数据中心发展趋势课件.ppt
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1、,数据中心发展趋势,LOREM IPSUM DOLOR,SearchDataC网站对数据中心的定义是:一个数据中心是物理或虚拟的中央数据仓储,围绕一个特定的知识团体或关于特别的商业目的组织数据和信息,用于保存、管理、发布数据。,广义数据中心的概念,广义数据中心认为数据中心是因为数据大集中而形成的集成IT应用环境,它是各种IT应用服务的提供中心,是数据计算、网络、存储的中心,它实现了安全策略的统一部署,实现了IT基础设施、业务应用和数据的统一运行维护管理。,数据中心包含四个方面的含义,1、数据中心提供所有应用系统(包括集中的业务应用系统、数据交换平台、应用集成平台)的运营环境。2、数据中心是容纳
2、用以支持应用系统运行的基础设施(包括机房、服务器、网络、存储设备)的物理场所。3、数据中心包括数据中心本身的操作型数据存储区、数据仓库及建立在其上的决策分析应用。4、数据中心有一套成熟的运行、维护体系支持其日常运行,保证应用系统高效、准确、不间断地运行。,数据中心发展推动力,各行业更注重灾备中心建设,互联网数据中心建设步伐加快,政府公共服务平台建设加大投入,既有机房的升级改造加速推进,推动力,金融、电信等行业需求稳步增长,中国数据中心的现状,1、数据中心升级换代,建设大规模集中式数据中心。 目前,我国各业的业务和数据从分散部署走向大集中,数据中心的数据量急剧膨涨,数据中心的重要性受到空前的重视
3、,应用优化、网络安全、应用安全设备大规模部署,融合了应用安全、应用优化能力的应用智能数据中心越来越受到各业用户的欢迎。,市场规模及增长,数据集中化管理、面向业务的数据整合、容灾备份等IT应用需求呈快速增长态势金融、电信、政府、能源、交通等行业数据中心建设加快构建符合企业发展需求的下一代数据中心已成为企业IT应用的重要的目标,大型商业银行需求稳定,城商行、农村信用社、股份制商业银行,保险、证券等对据中心建设需求旺盛;电信重组进入新阶段、3G、4G网络部署加快,电信核心系统升级改造,互联网音视频业务的爆发式增长以及电子商务的应用拓展,极大地带动了数据中心市场的发展;大型金融企业灾备中心建设、传统数
4、据中心更新改造加快。,行业投资分布,调研样本分布,为客观反映中国数据中心发展现状与趋势,采用科学的抽样方法,对样本进行甄别、筛选,最终确定300个有效样本。,中国数据中心的现状,2、国内数据中心逐步重视标准化、模块化建设。 采用结构化、层次化、模块化的规划设计方法,实现数据中心的功能分区设计,标准化数据中心架构,实现数据中心高可靠、高性能、易管理、易扩展的目标。,细分市场结构,在硬件投资中,服务器、存储仍然是投资重点,机房产品和网络设备等投资增长也较快,绿色节能产品受青睐;软件领域,除平台软件外,信息安全软件、智能应用软件都非常受关注;在服务领域,数据中心建设规划咨询服务和数据中心运维服务都保
5、持加快增长,且外包趋势明显;,中国数据中心的现状,3、数据中心正处在从基础架构简化向资源共享发展。 计算机世界报社对全国数据中心建设情况的调查表明,27%的数据中心已经采用了安全技术,25%的数据中心已经采用或者部分采用了资源整合管理技术,15%的数据中心采用了虚拟化技术,20%的数据中心采用了自动化管理技术。,中国数据中心的现状,4、数据中心“绿色工程”正在起步。 相当多的数据中心并未将能源管理技术纳入数据中心管理中,没有将能源挑战视为重大挑战。专家预计,在经过概念普及之后,随着可实施、可衡量的技术及工具越来越多,未来几年企业数据中心将掀起实施“绿色工程”的高潮。,中国数据中心的现状,5、信
6、息主管CIO关注新一代数据中心。 随着企业信息化应用的不断推进,为满足企业对信息化应用的需求,信息主管越来越关注IT技术的应用,尤其是新一代数据中心涉及的相关技术。,行业需求特征,能源,政府,电信,金融,希望建立面向业务的高效平台,提升数据中心的整体性能重点建设两地三中心容灾备份系统,最为关注业务持续性,满足全业务运营带来大量新一轮基础设施建设的需求3G、三网融合是其数据中心建设最大推动力,有效整合政府信息资源,平台统一规划,提高效率对可靠性和安全性要求高,希望有专业规范服务关注绿色节能产品,由系统集成向应用集成、管控一体化方向发展对安全性和业务的持续性更为关注,容灾备份系统建设加快,数据中心
7、面临的挑战,1、数据量急速膨胀,来自业务部门应用的压力日益增加。2、能耗压力。3、管理压力。4、高可用性压力。5、业务连续性压力。,数据中心面临的主要挑战,能耗压力,绿色成长,信息安全,快速响应,资源整合,庞杂的系统导致运维效率低下,各种存储、计算及信息资源难以共享,通过技术改造,尽可能少的投入前提下,提高效能,简化管理,实现绿色成长,不断增加的电力开支,数据中心面临耗电和散热的挑战,业务变革加速,对IT系统要求提升,如何来自企业的快速发展和业务模式变革,数据中心作为企业IT系统的核心,安全更加受到关注,数据中心演进趋势,虚拟化,智能化与自动化,系统整合,存储资源,计算资源,能源管理/云计算/
8、 虚拟化/资源整合/刀片技术,绿色、安全、高效、智能,大量数据中心有待改造,未来数据中心发展特征,实现资源整合、集中化管理;保障业务连续性,降低安全风险;节能与节省空间,建设方式,建设目标,主要技术,需求特点,由有资质的规划设计院来设计,机房工程公司施工;越来越多的厂商开始提供数据中心规划咨询服务;数据中心外包也渐成趋势,传统机房升级改造、改建、扩建;互联网数据中心建设;政府公共服务平台建设;灾备中心建设,模块化/标准化绿色节能技术智能管理信息安全虚拟化云计算SOA技术应用等,绿色、安全、高效、智能,未来十大技术应用都有数据中心密切相关,因此,数据中心必须设计成,优秀的运维,节约Capex(投
9、资成本)和Opex(运营成本), 同时拥有更高的效率和可用性,更加环保,+ 标准化,压力重重,能源和服务成本控制,可用性期望不断提高,根据业务调整的需求,服务器整合,功率的动态变化,对容量或密度长期规划的不确定性,对于数据中心的规划和运营来说.,我们创造一种针对数据中心规划、设计、安装、管理和维护的全新方式并持续不断改进,为解决以上问题.,云计算,能源效率,虚拟化,数据中心,数据中心发展的趋势新一代数据中心,业界没有一个标准,目前主要根据数据中心的基础设施组成、管理与服务需求将新一代数据中心定义为:“基于标准构建模块,通过模块化软件实现自动化724h无人值守计算与管理,并以供应链方式提供共享的
10、基础设施、信息与应用等IT服务。”,1、 定义:,数据中心发展的趋势新一代数据中心,1、绿色数据中心 鉴于全球气候日趋变暖、能源日趋紧张、能源成本不断上涨,数据中心这个企业中的高能耗部门正面临着降低能耗、提高资源利用率、节约成本的严峻挑战,构建节能型的数据中心受到越来越多的数据中心管理人员和IT厂商的关注,并成为未来数据中心发展的必然趋势。绿色数据中心主要关注3个方面:一是能耗和效率;二是使用的有害材料;三是含有害物质的设备和材料的循环使用和合理处理。,新概念,绿色数据中心,绿色数据中心(Green Data Center)是指数据机房中的IT系统、制冷、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最
11、小化的环境影响。,绿色数据中心是数据中心发展的必然。总的来说,我们可以从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上,要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。,27,数据中心的平均寿命为10年有45% 的数据中心已超过10年65% 的数据中心存在供电和制冷方面的问题30% 希望在未来3-5年升级主要的数据中心基础设施70%数据中心运行在65-75 华氏度 90% 表示高能效服务是重要的选择,绿色数据中心相关的数字,PUE,Power Usage Effectiveness的
12、简写,是评价数据中心能源效率的指标,是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗,PUE是一个比值,基准是2,越接近1表明能效水平越好PUE值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。,传统系统,高效UPS,冷却器VFD Close-coupled cooling(紧靠热源的制冷),满载运行(合理规划),水侧的节能装置 用时达到51%,无变压器PDU盲板节能照明VFD排热泵组VFD冷冻水泵组,最低的PUE值:只有全面的
13、系统性方法可以做到,2.18,2.02,1.49,1.41,1.32,1.26,PUE,高效UPS只能止步于此,性能卓越,绿色数据中心实现方式,绿色节能采用智能动环管理系统、综合气流管理方案、精确送风机柜系统、高效冷源等全方位节能技术,可以有效解决数据中心面临的高能耗问题。模块化机房提供包括集装箱数据中心在内的多种模块化数据中心建设方案,采用通用架构、智能监控以及液冷方案,可完全支持业界标准IT产品,并满足客户高密度、高可靠、可迁移、弹性部署需求,实现低成本、快速交付。云计算充分实现数据中心的业务整合与能力开放,可提供服务器虚拟化、弹性主机、桌面虚拟化等多种云业务。精细化运营对机房环境、基础网
14、络、IT资源及其应用、虚拟化、增值服务、业务运营等几个层面进行统一的管理,实现跨平台和分布式的管理模式,充分考虑数据中心市场的特点和业务发展需要,是保障其高效率、低成本增值运营的智能化解决方案。,数据中心模块化,模块化数据中心(Modular Data Center,MDC),开始被用来定义传统数据中心(Raised Floor Data Center)设计中按照标准设计对数据中心场地进行模块化划分(PoD),即把整个数据中心分为若干独立区域,各区域的规模、功率负载、配置等均按照统一标准进行设计,随着业务需求的不断增加独立模块,从而实现快速建设,精确复制已有优秀方案的目的。,传统的数据中心,以
15、往的数据中心,模块的特征并不明显,仅仅初具雏形,其只将空调、UPS、机柜的配置组合打包,在物理基础架构上,并未实现真正的模块化,往往还需要共用架高地板下空间,共用UPS系统,因此其发展速度受到了制约。这种模式应该被称为数据中心的模块化设计。,传统的模块化分区(空调系统共用静压箱),已建成模块化数据中心,随着全球超大型IT数据中心的出现,比如微软芝加哥数据中心,谷歌比利时数据中心,FACEBOOK俄勒冈州数据中心的出现,模块化建设的理念得到了良好的实践,有效的降低了数据中心的建设周期及运营成本,这让模块化数据中心及可移动模块化数据中心集装箱数据中心得到了长足的发展和印证。,微软芝加哥模块化集装箱
16、数据中心及其内部图,模块化数据中心,随着技术的发展,尤其是机房精密空调CRAC和UPS的技术发展,这2种数据中心动力系统的关键设备开始走向模块化与小型化,完全可集成到机柜中,从而从技术上为实现真正的完全独立的模块化数据中心提供了可能。所以,真正的模块化数据中心,制冷、供电及管理系统都应实现区域化、模块化,互不干扰,可独立运行,无共用部分,例如静压箱、水管、电池组等。,艾默生模块化数据中心:真正的独立模块一体化解决方案,艾默生模块化数据中心:真正的独立模块一体化解决方案,模块化数据中心:真正的独立模块一体化解决方案,模块化数据中心的设计,模块化数据中心是为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服
17、务器的变化,为了提高数据中心的运营效率,降低能耗,为了实现快速扩容及互不影响,因此,对其空调系统及UPS系统、机柜系统、监控系统必然带来了更高的要求,包括空调的精确制冷、动态制冷、高效制冷的革新,UPS低负载下高效率、可模块化扩容、小型化支持单独模块等需求的创新,机柜的尺寸、承重的优化及通孔率的提升,监控的智能化及小型化、区域化可扩容等需求,基于以上因素,模块化数据中心必须采用完全不同于传统方案的理念去设计。,不同水平的模块设计,根据期望部署的架构和功能,可实现不同级别的模块化,冷却器子系统,设备“彼此连接”形成功能岛,内部组件 模块化,可扩展内部容量的设备,POD 模块化,适用于大型数据中心
18、的“分步可重复”架构,子系统 模块化,相同大型元素的分类,可重新配置性容量变更采购的周期效率优化,可服务能力简化规划过程简化扩展过程明确可用性目标,模块化好处,发电机子系统,CRAC子系统,UPS子系统,可扩展性和适应性,模块化数据中心的设计,1、制冷系统设计2、供电系统设计3、机柜系统设计4、模块化数据中心的管理系统,模块化数据中心的设计,1、制冷系统设计,空调系统设计中分为制冷系统设计与现场应用设计两部分。传统的精密空调送风系统系统设计,采用风管上送风。目前主流的IDC数据中心气流组织设计采用地板下送风的方案。模块化设计是采用就近行间送风的方案可大大提高空调系统的效率,同时其送风和回风都处
19、于小范围内,因此其气流组织互不干扰,对地板高度,后期扩容需求完全适应,可将每个行间空调及其附近的几个机柜作为一个制冷单元来考虑,这样可大大提高制冷效率,实现快速建设、扩容互不影响的目的。,制冷系统设计,机柜级,行间级,模块级,结合物联网的方法,通过机柜设计配合,多个温湿度传感器和智能控制器,灵活的调节行间空调的制冷量,可有效解决机柜级、行间级、模块级的制冷需求,最大化的提高精密空调的制冷效率。,模块化数据中心的设计,2、供电系统设计,传统的UPS系统设计,往往需要确定系统容量,很容易出现配置过大,带载率较低,同时在低载情况下UPS效率较低的情况;或者容易出现配置容量过小,不能满足业务快速发展的
20、需求,后期扩容无安装位置等情况。尤其是我国的IT需求正处于上升期,各个数据中心业务发展增速飞快,往往一年现有配置就无法满足需求,重复建设和投资浪费较大。另外,往往IDC还需要设计配套机房,如UPS房、电池房,这对中小型机房来说是建筑格局上一个很大的浪费,同时UPS房还需要设置精密空调制冷,往往出于安全的考虑还需要设计精密空调的冗余,初投资很大。,传统的UPS系统设计,模块化数据中心的设计,2、供电系统设计,IDC建设需求逐渐向模块化、可热插拔的方向发展,在中小型数据中心中,尤其成为首选的解决方案。高端的模块化产品,尺寸和标准服务器一致,可放在行间,集成了多路智能配电,可解决机房模块内的供电、监
21、控电量等需求,模块化UPS系统设计,供配电系统的另一个发展思路是使用高压直流,目前由中国电信牵头开发的240V制式和中国移动牵头开发的380V制式高压直流在国内已有广泛的应用,由于内部少了一次直交流转换的过程,在服务器端又可节省一次交直流转换过程,因此可提高供电系统效率。,模块化数据中心的设计,供电系统设计,供配电系统的管理也是模块化的必然需求,而能够插入机柜中的智能化配电单元就成为了小型区域模块化的最佳选择,实现配电模块化、热插拔、电费管理等功能。,模块化数据中心的设计,模块化数据中心的设计,机柜系统的设计,往往只关注其承重、供电性能,而忽略了其它机柜应该具有的性能,比如通孔率、接地、美观、
22、线缆管理、能耗管理等。为了提高制冷效率,机柜的通孔率要求尽可能高,以减小气流阻碍作用,提高散热能力,业内目前最高的机柜,可达83%的通孔率,而普通机柜只能达到50%-68%,所以在空调系统利用上来说,机柜系统有更高的设计和工艺要求。,3、机柜系统设计,模块化数据中心的设计,A、机柜接地也是非常值得注意、往往被忽略的问题,机房由于发热量很大,靠近服务器机柜区域温度较高,其相对湿度较低,从而可能会形成较高的静电电压,如果不能通过有效的途径接地的话,会造成静电危险。因此现在的机柜必须配置接地线缆或者接地铜排。B、 机柜线缆管理功能直接关系到机房的整体美观及后期的IT维护,传统的机柜不具有线 缆管理功
23、能,往往机房运行几年后,线缆多到根本无法分清,凌乱不堪,这样不但无法管理,线缆纠缠还会引起发热,造成安全隐患,因此机柜的线缆管理功能也至关重要。,3、机柜系统设计,模块化数据中心的设计,C、 在中小型数据中心中,往往不会配置大型的监控设备,如何实现机柜内的供电管理呢,通过机柜内配备智能的PDU可实现此功能,可对机柜内各路配电进行监控,获知机柜负载的分配平衡度,预知过热机柜、过载点,并可实施远程关控设备。这也是智能机柜需要具备的功能。D、 最后就是机柜的兼容性,机柜不但需要考虑自身,还需要考虑诸如并柜、封闭冷通道、行间空调等的外观、尺寸匹配问题。这对厂家的要求非常之高,只有真正具有全产品的供应商
24、,才能从全局出发,设计出对各个系统兼容性很高的产品。,3、机柜系统设计,4、模块化数据中心的管理系统,模块化数据中心的设计,监控系统是机房安全运行的重要保障,目前的机房监控系统,还基本停留在只“监”而,不“控”的水平,重要的控制均需要通过人手动去实现,比如机房的灯光控制,并不能有效,自动做到人走灯关;,比如机房的空调冷量输出,,目前只能由空调自身传感器探测而决定空调,启停,检测回风或者送风温度都不能有效解决制冷完全匹配的问题等。,因此智能的监控系统需要能够读取到机房所有的设备并可自动控制,,做到真正的智能化。,尤其在模块化数据中心建设方面,由于云计算的高热密度、虚拟化需求,可变冷量、,UPS,
25、模块休眠等功能需要更高效的控制,,因此模块内的制冷控制、,电能分析更成为模块化运营的,关键点。,监控系统是机房安全运行的重要保障,目前的机房监控系统,还基本停留在只“监”而不“控”的水平,重要的控制均需要通过人手动去实现,比如机房的灯光控制,并不能有效自动做到人走灯关;比如机房的空调冷量输出,目前只能由空调自身传感器探测而决定空调启停,检测回风或者送风温度都不能有效解决制冷完全匹配的问题等。 因此智能的监控系统需要能够读取到机房所有的设备并可自动控制,做到真正的智能化。尤其在模块化数据中心建设方面,由于云计算的高热密度、虚拟化需求,可变冷量、UPS模块休眠等功能需要更高效的控制,因此模块内的制
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