机房建设与虚拟化基础架构.ppt

机房建设与虚拟化基础架构,18 June 2019,机房建设内容介绍,机房的级别划分,GB50174-2008电子信息系统机房设计规范 机房也分级别的，A、B、C级，A级为最高； 基本上银行系统的机房多按A级标准做， 政府部门及企业根据客户要求按照B级来设计 事业单位及教育部门可根据C级设计,机房建设七个子系统内容介绍,机房建设架构图,机房建设,装修,电气,门禁监控,综合布线,消防,空调新风,地板、墙面、吊顶、中控等,电缆铺设、UPS安装、配电设备安装,空调系统、新风系统、排烟系统、相关管道铺设,消防报警、消防联动、消防区域设置、设备安装等,所有区域内的综合布线系统,监控系统、门机系统、环境监控系统等,防雷接地,防雷接地、防静电,装饰系统工程,机房装饰分墙、顶、地、隔断四部分；机房的选材从防火、防静电等方面考虑； 1、墙：一般选材为彩钢板（金属石膏复合板）、铝塑板（防火石膏板面贴铝塑板）、刷漆等（主要用于监控室等辅助区域）； 2、顶：一般都选择微孔铝合金天花，铝合金天花分两种，一是方板（600x600，防静电效果最好），一是条形板，根据客户喜欢，现在稍微上点规模的机房都选择无吊顶，因为方便上走线等； 3、地：架空地板，即防静电地板，防静电地板根据档次不同，分全钢的（常用）、复合的（南方易变型）、硫酸钙（最高档）的等； 4、隔断：玻璃隔断、轻钢龙骨石膏板隔断两种；玻璃隔断根据防火分区的不同分为防火玻璃和钢化玻璃隔断；轻钢龙骨石膏板隔断分单层单面石膏板和双层双面石膏板隔断，也是根据防护分区不一样来划分的（机房温度保持在2225度）；,4.3,配电线路结构,市电三相配电系统,UPS,市电,主设备,辅助应急,动力用电,辅助用电,计算机主机,外设,终端,门禁,应急照明,应急插座,空调系统,消防系统,感性办公设备,辅助插座,维修插座,网络,运行保障系统,(四)机房基础系统介绍,机房配电系统,4.2,雷击介绍,(四)机房基础系统介绍,机房防雷接地,5.2 无管网（柜式）七氟丙烷气体灭火系统，是轻便可移动式自动探测火灾、自动报警、自动灭火的现代化消防设备，其灭火效能高，灭火速度快、毒性低、对设备无污损，灭火装置性能优良，其控制部分可与消防控制中心相衔接。,机房气体灭火介绍,(四)机房基础系统介绍,机房消防,(四)机房基础系统介绍,机房空调系统,每个机架的制 冷量可能达到 1015KW,18 June 2019,机房设计规划分析,机房容量需求分析,18 June 2019,基于IT设备的规划,设计思路：由机柜到机房 机房容量：由机柜容量决定 配电( KVA ) 制冷( KW ) 空间( RU/Rack ) 重量( Kg ),IT设备负荷数据 机柜容量分析 机房容量分析,机房设计规划,数据中心机房分级标准 (Tier Level),18 June 2019,Source: Tier Classifications Define Site Infrastructure Performance, W. Pitt Turner, The Uptime Institute, 2008, 一级：单路径的电源和散热分配，无冗余组件，99.671%的可用性。 二级：单路径的电源和散热分配，冗余组件，99.741%的可用性。 三级：多个电源和散热分配路径，只有单路工作，冗余组件，可同时维护，99.982%的可用性。 四级：多个工作状态电源和散热分配路径，组件冗余，容错，99.995%的可用性。,机房总能耗：100% 机房空调：45% 计算机设备：30% UPS 电源：18% 其它：7%,机房总能耗,13,处于十字路口的数据中心,ISS-1 HP Restricted,14,数据中心的电力消耗在过去10年增长了5倍 一台1U服务器的使用成本高达采购成本的2倍，并且还在继续增加 能源价格飙升导致更加困难的局面 用于空调冷却的的电力等于或超过了计算用的电力,不断扩大的IT需求和能源效率之间的尖锐矛盾,Source: Belady, C., “In the Data Center, Power and Cooling Costs More than IT Equipment it Supports”, Electronics Cooling Magazine (Feb 2007) IT & cooling power & electricity cost of $0.1/kW-hr,2019年6月18日星期二,当前的数据中心环境,数据中心挑战 电源、散热和空间容量限制了IT的发展 扩展受制于数据中心构建时间 需要更高的能效 能耗成本不断增加 传统的数据中心不能实现密度最大化 资本压力不断上升 预计容量将不断增加 按需购买有助于延缓资本支出,当前数据中心状态,Gartner 超过70%的全球1000企业都将在今后5年内对数据中心的设备进行更新与扩展 美国拥有最多的大型数据中心 IDC 评估了 7,000 个企业数据中心 (25k sq. ft.) 大部分都在刀片出现之前设计(7年以上) 按 35 - 70 W/sqft 设计(当前需求150-200 W/sqft - Gartner) 数据中心挑战(IDC) 电源/散热 可用性/冗余/灾备 空间受限,18 June 2019,Tier Level (Weighted Average),Tier 1,Tier 2,Tier 3,Tier 4,Unsure,Source: Key Findings from Datacenter Dynamics shows in 8 cities in 2008,Source: Marsan, Carolyn Duffy, Data center power: the cost reality, NetworkWorld, Feb. 18th, 2008,Power Usage in the Datacenter,静态智能散热 Static Smart Cooling,Adds another 15% improvement in efficiency,优化计算资源的布局 优化冷却资源的配置 对制冷基础设施的实时控制 机架制冷控制,18,DSC动态智能散热： 适应性基础设施的关键支持因素,机架进气口热量传感器,VFD风扇转速控制器,水温控制阀,DSC管理服务器 传感器网络/数据仓库 系统状态评估 散热系统控制,传感器和控制网络,可调整功率的CRAC设备,冷却水供应循环,数据中心电源和散热管理解决方案， 所有空气调节系统或机房均实行统一的管理（包括数据中心和通信设备） 使用SIM和OV，实现可改造的绿色数据中心 广泛的机架级热感应网格，带有机房级分区能力 动态管理CRAC，大大节约能源,19,4/1/2008,HP Confidential,HP 集装箱式数据中心举例,ROI,管控,密度,成本,部署,可靠性,Power,Compute,Storage,Efficiency,Capex + Opex x time,Capex + Opex x time,UIPS,AFR,Provisioning,Remote visibility,Remote control,Geographic reach,Time to deploy,Are these the right measures? How do you prioritize them?,2019年6月18日星期二,40英尺集装箱的布局,进入冷过道的人行门,进入后服务区的4组双开门。,支持3条400A电源总线线路。,支持12组耐用换热器。,鼓风机风扇,拉箱,机房面板,风扇控制面板,加湿器,业务流程管理（BPMS）面板,火警面板,烟箱,紧急断电（EPO）面板,火警拉线开关,火警拉线开关,三相电源分线箱（3个）,BMS（楼宇管理系统）面板,空载POD内部视图,18 June 2019,4x or 6x 225A 三相电源,电源, FC, BMS 接入线路,火警侦测与报警线路,冷通道门,HP MCS提供高效的换热器（HEX）,HP MCS提供高效的变速鼓风机,36英寸冷通道，可在超过90F的温度中运行,冷过道外部的设施管理,标准50U机架,可通过集装箱门从后部访问热过道,2019年6月18日星期二,总体拥有成本对比 POD与新建数据中心,POD优势 占地空间节省约6倍 散热功耗减少60%以上 总功耗降低25以上 资本支出减少35%以上 年运营支出减少60%以上,18 June 2019,虚拟化基础架构需求,传统的数据中心,烟囱式架构 异构的技术 多种操作系统平台 支撑高峰时的容量 被动的响应式管理,庞大的应用体系 静态地部署 多种软件组合 点对点集成 独立的应用数据,Mainframe,DAS,Custom Application,Big server,DAS,ERP Application,Sales Application,Cluster,Database,Data Warehouse,NAS/SAN,NAS/SAN,Files,Database,Database,Small server,数据中心的利用率和效率不高,很少的一部分客户开始监控数据中心服务器的利用率，然而，非常少的客户会注意数据中心的效率,* Sample size 45 data centers Source: Uptime Institute,Peak daily utilization (percent),新一代云数据中心概念的提出,整合的,云数据中心可能的问题,27,云环境下需要一个更加强大的分布式数据库解决方案！,整合架构-动态负载管理,烟囱式架构-低效的资源管理,整合的要求 提升服务器的利用水平,5% - 10% (Gartner),60% - 70%,灵活的要求,敏捷地适应应用变化情况 根据负载随需扩展 高弹性，动态伸缩，self service，配置更多的实例 在初始投资成本和获得良好的效率之间作出平衡 实时地获取业务变化，并以此作出响应,高性能的要求,高性能的要求 分布式处理能力,集中处理层,问题：昨天的客户发展量如何？,分布式处理层,汇总、合并结果,Select sum(sales) where Date=24-Sept ,多个服务器并行处理查询请求,构建并发Smart Scan请求,各服务器返回结果,数据复制 完全激活 故障切换到备点,数据的备份和恢复 低成本高性能 数据保护 & 归档,集群技术保证容错和 服务器水平扩展,高可用性的要求,自动存储管理保证容错和 存储水平扩展,保证业务不被中断 - 每个都是可以水平扩展的, 完全激活的, 以数据为中心的,要求达到最高可用性和最低的成本,在线升级 硬件和软件,18 June 2019,虚拟化基础架构实现,信息基础架构,更低的成本 提高利用率，减少管理工作量 减少风险 针对信息丢失提供保护，加强安全以防未经授权的访问 开发价值 用新的方法在业务运营中利用信息的价值,使保护有效而且成本合理 加强关键资产安全 新一代备份解决方案,虚拟化信息基础架构 自动化数据中心运营,利用内容获得竞争优势,加快实现应用程序的业务价值,保护 阵列复制 磁盘备份 重复数据消除 连续数据保护 安全性,虚拟化和自动化 虚拟化 信息管理 资源管理,添加智能 企业内容管理和归档 信息获取 BPM、协作 企业搜索,信息基础架构让信息有更高的价值，使信息的使用更加灵活、高效并能节约成本。,“这是一种改进型体系结构，它不允许公司采用弃旧用新的做法，而是可以与当前的应用程序设计技术共存.信息将不再被锁定在小仓库中，传统的数据所有者 需要 放弃对信息的束缚，越来越多地跨整个企业共享信息。” Gartner 预测：信息基础架构崭露头角,信息基础架构是一套共享的产品、服务和最佳做法，通过它可以存储、保护、优化和利用信息，以便人们可以避免潜在的严重风险、减少与管理信息相关的巨大成本，同时充分挖掘信息的价值以实现业务优势。,Tiered Shared Virtualized Storage,Integrated Mgmt. Solutions (virtual),IT 基础架构演变,2000,2010+,2007,主机系统,存储,管理与自动化,客户端,DAS,Dedicated Servers,Point Mgmt. Solutions,PC,Dedicated Clusters,Virtualized Dedicated Servers,Tiered Shared Virtualized Clusters,Dedicated SANS,Tiered Shared SANS,SAN Virtualization,Integrated Mgmt. Solutions (physical),VDI,Universal Client,2005,Virtual Data Center,Cloud,2009,Basic required security technologies,Advanced data and identity centric protection,Enablement of the enterprise security service bus,Secure technology ecosystem,安全,网络,100M Ethernet,1GB Ethernet,10GB Ethernet,FCOE (CNA),Data Center Ethernet,存储规划 从过去到现在,Databases,Email,App2