（电气工程专业论文）商业银行绿色数据中心的规划设计.pdf

浙江大学硕士学位论文 提出了基于虚拟化架构的模块化规划方法。 第三章至第六章从l t 设备规划、机房工程规划、系统管理规划、安全管理 规划等四个方面对其具体规划作了系统性研究，并给出了具体的操作方案与操作 流程。 第七章结合商业银行的应用案例，对上述规划方法的实际应用作了分析与 阐述。 第八章对本文的研究工作进行了总结，并对未来的研究方向作了展望。 本文的研究成果为商业银行绿色数据中心的规划提供了系统性的方法与具 体的操作指导，并在基于虚拟化架构的模块化规划方法方面进行了创新性探索， 对于提高大型数据中心的绿色环保性能具有重要的参考价值和实践指导意义。 关键词：数据中心；规划；绿色；环保；节能 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n t a n d p o p u l a r i z a t i o n o fi n f o r m a t i o n s y s t e m a p p l i c a t i o n ，s c a l eo fd a t ac e n t e ri sd e v e l o p i n gr a p i d l y w i t hg l o b a le n e r g yc r i s i s a n dp e o p l e si n c r e a s i n gc o n s c i o u s n e s so f e n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n ，a n d e n e m yt s a v i n g ，i ti sb e i n gr e a l i z e dt h a tt h ei m p a c to fl a r g es c a l ed a t ac e n t e ro n e n v i r o n m e n tc a nn o ta f f o r dt ob ei g n o r e d d a t ac e n t e rp o w e rs h o r t a g e sa n d e l e c t r i c i t yh a sb e c o m ea ne x p e n s i v ei s s u eo fg l o b a l i z a t i o n a c c o r d i n gt o g a r t n e rp r e d i c t st h a tb yt h ee n do f2 0 0 8 ，n e a r l yh a l fo ft h ew o r l d sd a t ac e n t e r s w i l ln o th a v ee n o u g he n e m ya n dc o o l i n gd e v i c e s ，t os u p p o r th i g h d e n s i t y s e r v e r sa n ds t o r a g ed e v i c e s ；b y2 0 11 ，t h ed a t ac e n t e r1 3o ft h eb u d g e tw i l lb e e n v i r o n m e n t a lc o s t s as t a n f o r du n i v e r s i t ys t u d ys h o w st h a tg l o b a le n e r g y c o n s u m p t i o ni nt h ed a t ac e n t e ri nt h ey e a r s2 0 0 0 2 0 0 5d o u b l e db y2 0 10w i l l b ea u g m e n t e db yaf ur t h e r7 5 ，t h es t u d yf o rt h ed e p l o y m e n to fs e r v e r si nt h e u n i t e ds t a t e sa n dc o o l i n gs y s t e m s ，f o re x a m p l e ，t h e s y s t e mi n2 0 0 5 c o n s u m e d4 5b i l l i o nk i l o w a t t so fe l e c t r i c i t y ，e l e c t r i c i t yf o r2 7b i l l i o n t h ee n e r g y c o n s u m p t i o no fs e r v e r sw o r l d w i d ei n2 0 0 6r e a c h e d12 3b i l l i o nk w h ，e l e c t r i c i t y ， e x p e n d i t u r e sr o s et o7 3 b i l l i o nu s d o l l a r s l a r g ed a t ac e n t e rr u n n i n g ，i ti sa l s o p o s s i b l ee l e c t r o m a g n e t i cp o l l u t i o n ，t o x i cg a s e s ，a n d t h e r m a le f f e c t s d e t r i m e n t a lt oh e a l t hs u c ha se n v i r o n m e n t a li s s u e s ，g r e e ne n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o nh a sb e c o m et h ep l a n n i n ga n dd e s i g nm u s tb e c o n s i d e r e da n i m p o r t a n tf a c t o r a tp r e s e n t ，t h ec o m m e r c i a lb a n k sf o rt h eg r e e nd a t ac e n t e rr e s e a r c hi s r e f l e c t e di nt h eu p ss y s t e m ，c o o l i n gs y s t e m s ，r o o ml a y o u t ，s e r v e rs y s t e m s s u c ha s as i n g l ep r o f e s s i o n a l s y s t e mm o n i t o n n g ，d e s i g na n dp r o t e c t i v e m e a s u r e s ，e t c ，t h el a c ko fs y s t e m a t i cp l a n n i n gm e t h o d sa n dt h es p e c i f i c o p e r a t i o np r o c e s s t oa d d r e s st h ea b o v ep r o b l e m s ，t h i sa c c o r d i n gt ot h er e l e v a n tt h e o r y ，a n d t h ea u t h o rm a n yy e a r so fp r a c t i c a le x p e r i e n c e ，c o m b i n e dw i t hi - l i n ei sn o w m 浙江大学硕士学位论文 r u n n i n go nd a t ac e n t e rp r o b l e m sa n ds h o r t c o m i n g s ，f i r s to fa l l c o m m e r c i a l b a n k st h eg r e e nd a t ac e n t e p so v e r a l lp l a n n i n gm e t h o dh a sb e e ns t u d i e d ， a c c o r d i n gt ot h ef u t u r eo f5 10y e a r st h ed e v e l o p m e n tt r e n d so fv i r t u a l i z a t i o n a r c h i t e c t u r eb a s e do nm o d u l a rp l a n n i n gm e t h o d ，g i v e ni t sp l a n n i n go b j e c t i v e s ， p r i n c i p l e s ，f r a m e w o r ka n ds p e c i f i cs t e p s t h e n ，f r o mt h ei te q u i p m e n t ， p l a n n i n g ，r o o mp r o j e c tp l a n n i n g ，s y s t e mm a n a g e m e n tp l a n n i n g ，d a t as e c u r i t y m a n a g e m e n ti n f o ura s p e c t ss u c ha ss p e c i f i cp l a n sf o ri t sd e t a il e da n a l y s i s a n di n d e p t hr e s e a r c h ，d e s i g n ，o p e r a t i o no ft h ec o r r e s p o n d i n gp r o g r a m sa n d o p e r a t i o n a lp r o c e s s e s ，c o m b i n e dw i t hc o m m e r c i a lb a n k sd a t ac e n t e rw a s i n - d e p t ha n a l y s i sa n de l a b o r a t i o n m a i nc o n t e n t so ft h i sa r t i c l ea n dt h ep a p e ri ss t r u c t u r e da sf o l l o w s ： c h a p t e ri i n t r o d u c t i o ns e c t i o n ，m a i n l ye x p o u n d st h em e a n i n go ft h eg r e e n d a t ac e n t e rp l a n n i n g ，d o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ts t a t u s a n dt h ec o n t e n ta n df r a m e w o r ko ft h i sr e s e a r c h c h a p t e rii o ft h eg r e e nd a t ac e n t e r ，t h eb a s i cc o n c e p t s ，d e v e l o p m e n t t r e n d sa n dt h e i ro v e r a l lp l a nt oc o n d u c tas t u d ya n ds u b m i tav i r t u a l i z a t i o n a r c h i t e c t u r eb a s e do nm o d u l a rp l a n n i n gm e t h o d s c h a p t e r 川t ov if r o mt h ei te q u i p m e n t ，p l a n n i n g ，r o o mp r o j e c tp l a n n i n g ， s y s t e m sm a n a g e m e n tp l a n n i n g ，s e c u r i t ym a n a g e m e n ta n dp l a n n i n gi n f o u r a r e a sw a sas y s t e m a t i cs t u d yo ft h e i rs p e c i f i cp l a n sa n dg i v e sad e t a i l e da c t i o n p r o g r a m sa n do p e r a t i o n a lp r o c e s s e s c h a p t e rv i io ft h ec o m b i n a t i o no ft h ea p p l i c a t i o no fc o m m e r c i a lb a n k si n c a s eo ft h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no ft h e s ep l a n n i n gm e t h o d sa r ea n a l y z e da n d e x p l a i n e d c h a p t e rv i i i o ft h i sr e s e a r c ha r es u m m a r i z e d ，a n df u t u r er e s e a r c h d i r e c t i o n sw e r ea l s oe x p e c t e d t h i sr e s e a r c hr e s u l t sf o rc o m m e r c i a lb a n k st h eg r e e nd a t ac e n t e r p l a n n i n gp r o v i d e sas y s t e m a t i ca p p r o a c ha n ds p e c i f i co p e r a t i o n a lg u i d a n c e a n df r a m e w o r kb a s e do nv i r t u a l i z a t i o nm o d u l a rp l a n n i n ga p p m a c ha d o p t e db y i n n o v a t i v e e x p l o r a t i o n o f l a r g e d a t ac e n t e r sf o r i m p r o v i n g t h e g r e e n 浙江大学硕士学位论文 p e r f o r m a n c eh a si m p o r t a n tr e f e r e n c ev a l u ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ：d a t ac e n t e r ；p l a n n i n g ；g r e e n ；e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n ；e n e r g y s a v i n g v 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸至三蠢堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 虢磷茧期：砂即日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝江盘鲎 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 黜躲号嘭彭 签字日期：矽夕年f ，月心日 导师签 婵嗍：呵和堋细 致谢 在本论文完成之际，我要向所有帮助过我的人表示衷心感谢。 这篇论文从选题到最终成稿的整个过程中都得到了导师吴国忠教授的悉心 指导和帮助。吴老师渊博的知识，严谨的治学态度，谦恭的学者风范令我折服并 受益颇多。虽然他平时工作繁忙，但仍然通过课余的其他时间给我在学术研究、 工作交流、论文写作等方面给予指点。特别是写论文这段时间，他不时的从文章 结构、理论研究、整体思路、甚至用词角度为我提供细心的指导。同时，使我的 综合素质有了长足的长进，这些都会让我受益终身。在此，我向吴老师表示衷心 的感谢! 感谢电气学院0 3 级工程硕士班的全体同学，为我在浙大的研究生学习的时 间留下了最美好的回忆。 最后，要感谢我的家人、同学和朋友，在我的求学过程中，他们给了我许 多的鼓励和支持，使我能顺利完成学业。 谭惠 2 0 0 9 年10 月2 2 日 浙江大学硕士学位论文绪论 1 绪论 1 1 选题原因 1 1 1 能源危机 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以信息化带动工业化、以工 业化促进信息化，对提高企业竞争力至关重要。随着网络技术、通信技术和计算 机技术的发展，数据中心在企业中逐渐处于核心地位，数据中心的建设代表了企 业信息化的方向，并成为一股国际潮流，将促进企业核心竞争力的提高。随着企 业数据中心的飞速发展，数据中心的能耗问题，逐渐凸显，根据e p a 的统计， 数据中心的能源支出每五年将增长一倍。美国制热，制冷和空调工程师协会 ( a m e r i c a ns o c i e t yo fh e a t i n g ，r e f r i g e r a t i n ga n da i r c o n d i t i o n i n ge n g i n e e r s ) 预测 技术密集度在这十年内将增长2 0 倍。由于数据中心约6 0 g 哥资产支出和5 0 的 运营成本都与能源有关，因此设计、建造并启用高能效的数据中心已成为企业的 一项重要工作1 7 】。 “北京网通的皂君庙机房，就因为供电不足的问题，不仅无法扩容，而且 出租机架的绝大部分收入都用来付了电费。”北京网通数据中心檀君普直言不讳 地对记者说：“北京绝大部分机房的供电都不足。”在数据中心建设方兴未艾的中 国，这绝非偶然现象。在本次调查中，仅3 1 的被访企业明确表示“没有容量不 足的问题”。事实上，数据中心电力不足和电费高昂已经成为全球化的问题】。 据g a r t n e r 预测，至2 0 0 8 年年底，全球近一半的数据中心将无法拥有足够 的能源和冷却装置，用以支持高密度的服务器和存储设备；而到2 0 1 1 年，数据中 心1 3 以上的预算将是环境成本【1 7 1 。 斯坦福大学的一项研究也显示，全球数据中心的能耗在2 0 0 0 - 2 0 0 5 年间翻 了一番，到2 0 10 年将再增7 5 。该研究以部署在美国的服务器和冷却系统为例， 该系统在2 0 0 5 年消耗4 5 0 亿k w h 的电力，电费为2 7 亿美元。而2 0 0 6 年全球 服务器的能耗达到1 2 3 0 亿k w h ，电费支出上升至7 3 亿美元。 英国政府环境调查报告中提到，到2 0 2 0 年，办公设备能耗占全社会总能耗 3 0 ，其中6 5 来自i t 设备。 美国环保局在2 0 0 7 年8 月份发布的一份研究报告提到，在2 0 0 6 年，美国 的服务器和数据中心消耗了大约6 1 0 亿度电，占美国总耗电量的1 5 ，总电费 浙江大学硕士学位论文绪论 大约达到4 5 亿美元。这一数字已经超过了整个美国彩色电视机消耗的电力，相 当于5 8 0 万美国家庭的耗电量。 “为什么大气层会有一个洞呢? 主要是因为地球上的数据中心太多了。”这 是m m 公司一位领导在一个公开场合说的一句“耸人听闻”的话。但如果我们 看到最近各大研究机构所发布的让人感到触目惊心的数据，我们会发现，这句话 并不是一句简单的戏言。1 1 7 1 来自英国科研机构的数据显示，为了维持全球电脑的正常运转，人类每年 向大气层排放大约3 5 0 0 万吨废气，电脑对环境的影响已经超过航空业。原本代 表新技术、新生产力的r r 行业，正在成为环保人士讨伐的对象。 在中国，随着数据中心建设新一轮热潮的兴起，电力供应、散热、运营成 本对企业数据中心的影响日益扩大，日益攀升的能源成本正在成为企业的巨大负 担。据i d c 数据，中国现在服务器保有量是1 8 2 万台，销售额为2 7 7 亿美元， 2 0 0 6 年电力成本大约8 2 8 亿美元，电力成本已经占到了销售额的3 0 。一方面 是r r 产业应承担的环境责任，一方面是高能耗带来的高成本，在这样的双重压 力下，绿色r r 行动变得刻不容缓口1 1 。 另一方面，随着人们对环境保护意识的提高，数据中心巨大能耗产生的环 保问题也开始已经成为人们关注的重点。大量服务器所消耗的不仅仅是电力，产 生这些电力的能源消耗带来的环境污染也令人担忧。这些污染物将会对城市环境 造成严重的破坏，而弥补这些破坏则需要付出巨大的人力和资金成本。 根据d a t ac e n t e ru s e r sg r o u p 的调查，信息技术及通讯业研究权威g a r t n e r ： 的数据报告，全球二氧化碳排放量其中多达2 来自信息科技及通讯活动。能源 危机、全球气候变暖等等严重的环境问题已经让人们逐渐意识到：更快的经济增 长，不能也不应该以牺牲环境为代价。 1 1 2 绿色数据中心的提出 以“保护地球、环境及其各种生物的安全及持续性发展，并以行动做出积极 的改变”的绿色运动波及全球范围的各个领域。建筑领域和r r 领域也逐渐形成 了绿色建筑和绿色的概念。而数据中心就其特征而言，是紧密关联建筑和这两大 领域的。 国际上对绿色数据中心的定义为使数据中心中的机械、照明、电气和系统等， 2 浙江大学硕士学位论文绪论 取得最大的能源效率和最小的环境影响。在现行的行业中通常是以狭义绿色数据 中心范畴为讨论对象主要的关注点集中于玎设备与基础设施的能效上。 在我国政府的“十一五”规划绿色数据中心的规划研究里已明确提出了节 能降耗目标，并作为约束性指标。绿色数据中心作为下一代数据中心建设的主要 核心理念之一，在国内外正受到行业内越来越多的关注与反响。 1 1 3 论文解决的问题 商业银行数据中心作为银行的重要心脏，它的合理规划和建设影响巨大， 如何对原有的老数据中心的升级和改造中，如何借助r r 方案商为其提供最佳的 优化升级集成方案；另一方面，对于新建的数据中心，如何在性能、安全、节能、 环保、成本等多方面都能做到最优化的完整的解决方案。本文将就商业建设绿色 数据中心的规划进行研究，并提出商业银行绿色数据中心的规划设计方案及图 纸。 1 2 绿色数据中心国内外技术现状与发展趋势 2 0 0 5 年建于美国马里兰州厄巴纳的联邦国民抵押贷款协会厄巴纳技术中心 是第一个得到国际公认的绿色数据中心，该大楼建筑面积2 3 0 0 0 m 2 ，其中有一半 的面积为数据中心。该建筑获得了美国绿色建筑委员会颁发的能源与环境设计先 导l e e d 认证。 虽然世界上第一个绿色数据中心的建成至今才三年但绿色数据中心的理念 正在被广泛的传播和被越来越多的接受。在这过程中国际上的一些机构组织、产 品厂商和行业媒体起到了极大的推动作用。比较有影响的如： 1 美国环境保护局：在2 0 0 7 年8 月2 日美国环境保护署能量之星计划，发 布了向国会提交的关于服务器和数据中心能量效率报告。该报告中评价了目 前至年度美国在数据中心和服务器的能源使用和能耗费用的现状和趋势。报告中 概述了提高能量效率的已有的和可能的机会为联邦政府提供了关于数据中心和 服务器费用的详细信息以及通过改进的效率、降低费用的机会。同时建议国家通 过利用信息和奖励计划广泛地推动能源效率活动，并颁布“能源之星4 0 ”标准。 2 绿色网络组织：是一个为促进和提高数据中心的能量效率、构建计算生 态系统的非赢利联盟组织。该组织曾经发布了多篇研究报告和技术白皮书。其中 浙江大学硕士学位论文 绪论 具有较大影响力的有数据中心电能效率的衡量方法和：p u e 和d c e ) ) ，定义了 电能使用效率( p u e ) 为数据中心基础设施的电能总量与r r 设备的电能总量的 比值，数据中心能效( d c e ) 为数据中心的r r 设备的电能总量与基础设施的电能 总量的比值，从而量化表征了数据中心能效，为能效评估提供了可比较的依据 ( p u e 为1 3 至3 0 ) 。报告也同时指出了目前大部分数据中心的能耗只有3 0 是用在r r 设备方面，其余的被基础设施等耗费掉。 3 正常运行时研究机构：是一个提供数据中心的分类等级标准、基准测试 标准探讨，最佳实践进行培训指导的非赢利联盟组织，曾经发布了多篇研究报告 和技术白皮书。其中，具有较大影响力的有数据处理计算机系统电信设备2 0 0 5 至2 0 1 0 年的热密度趋势报告，通过对历史数据统计归类，揭示了数据中心中r r 设备热密度的现状以及快速的增长趋势。从而在数据中心中，在单位面积上r r 性能提高的同时也引起了单位面积上功耗量和制冷量的提高。热密度是指单位面 积上的设备发热量。 数据中心的能耗问题受到了越来越多的关注，人们展开数据中心绿色节能 方案的研究，开始从各个方向提出绿色数据中心的方案。 2 0 0 7 年6 月1 3 日，一个新的行业联盟“拯救气候计算机行业共同体”成立 了。戴尔、英特尔、g o o g l e 、美国电子数据系统公司、美国环保总署、h p 、i b m 、 联想、微软和世界自然基金会都是这个共同体的成员。“拯救气候计算机行业联 盟”的作用是促进台式机、笔记本电脑和服务器进一步节省能源，减少温室气体 排放。另外绿色电网组织也在寻求全球范围内降低总体电力消耗。 在国外有多家权威性的机构已投入相当多的人力和物力资源来对数据中心 机房的能耗的结构与组成进行过较为详尽的调研和分析。其中包括r p a ( 国会环 保署) 、a f c o m ( 数据中心工业协会) 、a s h r a e ( 制定空调标准的机构) 、u s g r e e n b u i l d i n gc o u n c i l ( 绿色建筑协会) 、i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n d u s t r yc o u n c i l ( 信息技 术工业协会) 、 g r e e ng r i d ( 为数据中心确立标准及最佳运行实践) 、 u p t i m e i n s t i t u t e ( 可用性研究协会) 、e y p 、m m 、h p 、d e l l 公司等。 s u n 公司提出循序渐进的实施绿色数据中心。首先整合系统硬件，将数据 中心的服务器升级至多核心和多线程的芯片，利用虚拟化技术来整合整体服务 器，使服务器的数量得以整合，减少数量。然后从整体数据中心的建置着手，让 4 浙江大学硕士学位论文 绪论 机架的摆放更为密集，以节省空间成本。 惠普提出适应性i t 基础设施( a d a p t i v ei n f r a s t r u c t u r e ) 解决方案，通过六大 关键技术创新一从r r 系统与服务、电源与散热、管理，到安全性、虚拟化，自 动化帮助用户实现下一代数据中心。 d m 公司启动“绿色创新工程”，提供五大能效服务，数据中心能源消耗评 估服务，模块化数据中心服务，存储制冷解决方案，气流分析布线优化服务，绿 色智能楼宇。并以刀片服务器， s y s t e mp o w e r ，虚拟化技术，p o w e re x e c u t i v e 技术，后门热交换器作为五大技术支撑。 蒙克在寻找绿色数据中心的原点中指出机房设施的节能是数据中心建 设的原点，提出了机房设计及设施中影响节能的关键因素为：1 、机房不应在应 金玉其外；2 、气流组织学问大；3 、新型空调好处多；4 、巧用u p s 和机房监控 设施。 2 2 】 刘余辉对数据中心节能规划中指出节能的关键在于节能规划，并从明确需 求、优化冷却方案、硬件设施、软件环境几方面详细阐述机房的节能规划。【2 ” 傅东辉和吴晓平对于普通u p s 电池的冲放电的能耗分析，比较了采用a b m 技术对u p s 电池的节能效果。【4 3 】 刘军通过对比u p s 的串联冗余方式，传统并联冗余方式和模块化并联冗余 方式，提出u p s 模块化冗余并联供电方式能够在保证冗余供电的同时，并能随 规模扩大而逐渐增加u p s 供电容量。 王力坚对目前采用的双机双母线u p s 冗余方案的能耗分析，提出了模块化 冗余并联u p s 能够随系统的增长而相应扩容，从而带来了很大的节能效果。悯 武毅通过分析u p s 在使用中对电网及环境造成的污染，比较几种提高功率 因素降低谐波电流的措施，对绿色u p s 的影响。 o m a r m a i r a b g h i 等针对建筑空调的节能问题提出了一些方法，其中提到 利用室外自然能源来节能的观点。 s h e n g w e iw a n g 等对目前巨大的空调能耗问题，指出了可以充分利用室外 新风来提高能源效率，并同时可以提高室内空气品质。 m k o l o k o t r o n i 等指出应该充分利用自然通风来解决室内空气品质和热舒适 问题，以减少能量的消耗，并提出了利用自然通风的方法。 浙江大学硕士学位论文绪论 h y u n j a ec h a n g 等提出了用自然通风和人工制冷相结合的新型系统来解决 室内热环境问题，可以减少能量的消耗，并提出了系统的控制方法和策略。 c r i s t i a ng h i a u s 指出在建筑设计初级阶段的策划对能源需求和利用效率有 着很大影响，应根据当地的气候条件充分考虑使用自然能源，利用自然通风制冷 减少空调能耗的可行性，并提出了相应方法。 r r s c h m i d t ，e e c r u z 和m k i y e n g a r 根据目前数据中心的散热方面的问题， 提出了对热量进行管理的有效方法。 k a i l a s hc k a r k i 和s u h a sv p a t a n k a ：通过对数据中心的气流组织的研究， 提出抬高静电地板的高度可改善气流组织，增强制冷效率。 钱康根据现有建筑空调存在的能耗浪费现象，从几个方面论述了应采取的 节能措施，并指出合理利用自然能源对减少空调系统能耗有很大的潜力。【1 7 1 黄楷、钱杰提出了以绿色建筑为基础的“广义绿色数据中心”和以绿色 及其范围的延伸为基础的“狭义绿色数据中心静的概念，指出“取得最大的 能源效率和最小的环境影响”是绿色数据中心的基本特征。提出了绿色数据中 心的实现涉及技术实现和产品实现，包含了从器件、设备、设施、软件、场地、 建筑、环境、管理等诸多方面。【2 5 1 李刚指出虚拟化技术为银行数据中心发展的新动力，并从旧应用软件的使 用、公共培训环境的部署、隔离应用的执行环境、项目开发测试、信息系统灾难 恢复、服务器虚拟化技术的几方面虚拟化技术的运用。 吴涛对主机级存储虚拟化、设备级存储虚拟化和网络级存储虚拟化的研究， 并比较分析几种存储虚拟化的应用场合。 尹贞勤对于程控交换机房的空调设计，提出新风供给方式，并在冬季利用 室外新风作为冷源，以利节能。 陈育伟对于在寒冷地区的程控机房，对利用自然冷源空调节能进行了探讨， 并分析比较了几种不同的白然冷源空调节能情况及具体参数。 孙星对虚拟机及实时迁移技术的研究，提出了虚拟机技术对企业级应用的 可行性和可用性。 陈瑜对新一带金融数据中心的建设，提出了数据中心r r 技术体系、安防体 系和管理体系、节能环保四方面对银行新一带数据中心建设的规划。 浙江大学硕士学位论文绪论 赵文江、李崇辉和关志伟的数据中心机房高负载密度机柜制冷技术探讨 指出当单个机柜( 服务器) 的热负荷接近或超过3 k w 时，无论机房空调单元 ( c r a c ，c o m p u t e rr o o ma i rc o n d i t i o n i n g ) f 均数量、容量及地板深度如何，在采 用高架地板冷却分配管道和地板下冷却c r a c 的传统数据中心，都不大可能对 任何机架提供大于3 k w 的冷却能力。就数据中心机房服务器机柜局部过热、高 负载密度制冷解决方案等进行技术探讨，通过充分利用先进的制冷技术，对新建 或改造的数据中心机房进行合理规划、布局，数据中心能耗评估指标可以达到 1 3 1 6 ，为机房的新建和改造提供一些参考。 牛海彬的虚拟机和虚拟服务器的管理，就h y p e r - v 和v m w a r e 两款软件 在虚拟服务器进行对比。 朱伟的数据中心机房环境监控系统的研究和应用中指出数据中心机房作 为整个银行业务系统的核心区域。机房内设备众多，互相协调性高，必须建立一套 完善的环境监控系统，对机房内设备运行环境和机电设备的运行状况进行严密 监测，对各种故障的报警情况和可能的设备早期预警状况做出及时报警，予以相 应处理，使事故消除在萌芽状态。 数据中心机房建设是一个由多个专业组成的系统工程，包括了智能建设工 程的各个专业，包括：电气系统；屏蔽系统；接地及防雷系统；安全防范系统；空调通 风系统；火灾自动报警及自动灭火系统；装饰系统；综合布线系统；大屏幕显示系 统；k v m 系统；设备及环境监控系统；多媒体会议系统；总控中心系统等。还包括了 计算机硬件( 服务器、存储设备和网络设备等) 及计算机软件应用，系统管理各方 面。 1 3 论文研究的内容、目标 银行绿色数据中心的规划目标是以建设一个节能的绿色数据中心为目标， 基于虚拟化架构的，模块化设计的、绿色节能的商业银行数据中心。 本人从事商业银行的弱电建设工作，在工作的过程中积累了大量的关于商 业银行机房及数据中心建设的宝贵经验，因本行要新建大型数据中心，通过对相 关理论研究与别的商业银行的考察及相关案例分析，结合我行数据中心的现状， 提出银行绿色数据中心将是基于虚拟化架构的、模块化的绿色节能数据中心。从 浙江大学硕士学位论文 绪论 商业银行的( 1 ) 数据中心的1 1 r 设备的规划研究；( 2 ) 数据中心的机房工程的规 划研究；( 3 ) 数据中心的系统管理规划研究；( 4 ) 网络物理层管理及安全管理规 划研究；几个方面来阐述如何建立一个绿色数据中心，并对建设绿色数据中心的 各个部分进行详细分析，完成了商业银行绿色数据中心的建设详细规划设计方案 及设计图纸。 1 4 论文的研究框架 论文的研究内容如下： ( 1 ) 绪论 本章主要分析选题的意义，国内外数据中心的现状，研究发展现状，以及 研究框架。 ( 2 ) 绿色数据中心的总体规划 本章主要分析银行绿色数据中心的基本概念和发展趋势，以及银行绿色数 据中心的规划目标、原则和步骤。 ( 3 ) 绿色数据中心规划的1 1 r 设备规划 本章具体讨论银行绿色数据中心的r r 设备的节能规划，从服务器，虚拟化 的应用及存储设备和网络设备的节能规划，给出了商业银行建设绿色数据中心的 以虚拟化为基础架构，以模块化的方式来规划配置设备的规划方案。 ( 4 ) 绿色数据中心的机房工程规划 本章主要具体分析银行绿色数据中心的机房工程部分的规划，以模块化方 式规划机房工程，分析机房工程的装饰和装修，机房的制冷系统，u p s 及电源和 照明系统、综合布线系统、消防报警系统、安防监控系统等各部分的模块化的节 能规划。 ( 5 ) 绿色数据中心管理系统规划 本章具体讨论银行绿色数据中心的系统管理规划，对于一个基于虚拟化架 构的模块化规划的绿色数据中心的管理。 ( 6 ) 网络物理层管理及安全管理规划研究 本章针对银行数据中心重要的链路和关键应用系统进行网络物理层管理及 安全管理的设计，以满足用户对内网保密网和重要应用对于信息安全链路安全 浙江大学硕士学位论文绪论 及管理维护的需要。 ( 7 ) 商业银行绿色数据中心应用案例 结合前面的分析，来讨论一个具体商业银行的绿色数据中心的规划案例。 ( 8 ) 结论和展望 分析其他的最新绿色节能技术，以及对银行绿色数据中心将来的发展趋势 展望。 9 浙江大学硕士学位论文银行绿色数据中心的发展趋势与总体规划 2 银行绿色数据中心的发展趋势与总体规划 本章主要阐述了数据中心的基本概念与发展趋势，提出了绿色数据中心的 定义。根据绿色数据中心的定义，提出银行绿色数据中心的规划目标与原则，并 以此指定银行绿色数据中心的规划框架，最后订立相应的规划设计步骤。 2 1 基本概念与发展趋势 数据中心是一个聚集了大量服务器、存储设备、网络设备等设备的场所， 是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程 等的有机组合。 从数据中心的发展趋势来看，全球数据中心将会有四大主流趋势删： 趋势一：快速增长。现在的企业对计算能力的需求越来越大，服务器和存 储的数量也将会越来越大。服务器和存储的高速增长，对1 1 r 部门造成越来越大 的压力，同时也给数据中心在环境控制、电源与制冷、空间管理等方面造成了更 大的压力。 趋势- - ：系统整合。由于现在r r 成本越来越高，复杂性越来越大，资源利 用率过低等各种原因，为了使数据便于备份、保护和控制，并符合法律法规的要 求，目前数据中心将会尝试将i t 资源进行整合和集中，整合以后也会带来管理 和维护上的便利。 趋势三：高可用性。业务连续性的要求，数据的重要性，对企业1 1 r 系统的 高可用性己经提升到很高的级别。越来越多的企业将通过重新利用现有数据中 心，或构建新设施整合现有数据中心的方式，来建立辅助数据中心，以便获得灾 难恢复能力，保证业务连续性。 趋势四：运作效率。多数公司均致力于提高数据中心的管理和运作效率， 以削减成本、提高效率，使1 1 r 支出与业务需求和服务要求更加协调一致。 从数据中心的快速增长趋势来看，将来数据中心的r r 设备数量将会越来越 多，能耗也将会越来越大。但是如果数据中心如果在开始规划的时候，就对以后 的u p s 电源和制冷系统等一步到位实施，这样在很长时间里将会有很多的能耗 是白白消耗的，这样不能达到节能的效果。如果数据中心规划设计时可以考虑到 1 0 浙江大学硕士学位论文银行绿色数据中心的发展趋势与总体规划 以模块化方式设计，可以随着数据中心的r r 设备的实际增长，对u p s 电源和制 冷系统也逐渐增加，就可以减少很多的能耗浪费，达到绿色节能效果。 对于数据中心的系统整合发展趋势，就需要用虚拟化技术来规划i t 设备的 构架。通过虚拟化技术，可以把资源利用率低的多台服务器整合到一台服务器上， 从而节省了数据中心的空间，大大减少数据中心的能耗，也带来了管理和维护的 便利。随着数据中心应用虚拟化技术的深化，将来还有可能出现越少的服务器来 支撑数据中心，正常运转的服务器的数量也可能有增减。 对于这样的变化，银行绿色数据中心就需要是一个模块化的，柔性的数据 中心，根据银行业务的发展合理的分阶段启用不同数据中心模块，并能够根据这 些变化，快速调整电源和制冷系统的供给。 对于提供数据中心的运作效率要求，将来的绿色数据中心将需要达到智能 化要求，通过系统管理软件的实施，带来管理的便利。 对于银行数据中心的高可靠性的要求，从网络物理层管理及及系统安全管 理的设计，以满足用户对内n 保密网和重要应用对于信息安全链路安全及管理 维护的需要。 银行绿色数据中心的建设是一个全面的、整体的过程，要取得好的节能效 果，需要把“绿色”贯彻到数据中心的规划、建设、维护的整个过程中，每个环 节都不能忽视。本文将围绕虚拟化架构，模块化来规划设计一个绿色节能的绿色 数据中心。 2 2 商业银行绿色数据中心规划的目标与原则 2 2 1 商业银行绿色数据中心的目标 商业银行绿色数据中心的规划目标将是以建设一个绿色节能的绿色数据中 心为目标，将是一个基于虚拟化架构的，模块化设计的、绿色节能的数据中心。 基于这个目标，在规划绿色数据中心时，将会以虚拟化技术来设计服务器的架构， 将多台资源利用率低的服务器整合到一台服务器上，减少服务器数量，达到系统 整合目的，带来系统管理和维护的便利，降低数据中心的能耗。 模块化设计主要为满足当前的最合适的规模，不过度设计，浪费能耗，并 浙江大学硕士学位论文银行绿色数据中心的发展趋势与总体规划 能以模块化方式增加来满足将来的增长需求。 在规划中要考虑节能规划，对机房建设，气流组织，制冷系统规划及u p s 电源规划等尽量考虑节能设计，达到绿色节能效果。 2 2 2 商业银行绿色数据中心的规划原则 ( i )系统的可扩展性 商业银行数据中心机房采用的模块化设计思想，必须支持未来5 1 0 年的银 行业务增长的需要，为了满足数据中心业务发展需求，机房环境系统的设计必须 满足供配电、综合布线、机房空间、承重、空调等方面的模块化的扩充要求。 ( 2 )系统的高可用性 业务连续性的要求，数据的重要性，商业银行1 1 r 系统需要提供高可用性， 并能够提供7 * 2 4 小时不间断服务，要求应用系统需要高可用性，而且机房工程 的配电系统、u p s 系统、制冷系统、综合布线等机房系统都需要能够支持高可用 性要求。 ( 3 )绿色环保节能设计 设计采用环保材料，并以绿色节能为标准，在各个环节设计中尽量考虑绿 色节能的设计方案，降低能耗p u e 值，达到绿色节能目标。 ( 4 )系统的可管理性 由于数据中心具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会 日亦繁重。所以在商业银行数据中心设计中采用一个集成的、全面的、完善的机 房监控和系统管理，系统要求具有智能化，可管理的功能，实现先进的集中管理 监控，实时监控、监测整个电脑机房的运行状况，实时多种报警方式，简化机房 管理人员的维护工作，