探索模塊化數據中心之路

數據中心引入模塊化設計,目的也一樣,要實現數據中心業務快速部署、應用靈活,提供標準化接口,主要有三類應用。

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模塊化指的是解決一個復雜問題時,自頂向下逐層把系統劃分成若干模塊的過程。為了應對云計算、虛擬化、集中化、高密化等服務器發展的趨勢,數據中心也引入了模塊化設計理念,最大程度地降低基礎設施對數據中心環境耦合。模塊化的數據中心集成了供配電、制冷、機柜、氣流遏制、綜合布線、動力環境監控等系統,從而提高數據中心整體運營效率,實現快速部署、彈性擴展和綠色節能。模塊化應該是一個很廣泛的概念,可以是每一組機房做一個模塊,也可以是一間機房做一個模塊,甚至一座建筑,只要數據中心的供配電和空調系統能夠標準化、快速部署,能在最短時間內產生效益,就可以歸類為模塊化。

數據中心引入模塊化設計,目的也一樣,要實現數據中心業務快速部署、應用靈活,提供標準化接口,主要有三類應用。一類是集裝箱數據中心,這個模塊化數據中心是將所有的風、火、水、電、布線全在一個標準貨柜內部完成,形成一個可以移動的數據中心,本來集裝箱數據中心主要用于臨時搭建的環境,但正好符合模塊化設計理念,被數據中心引入進來,在一些大型數據中心里有部署。當然,這些雖是集裝箱數據中心,但卻很少移動它。這類數據中心是一個整體,拆卸起來非常麻煩,甚至無法搬移到數據中心機房里去,所以另一類的機房型微模塊數據中心更為普及。它是以若干IT機柜、電源單元、空調末端單元等功能機柜為基本單位,包含了網絡、布線、監控、消防等功能在內的獨立運行單元。所有模塊組件都可在工廠預制,實現了與機房環境解耦,將組件拉到機房后,在現場靈活拆卸組裝,能夠迅速投入使用,微模塊數據中心組裝起來其實就是一個集裝箱數據中心,只不過便于組裝和拆卸,便于在數據中心機房里實施。最后一類就是數據中心艙,數據中心艙是按照通信機房條件和業務需求定制的、由模塊化基礎設施組成的封閉冷(熱)通道IT設備艙,數據中心艙內部包括通信網絡機柜、支架、末端空調、電源、綜合布線、消防/安防、封閉組件及監控管理單元等,儼然就是一個小型數據中心,數據中心艙可提供一個相對獨立、有安全保障的通信設備運行環境,內部有自己的空調和供電系統,有冷熱通風通道。數據中心艙也可在工廠預制,并能在現有機房內進行快速部署,由一個或多個數據中心艙組成的通信機房稱為模塊化數據中心機房。數據中心艙為框架結構,通過架體結構組件、底座與艙內電源、空調、網絡機柜等構件組成封閉空間。

模塊化促成了建筑設施工業標準化,它不再僅限于運輸容器集裝箱的規格大小,可以滿足客戶所要求的任何規格尺寸,只要這些模塊化產品可以被順利地運送到數據中心現場。在某些情況下,包括諸如交換機、服務器和存儲設備等終端用戶設備可以在模塊化工廠提前安裝,以便最終能夠直接將完整的、經過了充分測試的模塊發送交付給數據中心。當模塊抵達后,這些模塊將被固定到位,連接到電源,網絡和額外的冷卻設備,快速運轉起來。這種類似于樂高積木的方法是模塊化構建數據中心的關鍵效果,這種設計在數據中心建設過程中非常有益。很多數據中心的建設都要分為多期建設,采用模塊化的設計使得每期工程之間沒有耦合,省去再次設計規劃的時間,只要參考前期設計實施即可。而且,數據中心每個部門都可以先在工廠預制調試完成,一旦設備進場,只需要簡單組裝,就可以完成部署,快速上線。在數據中心建設的過程中,同步其它基礎設施建設,數據中心建設時間大為縮短。另外,模塊化設計相當于將數據中心分成了若干個獨立的小型數據中心,這樣的架構是彈性的,不同的小型數據中心可以有自己的特點,功率設計也可以不同,進行精細化管理,精細匹配不同IT業務需求??梢猿浞掷觅Y源,避免制冷量和供電單元不匹配,從而導致能耗的浪費。模塊化的設計這樣可以有效提高空調的制冷效率,從而降低PUE,大大降低運營成本。

當然,模塊化數據中心雖然有這么多好處,但這條路并不好走。對于數據中心內部的組件并沒有明確標準,尤其尺寸和功能各有千秋,這往往使得不同廠家的設備無法在一個模塊化設計中共存。如此導致模塊化數據中心的內部設計,都是清一色地采用一家的設備。俗話說術業有專攻,讓做存儲的廠家去做網絡設備,未必做得好,還沒有哪個廠家的產品可以將數據中心里的所有組件都覆蓋,這樣就自家的所有數據中心產品都放入模塊化數據中心中,產品好差均有,影響了整體運行水平。也有一些廠家尋求合作的方式,模塊化設計里面部分是自己的產品,部分是采購合作廠家的產品,組裝成一個模塊化的數據中心;同樣,若均采用模塊化數據中心,則清一色都是一家的產品,這是數據中心不愿意看到的,一般大型的數據中心都喜歡引入至少兩家廠商的設備,即便是同類型號的設備也是如此,就是擔心一家設備出問題,數據中心沒有其它選擇余地,還有就是都采用一家的設備,議價上往往無法掌握到自己手里,這是數據中心所不愿意看到的;數據中心被分割成多個獨立的模塊化單元,相互之間沒有耦合,每個都有自己的內部特點,在管理上也存在難度,每檢查一個模塊單元,都需要開關一次艙門,也不算是一件好事兒。所以,數據中心走模塊化的路,前景是美好的,但過程一定是曲折的。

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