IDC高效运营及节能减排建设模式专题研究.doc

IDC高效运营及节能减排建设模式专题研究1 概述11.1 前言11.2 目标11.3 结论12 降低运营成本措施12.1 调研分析12.2 耗能分析12.3 降低空调耗能专题22.4 降低设备耗能专题22.5 政策专题22.5.1 争取电费减免政策22.5.2 SLA的调整22.6 节能规范32.6.1 机房配套节能设计32.6.2 电信设备节能要求32.6.3 客户设备节能要求82.6.4 管理方面的要求83 降低建设成本措施93.1 集中和分散建设模式93.1.1 现状调研93.1.2 两种模式分析93.1.3 两种模式建议93.2 产品等级与建设成本差异分析93.2.1 集团产品规范和国际IA标准差异分析93.2.2 产品等级和建设成本差异分析93.2.3 建议94 提高经济效益措施104.1 建立基于的网络方案104.1.1 调研分析104.1.2 基于客户和市场的104.1.3 基于的建设解决方案104.1.4 管理和考核的调整104.2 营销和宣传114.2.1 总体营销宣传方案114.2.2 个性化套餐设计114.2.3 针对性的宣传策略115 规范制定115.1 投资、成本、效益三者综合的指标体系115.2 各地IDC业务发展的初步建议111 概述1.1 前言1.2 目标1.3 结论2 降低运营成本措施2.1 调研分析IDC的分析报告也指出，一台服务器每年的电力成本将很快超过硬件本身的购买成本。现在多数服务器在开启后仅有 8-15% 的时间处于使用状态，而大多数 x86服务器在空闲状态下仍需消耗正常工作负载所需电量的60-90%同时也浪费大量的空调。 VMware 虚拟化具有高级资源和内存管理功能 ，可实现 15:1 甚至更高的整合率，因而可将服务器利用率提高到 85%。完成虚拟化后，分布式电源管理 (DPM)会监视整个数据中心的利用率，并智能地关闭不需要的物理服务器。 使用 VMware 虚拟化，您可以不再担心电力供给的不足，且极大地减少了能耗、大大提高了效率。l VMware虚拟化助您有效实现低能耗、高效益 l 优化服务器CPU利用率, 实现10倍以上的收益 l 节省80-90%电力，节省机房空间 l 大幅度减少硬件需求, 简化IT管理2.2 耗能分析中国IDC圈5月9日报道：服务器消耗的电力占数据中心电力消耗量的40%，存储器的电力消耗占37%.没有使用的设备全部转为“自动节电设置”，晚上自动节电关闭一些设备2.3 降低空调耗能专题吊顶式的空调，或者放在机架方法的SD空调，通过挂盐水瓶的工作方式，可以达到12千瓦以上的智能。如果是放在机架上面的这种SD空调，这种蓝色的空调，可以达到20千瓦每个机架的制冷。那么这种制冷方式，可以解决我们高密度的制冷的问题。大家非常担心的漏水的情况，那么在艾默生的高密度空调里面，也得到很好的解决。因为艾默生在中国实施的所有高密度的解决方案，都是一个叫做制冷器的解决方案，没有通过冷冻水把它通到机房的机架的顶端，通过制冷器来通到机架的顶端。机房布局和保温处理空调选型和管理2.4 降低设备耗能专题设备耗电分析机架管理推进一体化设计计算机、存储、SAN虚拟化技术2.5 政策专题2.5.1 争取电费减免政策2.5.2 SLA的调整电费减免可行性研究根据IDC的SLA，如何提供差异化服务2.6 节能规范机房规范2.6.1 机房配套节能设计由于采用将电流从交流电转换成直流电再转成交流电的形式，增强气流型机柜、电源分配机架和三相UPS可以有效地降低电源损耗。电源分配机架减少了混乱的电缆敷设现象，使气流能够在更狭窄的空间更好地流动。客户如果使用单独的480伏三相机架的PDU，可能根本不需要再用变压器将电流转换成277伏再输送给服务器。如果客户不是电源配置效率方面的奇才，它真正所需要的是一个可以提供正确设备和所需产品的服务器供应商。多数客户的数据中心看起来像冰箱一样，这实际说明，系统提供了过多的散热气流，同时也造成了能源的浪费。针对最需要的位置提供集中的制冷，避免了气流的分散，因此净节能量非常显著。使用在空气调节单元利用液体制冷的数据中心，IT经理们可以在IT设备散热方面节省最高45%的支出。2.6.2 电信设备节能要求有这样一句操作效率的名言：你无法控制没有经过测量的事物。我们发现，要想减少能源的浪费就必须从最基本的测量开始。如果你不知道能源都用到了什么地方的话，你就不知道应该将重点方法哪。为了能够帮助用户对自己设备进行测量，我们将测量分成了几个部分：IT系统、UPS、冷却设备、照明2.6.2.1 IT设备根据美国环保总署的统计，所有数据中心50%的能源使用都来自于服务器和存储设备。现在服务器虚拟化已经成为主流趋势，这不仅能够减少占地空间，还能节约能源和冷却成本。为了能够全面了解服务器虚拟化的技术优势，你需要一个提供了整合网络存储的存储架构。服务器虚拟化所能实现的节能同样也可以在存储虚拟化方面实现：更少、更大型的存储系统提供了更大的存储容量、更好的利用率，最终减少占地空间，节约能耗和冷却成本。通过应用存储和服务器虚拟化，我们就迁移到了一个更加高效的存储模式下。我们用10台最新的存储系统替代了50台已经相当陈旧的存储设备，在这个过程中，我们意识到应用存储和服务器虚拟化有以下一些好处：存储机架设备从原来的25台缩减到了现在的6台功耗需求从329千瓦降低到了现在的69千瓦空调设备需求降低了94吨支持这些系统设备的电力成本每年节省下60000美元3、管理数据在计划存储虚拟化应用的同时，我们还需要对现有的业务数据进行检查。我们发现已经存储的数据信息中有将近50%都是可以删除掉的。控制住数据量疯长的一个主要办法就是在最初的阶段阻止数据快速增加。一般企业级磁盘卷可能包含上百万个数据对象。当这些数据对象被修改、分配、备份或者归档之后，数据对象的副本就已经被反复存储了很多遍。我们采取了重复数据删除、Cloning以及自动精简配置等多种方案途径，目的只有一个，那就是删除不需要的数据。2.6.2.2 避免系统过度冷却大多数IT企业机构往往会在冷却系统上花费掉大笔资金。制造企业通常根据自己的能耗水平估算或者工作负载峰值来进行计算的。那么想想看，系统有多少时候是处于负载峰值的情况下工作的？那么你有必要向他们一样对你自己的系统进行冷却吗？关键是要计算出精确的能源负载，这点不容易做好。为了能够更好的估算出能源负载，我们在将设备配置到数据中心之前还要在实验环境下对这些设备进行测试。通过这些测试，我们可以看出，系统基于功耗负载的测量要比基于上面提到的制造业的测量低30%到40%左右。了解到这一点之后，我们就可以监控每个机架设备的能耗和使用率情况，相应地对冷却系统进行调节，从而减少由于过度冷却而浪费的成本和能源。但是千万不要就此停止。我们需要进一步适当地调节驱动器风扇的频率。不同工作频率的驱动器风扇转速也有所不同，这主要取决于每个机架需要冷却的程度，实际上我们并不需要让这些风扇时刻以全速进行运转。这些风扇不时地监控温度并自动根据需要减速或者加速运转，这样做可以节省下不少的成本。实际上，风扇速度降低50%就可以相应地减少能耗约87%.2.6.2.3 考虑数据中心冷却的物理原则这是一个快速的物理循环热空气上升，冷空气下降。数据中心通产采用的升降板冷却方法会耗费大量的能源。相反，我们可以在设备前面放下一个冷空气的屏障，冷空气在设备之间流动，最后排出的热空气上升到屋顶被排到室外。然而，机架设备的安装非常重要，因为你不希望将一台设备排出的废气引导到另一台设备中。相反，我们会将设备以面对面或者背对背的方式放置，这种被称为热通道/冷通道的排列方法因为其高效率已经成为数据中心的最佳排列方法。由于我们的冷却系统是处于机架设备上方的，所以我们不需要一个升降地板（通常配置了输送冷水的水管以及冷却通道），这样就节省了不少能源和设备的占地空间。2.6.2.4 数据中心的物理屏障不论在热通道/冷通道的高密度机架设备是如何放置的，你都需要空气流来防止热废气进入冷空气通道。这时候，我们就需要一个低科技技术来解决这个问题。当设备排放 出上升的热废气时，我们就需要应用一个非常高效、重要的低成本技术。在热通道的末端以及机架设备冷却通风系统上部使用一种聚乙烯基薄膜来隔离热空气这就像冷冻食品橱中的那样。我们使用这种聚乙烯基薄膜来将热空气圈在热通道内，并且在输送管道和设备之间建立起一个物理屏障。据我们估计，这种数据中心的物理屏障每年可以节省下100万千瓦的功率。2.6.2.5 最大程度上利用自然气体冷却冷空气并不是冷却系统的唯一途径。为什么不充分利用自然的力量？使用室外空气作为流动的冷却气体。我们还在系统的一侧安装了节气阀，来自动调节气体的流进和流出。当室外空气温度低于设定温度点时，节气阀打开让室外气体经过空气过滤器流进冷却系统。相反，当室外空气温度上升到设定温度点之上的时候，节气阀关闭并启动空调设备。这种做法不断被改进，来更好地对冷却系统进行调节。多亏有了我们的环境工程师，我们才能充分地利用室外空气这个免费资源。最初我们将温度设定在11摄氏度，然后逐渐提高到18摄氏度。不久我们还会把温度提高到24摄氏度，这样全年使用室外自由空气来对系统进行冷却的时间就占到了总时间的85%.2.6.2.6 将电力转换损耗降至最低目前我们的数据中心不再是基于电池设备的系统，而是基于使用可以动态存储能源的UPS设备。能源来自交换机架构，并被输送到每个UPS设备中的电力发动机中。飞轮存储的能量可以产生相当于15秒至20秒的能源来保证我们的交换机操作正常进行。老式的电池UPS和现在最好的UPS设备的能效分别为85%和94%，而飞轮UPS的能效可以达到97.7%.能源损耗比电池UPS少了一半。2.6.2.7 随时监控、随时调节另一个可以提高数据中心效率的做法就是精确地、随时地对环境进行监控。大多数数据中心以规模来计算工作负载，显然有一些情况是不可预测的。为了真正实现高效率，基于每台机架的检测十分重要，而不是当数据中心某个范围温度增高的时候就启动风扇工作。我们经常对我们的设备环境进行测试和调节，多部温度感应器平均可以测量出10到12摄氏度的温差。l 节能冷却设备l 服务器管理软件取消KVMl 使用节能的CPU，节能型的硬盘（2.5英寸的硬盘驱动器也是必需的，因为其耗电量仅仅是3.5寸硬盘驱动器的一半）l 虚拟化技术：服务器和存储。客户可将四个20%运行效率的服务器合并成一个80%运行效率的服务器。2.6.3 客户设备节能要求l 节能PC服务器：刀片l 整合数据中心（将Linux服务器整合到大型服务器上）2.6.4 管理方面的要求智能化的电源管理：3 降低建设成本措施3.1 集中和分散建设模式3.1.1 现状调研3.1.2 两种模式分析3.1.3 两种模式建议3.1.3.1 适合于集中IDC的应用3.1.3.2 适合于分散IDC的应用3.1.3.3 关于各地的指标考核3.2 产品等级与建设成本差异分析3.2.1 集团产品规范和国际IA标准差异分析供电的规划标准，包括市电供电系统，备用发电机系统，低压配电系统，电缆及电缆路由，列头柜配电系统。l TLA942国际标准l GB2887-89国家标准l 集团产品规范3.2.2 产品等级和建设成本差异分析3.2.3 建议4 提高经济效益措施4.1 建立基于的网络方案4.1.1 调研分析客户需求、网络现状调研，分析现有网络是否能够在客户需求，成本控制、市场竞争之间寻求最佳平衡点。4.1.2 基于客户和市场的l 客户需求l 局域市场、全国市场、全球市场、特殊访问群优