戶,一旦數據中心出現故障可能帶來大范圍的影響。特別是有些企業業務與IT的聯系非常密切,有些甚至IT即業務(比如金融,托管),故障不僅影響數據中心的收入,還可能帶來不好的社會影響。
      
      第二,綠色節能成為數據中心剛需。
      
      綠色數據中心被認為是數據中心發展的必然。近些年,國家一直在積極引導綠色節能數據中心的建設,先后出臺多項政策大力推廣綠色數據中心先進適用技術。此前工業和信息化部、國家機關事務管理局、國家能源局三部委聯合公布了《國家綠色數據中心名單(第一批)》名單,對于綠色數據中心的落地實施進一步進行了政策層面的引導。然而,要很好地實現綠色節能是一個非常復雜的事情,或者說是一個系統工程,涉及多個環節,需要綜合考量,需要技術更需要經驗。
      
      第三,數據中心市場出現了不少非專業業主。
      
      數據中心持續多年火爆的市場行情引來了眾多投資者,有一些投資者通過收購直接進入這個市場,還有不少傳統數據中心在云計算等需求的推動下需要改造升級,然而,它們的運營者往往欠缺相關的能力,并不能很好設計和運維數據中心,這就需要專業團隊的幫助。
      
      第四,數據中心相關技術進步。
      
      最近幾年軟件定義數據中心、模塊化、異構計算為代表的新技術對數據中心內部的供電、制冷設計都提出了新的要求,加快了數據中心基礎設施領域的進步。比如,AI的興起帶來了高密度計算,單機柜超過8kW的供電需求挑戰的不只是供電,對制冷要求也相應提升。同樣,鋰電池取代傳統鉛酸電池而興起的分布式電源正在改變機柜內的部署和數據中心的整體設計和管理。
      
      技術和觀念的雙重制約
      
      一直以來數據中心的核心訴求有兩個:高可用和低TCO,但數據中心的上述變化讓我們越來越難以滿足上述兩個訴求。而另一方面,因數據中心出現故障被頻頻爆出,故障帶來的損失也越來越高,不少企業不得不尋求外部幫助。今年10月份,Github因為更換海底光纜引發對美國用戶服務降級24h;去年CBRE數據中心停電導致英國航空公司672個航班被取消,預計損失超過1億英鎊。在中國類似的事件也不新鮮。
      
      根據2017年的數據統計,18%的數據中心在一年內出現過宕機等業務中斷的情形,另有50%的企業雖然沒有業務中斷,但也發生過異常事件。其原因包括規劃設計階段因控制成本導致的建設質量低下、運維階段出現的體系流程不完善、人員資質和數量不夠導致的維護不足等諸多因素。
      
      與此同時,每次事故的損失越來越多。根據波洛蒙研究所發布的“數據中心中斷成本”報告顯示,自2010年以來,停機時間的平均成本上升了38%,平均每起事件成本為74萬美元,損失從每分鐘926美元到17244美元不等。
      
      造成這一現狀的根源不在于數據中心的管理者和運維者不重視,根本原因在于要滿足數據中心高可用、高可靠,同時還要降低整體運營成本,非常困難,其中有技術方面的原因更有觀念和認識上的原因。
      
      我們必須承認,和美國等進國家相比,我們對數據中心的建設和運維的研究要晚,對其理解和美國等相比有一定差距。比如,對于數據中心運維我們常常滿足于不壞,只要設備不報警就是好運維,但是在歐美,運維除了不壞外,還要讓客戶的數據中心有更高可靠性以及更好的經濟性,這就是觀點上的差異。
      
      我們很多數據中心在設計和建造的時候,往往只考慮到建設階段需要投入的成本,沒有為數據中心的可持續發展做太多考慮。而不恰當的設計和建設盡管可能會節省初期投入,但會給后期滿足可用性、可靠性和節能的要求帶來更大挑戰。

       除了觀點上的也有技術上的原因,數據中心的運維一直以來非常依賴個人的經驗。比如,數據中心設計完成后要真正施工前,是要對設計進行審查以發現錯誤,這非常依賴審查者的個人經驗,經驗豐富就能及時發現錯誤,否則就得到真正實施后才發現。不過,今天隨著技術的不斷進步,人們逐漸研發出很多工具可以幫助來做這件事,甚至可以直接借助工具來進行設計驗證,在實際建設前對整個設計進行一次模擬故障、性能推演服務,以降低系統設計風險,并優化核心指標(PUE、可用性),從而最大程度地發現設計錯誤。
      
      另外,我們在技術的跟進上過于謹慎。比如,數據中心配電系統我們最常用的設計是UPS雙機備份的雙路供電,原來這樣設計是因為UPS的旁路技術不足以保證斷電后無縫切換,但今天隨著施耐德電氣E變換運行模式這樣的技術日漸成熟,可以通過旁路直接用市電供電,從而既保證了可靠性又降低了能耗。有研究顯示,和2007年PUE值為2.0的數據中心相比,最多能讓PUE值降低11.5%。但我們在新一代數據中心的設計中大膽采用這些技術的并不多。還有,在制冷技術方面,國外采用自然冷卻的案例越來越多,不少數據中心充分利用自然條件制冷,而把傳統的制冷系統作為后備,從而降低了制冷系統的能耗,甚至海底數據中心、礦洞數據中心等非常規數據中心不時出現在媒體報道中,而在中國這方面才剛剛開始。
      
      所喜的是,我們也在進步,比如這幾年在張北、寧夏中衛建了很多數據中心,充分利用這些地方的氣候條件來制冷,PUE值得以大大降低。施耐德電氣參與設計和建設的河南中原云案例,該項目中我們因地制宜,充分利用緊鄰熱電廠產生的具有一定溫度、壓力的余熱,作為溴化鋰制冷機的動力,將熱電余熱轉換為數據中心的冷源。該制冷方式電能消耗僅是電力驅動制冷機用電量的2%~3%,大幅度降低了數據中心運營成本。
      
      數據中心的全生命周期管理

        如上所述,數據中心是一個非常復雜的系統,要滿足高可靠性、高可用性以及低成本的要求并不容易,不是單靠某個環節就能實現的,而是需要全面的、系統的考慮和評估、周密的實施和長期的優化和改進,換而言之,要對數據中心從前期的規劃、設計、建設、部署、運維和優化實現數據中心的全生命周期管理。
      
      本質上,數據中心全生命周期管理是通過一套工具和方法論來讓我們能系統、周密、長期的來設計和運營數據中心,而不局限在一個點、一個設備或者一個階段。具體來說,從數據中心的咨詢和設計階段開始,它就要指導設計人員以前瞻性的眼光來進行,不光是看到初期投資,同時也看到將來運營階段的可用性怎么保障、高經濟性怎么保證;在數據中心的建設階段,它指導人們挑選最合適的產品(包括UPS、空調、配電設備)來保證系統級的高可用性和高節能;在運營階段它指導運維人員通過對供電、制冷等不斷優化來滿足IT設備的供電制冷的需求,同時降低能源消耗。
      
      但是,很少有數據中心的業主(或擁有者)具有這么全面的能力,這也就是數據中心全生命周期服務出現在市場的重要原因之一。有必要指出的是,數據中心全生命周期管理服務并不是新事物,但是今天數據中心行業的新變化讓它成為市場的一個新熱點。
      
      施耐德電氣很早就提供這項服務,相比其他跟進者,施耐德電氣的數據中心全生命周期服務是一個沉淀了自己在數據中心領域20多年的積累,并基于收購公司LeeTechnologies的先進方法論,是覆蓋數據中心設計、建造、運營的一體化解決方案,可協助客戶建立起內部運維管理標準和M&O認證體系,從而便于客戶日后因業務擴展等需求實現數據中心的快速部署和運營管理。
      
      作者介紹
      
      王曉軍,施耐德電氣IT業務部服務業務及能力中心總監。
      
      編輯:Harris
      
     

    如今,數據中心很多傳統的理念和方法等都面臨挑戰,從數據中心前期的設計、規劃到中期的建設再到后期的運營和管理等環節都迫切需要做出相應的調整。種種因素共同促成了數據中心全生命周期管理服務這一新趨勢。
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