數(shù)據(jù)中心建設(shè)與管理指南—數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力分析
2.3.1. 數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展影響因素
目前,那些缺乏可持續(xù)發(fā)展能力的數(shù)據(jù)中心已暴露出了較多的問(wèn)題,例如供電能力不足、無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線擴(kuò)容、機(jī)房送回風(fēng)不順暢產(chǎn)生局部熱點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心能耗巨大等。這些問(wèn)題直接影響數(shù)據(jù)中心的可用性和可靠性,大大縮短了數(shù)據(jù)中心的正常生命周期。
為避免重蹈覆轍,我們必須了解影響數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力的因素是什么。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心的調(diào)查發(fā)現(xiàn),可持續(xù)發(fā)展能力普遍存在不足,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1) 初期資源規(guī)劃考慮不周、缺乏業(yè)務(wù)可持續(xù)性資源計(jì)劃考慮。
(2) 數(shù)據(jù)中心機(jī)房功能性差,缺乏全局規(guī)劃,規(guī)劃布局不合理。
(3) 建筑層高過(guò)低、結(jié)構(gòu)承載能力不足,嚴(yán)重制約空間利用。
(4) 供電設(shè)計(jì)密度低,系統(tǒng)可靠性差,不能在線擴(kuò)容。
(5) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏經(jīng)濟(jì)性考慮,日常運(yùn)行能耗大、營(yíng)運(yùn)成本高。
(6) 運(yùn)維管理缺乏長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性及適應(yīng)性的考量,易出現(xiàn)管理混亂。
由此可以看出,影響數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力的因素有許多,涉及數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目的各個(gè)方面。這些因素歸納起來(lái)包括合規(guī)性、可用性、可靠性、功能性、經(jīng)濟(jì)性和可服務(wù)性這六個(gè)方面。因此,研究數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力,必須從上述因素出發(fā),從整個(gè)生命周期著手。生命周期內(nèi)的各個(gè)階段是一個(gè)有機(jī)的整體,任何階段或環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力的喪失。
2.3.2. 數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)
前面闡述了數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力的概念和六大影響因素。本章節(jié)將結(jié)合這些因素,從宏觀上全面評(píng)價(jià)什么樣的數(shù)據(jù)中心才具有可持續(xù)發(fā)展能力。
1. 數(shù)據(jù)中心的合規(guī)性評(píng)價(jià)
數(shù)據(jù)中心的合規(guī)性,是指數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)必須符合國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策;符合現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)及地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;符合當(dāng)?shù)卣畽C(jī)構(gòu)的規(guī)劃要求。
從表面看,數(shù)據(jù)中心的合規(guī)性與可持續(xù)發(fā)展能力之間似乎沒(méi)有直接關(guān)系,但恰恰相反,它是評(píng)價(jià)一個(gè)數(shù)據(jù)中心是否具有可持續(xù)發(fā)展能力的首要因素。規(guī)范是對(duì)相關(guān)群體確立的行為標(biāo)準(zhǔn);而標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。它是經(jīng)由有關(guān)方面專家、學(xué)者協(xié)商一致,綜合相關(guān)科學(xué)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn),以特定的形式發(fā)布等一系列嚴(yán)格的程序而產(chǎn)生的,是相關(guān)業(yè)者共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。因此,數(shù)據(jù)中心建設(shè)、運(yùn)維不合規(guī),就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的安全性受到威脅。對(duì)商業(yè)化數(shù)據(jù)中心而言,還會(huì)影響客戶對(duì)數(shù)據(jù)中心的信心及業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展。
數(shù)據(jù)中心的合規(guī)性涉及面非常廣泛,也比較復(fù)雜。應(yīng)當(dāng)如何對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)中心的合規(guī)性進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)呢?數(shù)據(jù)中心的合規(guī)性主要從法律法規(guī)、職業(yè)安全及行業(yè)規(guī)范三大方面進(jìn)行評(píng)價(jià),而行業(yè)規(guī)范的合規(guī)性又主要從設(shè)備物理安全要求、環(huán)境物理安全要求兩個(gè)方面進(jìn)行。表2-3結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和眾多數(shù)據(jù)中心的實(shí)際運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),在保證數(shù)據(jù)中心安全、可靠運(yùn)行基礎(chǔ)上,再結(jié)合數(shù)據(jù)中心運(yùn)維的經(jīng)濟(jì)性,總結(jié)了適用范圍較廣、涉及用戶最多的數(shù)據(jù)中心合規(guī)性檢查和評(píng)價(jià)要點(diǎn),供廣大讀者參考。
表2-3 數(shù)據(jù)中心合規(guī)性評(píng)價(jià)表
2. 數(shù)據(jù)中心的功能性評(píng)價(jià)
數(shù)據(jù)中心的功能性,是指滿足數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)營(yíng)使用功能和服務(wù)流程所需要的某些重要特性。數(shù)據(jù)中心的功能主要是為IT系統(tǒng)提供可靠運(yùn)行的服務(wù)支撐平臺(tái),為IT設(shè)備提供一個(gè)安全、可靠的運(yùn)行環(huán)境。如果離開(kāi)數(shù)據(jù)中心的功能性要求而去談?wù)摂?shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展能力只能是句空話。
功能性良好的數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就對(duì)其功能性進(jìn)行充分的分析和考慮。建筑空間規(guī)劃設(shè)計(jì)、功能區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)中心功能性評(píng)價(jià)的核心。也可以說(shuō),數(shù)據(jù)中心的功能性評(píng)價(jià)主要評(píng)估其建筑空間規(guī)劃設(shè)計(jì)和功能區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)是否符合使用功能和服務(wù)流程的要求,見(jiàn)表2-4。
表2-4 數(shù)據(jù)中心功能性評(píng)價(jià)表
3. 數(shù)據(jù)中心的可用性評(píng)價(jià)
數(shù)據(jù)中心的可用性,是指數(shù)據(jù)中心在其整個(gè)生命周期內(nèi),并在外部資源能夠充分得到滿足的前提下,既保持業(yè)務(wù)的連續(xù)性,又具有較高的靈活性,滿足按需建設(shè)、后期升級(jí)擴(kuò)容等要求。而在外部資源有限的情況下,則能夠做到資源的合理使用,并確保數(shù)據(jù)中心的可靠性、可維護(hù)性等不受影響。那么應(yīng)當(dāng)如何去評(píng)價(jià)一個(gè)數(shù)據(jù)中心的可用性呢?主要從以下幾個(gè)方面去考慮,見(jiàn)表2-5。
表2-5 數(shù)據(jù)中心可用性評(píng)價(jià)表
1) 數(shù)據(jù)中心資源或能力的利用與擴(kuò)充
數(shù)據(jù)中心在生命周期的各個(gè)階段都離不開(kāi)資源或能力,各種資源或能力的持續(xù)可用性,以及資源利用的合理性將直接關(guān)系到數(shù)據(jù)中心的可用性。這些資源或能力主要包括配電力資源、制冷能力、水資源、通信網(wǎng)絡(luò)資源、建筑場(chǎng)地空間、建筑承載能力等。因此,評(píng)價(jià)一個(gè)數(shù)據(jù)中心的可用性必須首先對(duì)其所需的資源或能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。資源的可用性除了依靠外界的持續(xù)供應(yīng)保證外,更主要的是如何合理利用資源,資源的合理利用會(huì)大大提高資源的可用性,從而保證數(shù)據(jù)中心的可用性。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)中心的靈活性、擴(kuò)展性、適應(yīng)性、高彈性和可改造性可以稱得上是數(shù)據(jù)中心的無(wú)形資源。因此,這些無(wú)形資源也是評(píng)價(jià)一個(gè)數(shù)據(jù)中心可用性的重要因素。
2) 靈活性、擴(kuò)展性
沒(méi)有人愿意看到自己的數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)電力或生產(chǎn)能力不足的情況。因此,為了滿足將來(lái)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)的需求,在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段,CIO們必須預(yù)測(cè)5年或10年之后的電力和冷卻的需求。各系統(tǒng)在產(chǎn)品選型和設(shè)計(jì)上都應(yīng)具有一定的超前性并留有充裕的擴(kuò)容空間,而且系統(tǒng)實(shí)施方案也應(yīng)具有擴(kuò)展性和靈活性。確保設(shè)計(jì)的靈活性和易于升級(jí),對(duì)于數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展能力來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。
3) 適應(yīng)性、彈性
在高可用性數(shù)據(jù)中心建設(shè)中同樣需要關(guān)注系統(tǒng)的適應(yīng)性和彈性,即數(shù)據(jù)中心各系統(tǒng)應(yīng)首先滿足普遍的業(yè)務(wù)需求,同時(shí)也可以做到隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)大或變化,所需資源能夠不斷得到補(bǔ)充,最大限度地減少建設(shè)初期(或一次性)投資,做到邊成長(zhǎng)邊投資,減少資金成本,提高資金使用效率。而且還可以降低一次性投資中決策失敗的風(fēng)險(xiǎn)。例如,數(shù)據(jù)中心需要考慮冗余等級(jí)、功率密度等要求,以滿足不同業(yè)務(wù)用途的需要。
4) 未來(lái)可改造性
隨著IT技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的生命周期也會(huì)受其影響而逐漸縮短。如果數(shù)據(jù)中心具有一定的可改造性,能夠與IT技術(shù)發(fā)展相適應(yīng),就能延長(zhǎng)數(shù)據(jù)中心的生命周期,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)中心的可改造性評(píng)價(jià)可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行:
(1) 改造的經(jīng)濟(jì)可行性,是指改造過(guò)程中的追加投資成本效益分析,即評(píng)價(jià)改造時(shí)追加投資與項(xiàng)目產(chǎn)出比,并由此作為決策的依據(jù)之一。對(duì)數(shù)據(jù)中心的改造再應(yīng)用也是延長(zhǎng)數(shù)據(jù)中心生命周期、提高資源利用率、降低成本的有效措施。若想提高數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展能力,必須降低改造成本,使改造更具經(jīng)濟(jì)可行性。
(2) 改造的技術(shù)可行性,是指對(duì)原項(xiàng)目進(jìn)行改造的技術(shù)支持度、改造實(shí)現(xiàn)的可能性、改造后運(yùn)營(yíng)的安全性和可靠性評(píng)價(jià)。改造的技術(shù)可行性與技術(shù)先進(jìn)性相輔相成。只有采用先進(jìn)的技術(shù),并且所用技術(shù)能夠支持以后的改造,才能真正延長(zhǎng)數(shù)據(jù)中心的生命周期,為持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。
4. 數(shù)據(jù)中心的可靠性評(píng)價(jià)
通常所說(shuō)的可靠性是指在規(guī)定環(huán)境條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。數(shù)據(jù)中心的可靠性是看基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)故障工作時(shí)間。無(wú)故障工作時(shí)間越長(zhǎng),可靠性就越高。高可靠性設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展不可缺少的組成部分。若想確保數(shù)據(jù)中心能夠?yàn)榭蛻籼峁┻B續(xù)性服務(wù),也必須具有高可靠性。一個(gè)數(shù)據(jù)中心的高可靠性,在滿足了合規(guī)性評(píng)價(jià)后,還要從供電、空調(diào)、弱電通信安全、消防安全、基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品性能等方面來(lái)評(píng)價(jià)(見(jiàn)表2-6)。
表2-6 數(shù)據(jù)中心可靠性評(píng)價(jià)表
5. 數(shù)據(jù)中心的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)
數(shù)據(jù)中心的經(jīng)濟(jì)性,是指在保證功能性、可用性和可靠性的前提下,以最低的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)主要是針對(duì)數(shù)據(jù)中心生命周期的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià),即評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心生命周期內(nèi)的投入與產(chǎn)出狀況。數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展追求在整個(gè)生命周期中達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益,使數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)全過(guò)程中投入與產(chǎn)出的比例最佳。顯然,提高數(shù)據(jù)中心的經(jīng)濟(jì)性,最主要的就是降低數(shù)據(jù)中心的TCO,即減少數(shù)據(jù)中心的建設(shè)投入成本和降低后期運(yùn)營(yíng)成本。在數(shù)據(jù)中心TCO中,運(yùn)營(yíng)成本所占比重比建設(shè)成本大得多。如果運(yùn)營(yíng)投入過(guò)高,可能會(huì)使數(shù)據(jù)中心入不敷出,最終導(dǎo)致投資失敗。
若要減少數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本,必須在各系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備配置和材料選擇過(guò)程中,本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、合理的原則,進(jìn)行多方面的反復(fù)調(diào)研和論證,使各系統(tǒng)在保證可靠性和先進(jìn)性的同時(shí)具有良好的性價(jià)比;另一方面,隨著供電密度的不斷提升,數(shù)據(jù)中心的能耗支出占運(yùn)營(yíng)成本的比重越來(lái)越大。因此,降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本最重要的環(huán)節(jié)就是降低能耗支出;其次就是提高設(shè)施監(jiān)控水平,提高維護(hù)管理的工作質(zhì)量和效率,節(jié)省維護(hù)成本和人員成本。所以,評(píng)價(jià)能源的利用效率,是否具有合理的節(jié)能措施就顯得十分重要。
綜合以上分析,TCO和電能使用效率(PUE)是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)。
6. 數(shù)據(jù)中心的可服務(wù)性評(píng)價(jià)
數(shù)據(jù)中心的可服務(wù)性,是指其可以提供多元化、高效率、專業(yè)化、可持續(xù)的服務(wù)能力。主要體現(xiàn)在可維護(hù)性、服務(wù)可控性和運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力三個(gè)方面。
(1) 可維護(hù)性是對(duì)運(yùn)營(yíng)期間維修和維護(hù)難易程度的度量。數(shù)據(jù)中心的可維護(hù)性是可持續(xù)發(fā)展的前提和保障。數(shù)據(jù)中心在投入正常運(yùn)行之后,便開(kāi)始進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行和系統(tǒng)維護(hù)階段。系統(tǒng)維護(hù)的目的是要保證數(shù)據(jù)中心正常而可靠地運(yùn)行,并能使系統(tǒng)不斷得到改善。系統(tǒng)維護(hù)是指有計(jì)劃、有組織地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的改動(dòng),以保證系統(tǒng)中的各個(gè)要素隨著環(huán)境的變化始終處于最新的和正確的工作狀態(tài)。影響可維護(hù)性的主要因素是:對(duì)數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)的可理解性、可預(yù)見(jiàn)性、可修改性。這三個(gè)因素密切相關(guān),只有正確理解各系統(tǒng),才能進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男薷?只有具備準(zhǔn)確的可預(yù)見(jiàn)的目標(biāo),才能保證修改的正確。提高數(shù)據(jù)中心的可維護(hù)性要從最初的需求分析與設(shè)計(jì)開(kāi)始,直至建設(shè)實(shí)施的全過(guò)程。如果進(jìn)入維護(hù)階段再來(lái)評(píng)價(jià)和關(guān)注,就為時(shí)己晚。
(2) 服務(wù)可控性是指用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心所提供的服務(wù)在業(yè)務(wù)種類、服務(wù)內(nèi)容上有決定權(quán),對(duì)服務(wù)實(shí)施過(guò)程及質(zhì)量有不斷修正和完善的能力。研究服務(wù)可控性的目的在于科學(xué)制定服務(wù)項(xiàng)目、理性承諾服務(wù)質(zhì)量、提升數(shù)據(jù)中心服務(wù)體系的管理能力。
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