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模块化数据中心是基于云计算的新一代数据中心部署形式,为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器发展的趋势,其采用模块化设计理念,较大程度的降低基础设施对机房环境的耦合。集成了供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环监控等子系统,提高数据中心的整体运营效率,实现快速部署、弹性扩展和绿色节能。从配置形态上,可分为微模块产品MDC和集装箱数据中心产品CDC。 [1]
模块化数据中心
模块化数据中心
模块化数据中心能满足IT业务部门对未来数据中心基础设施建设的迫切需求,如标准化设计、组件工厂预制、快速上线部署、有效降低初期投资、模块内能源池化管理、动态IT基础设施资源高利用率、智能化运维管理、**重要业务连续性,提供共享IT服务(如跨业务的基础设施、信息、应用共享等),快速响应业务需求变化,绿色节能型数据中心等。 [2]
前景瞻望编辑
模块化数据中心的**优势:
1. 高可靠性标准模块
模块化数据中心采用模块化、标准化和高可靠性设计,使得整个系统稳定度高,可依据客户需求与实际情况,在供电和制冷核心设备配置上,提供N+1、N+X、2N等设计方案,安全可靠,满足Tier3到Tier4各种等级的标准。
2. 快速部署、大大缩短建设周期
微模块数据中心提高了规划设计效率,可依据IT业务需求,合理配置系统架构,如模块单元的机柜排列,选用的供配电设备,制冷方案,监控系统等;微模块批量生产,提高了供货速度,标准化的组件,减少现场装配工作量,加快安装速度;微模块可在工厂进行组装并预先测试,**了系统的调试速度和可靠性;采用模块化设计,结合基础设施+IT设备的一体化交付,可以将数据中心部署周期缩短至数周。对于集装箱数据中心,甚至可以在工厂实现整体联调,直接运到现场,完成水电以及网络的接入后,直接投入运行。
3.实现分期建设、易扩展性
模块化数据中心集成了末端制冷、末端配电、末端布线等模块化组件,在降低初期投资的基础上,实现了数据中心的按需部署,避免固定资产的闲置浪费,同时保证了大型数据中心的任意IT空间的基础设施配置达到较佳状态。微模块数据中心显著降低了数据中心在使用生命期间的成本。对于大型IDC建设的需求,在后期任意时间节点、客户要求快速增加业务的需求,采用微模块数据中心很容易进行快速扩展。
4. 绿色节能
目前数据中心电力使用成本在生命期间TCO中占比较大。模块化数据中心实现IT设备按需供电与制冷,让供电和制冷系统的容量与负载需求更为匹配,从而提高了工作效率并减少过度配置。微模块电源转换率高达95%,由于采用标准化的接口和微模块架构,较大节省电能,达到系统节能。
模块化数据中心采用冷通道封闭隔离,冷热气流互不干扰,避免的气流串扰而导致的热岛效应,避免了风量和冷量损耗。同时使用列间空调,采用制冷设备的近热源设计,提高制冷效率,解决了局部热点的问题,降低数据中心运行成本。微模块数据中心结合水冷系统、自然冷却系统,PUE可降至1.5以下。
制冷系统
模块化数据中心采用行级水平送风空调进行制冷。
1、概述
模块化数据中心内,空调同设备机柜一起,共同组成密闭冷(热)通道,实现冷热空气隔离。模块化数据中心采用的空调为水平送风方式,气流路径为后进前出,其将将服务器排出的热风吸入冷却后吹出;冷空气再被服务器吸入、排出,如此反复。
水平送风空调靠近热源,送风距离大大缩短,从而减少气流沿程压力损失和冷空气的泄露量,提高了冷量的利用效率。
模块化数据中心标准模块应用在300m2以下的空间,较大支持单机柜的功率密度达到9kW,冷、热通道的宽度均为1.2m。
空调的室内机顶部或底部有制冷剂管路、电源和信号线路、排冷凝水管路等接口。室内机外观如图所示(实际外观根据配置确定)。
室内机外观图
空调室外机(T1工况,环境较高温度43℃;T3工况,环境较高55℃时可定制。)在确定安装位置时周边要预留不少于1.5m的安装维护通道。室外机外观如图所示(实际外观根据配置确定)。
室外机外观图
2、技术指标
空调技术指标如表所示。
参数名称
指标
室内机尺寸(高×宽×深)
1991mm×600mm×1070mm
室内机最大功率
不带加热加湿功能19kW
带加热加湿功能23kW
室外机尺寸(高×宽×深)
1350mm×1404mm×1880mm
室外机安装维护通道
室外机安装维护通道尺寸如图2-13所示。
输入电压
380VAC 50Hz/480VAC 60Hz
制冷量
30kW
制冷剂
环保冷媒
使用温度范围
室内机:+5℃~+45℃;室外机:-30℃~+45℃
存储温度
室内机:-40℃~+65℃;室外机:-40℃~+65℃
相对湿度要求(RH)
10%~**
海拔高度
0~3000m
防护等级
室内机:IP20;室外机:IP54
空调技术指标表
室外机安装维护通道示意图
六、智能监控系统
1、概述
智能监控系统具有集中管理功能,同时支持对监控系统的远程管理与维护,远程操作界面与本地操作界面保持一致。
监控系统主要针对模块化数据中心基础设施层各组成系统,如配电、制冷、安防及环境等系统,系统内各组成设备或部件的运行状态进行实时监控。
监控系统采用分层式架构,主要分为数据采集层、数据运算及信息处理层、智能管理平台层。
监控系统通过对模块化数据中心基础设施层内的各设备、部件、环境运行参数及相关信息的实时采集分析、运算与处理,实现对数据机房运维及业务等*的智能化管理,以充分实现模块化数据中心的可用性、开放性与可扩展性,并确保数据中心的安全性。
模块化数据中心的监控量做为集中监控系统中的一个组成部分,通过交换机,将信号统一上传至中心机房的服务器上。模块化数据中心的监控架构如图所示。监控系统功能框图如图所示。模块内监控系统架构如图所示。
模块化数据中心监控架构示意图
智能管理、精细运维
模块化数据中心利用对微模块内部环境、动力设备等的实时监测,以及IT设备与基础设施的协同工作,实现动环+IT设备的精细化运维。智能管理系统能够提供可视化体验,帮助客户实现数据中心多层级、精细化能耗管理,通过多种报表精确定位能源额外损耗点,实现节能降耗。基于大数据分析,输出节能优化方案,构建绿色数据中心。资产管理实现在其生命周期内,资产信息的闭环管理,保证数据及时刷新和维护。同时帮助用户制定资产维护计划,实现主动预警,动态调整维护计划,按照当前实际情况输出优化方案,构建较佳资产管理功能等。
6. 集装箱数据中心易搬迁
集装箱数据中心解决方案,集成了配电系统、动力环境监控、制冷系统、机柜、布线、消防等基础设施。作为一种新型数据中心解决方案,它既满足传统数据中心对机房基础设施的需求,同时具备传统数据中心所不具备的户外放置特性,以及实现机房可搬迁特性。
根据模块化数据中心的优势,可在以下场景和环境中得到广泛的应用。
目标业务场景
政企事业单位自建小型数据中心
提供私有云服务的中、大型数据中心
提供公有云服务的互联网、运营商大型数据中心
满足互联网、通信、**、*、教育、电力、石油等企业定制化需求 [2]
适用环境
满足承重要求的办公楼局部空间
经过简易改造的旧厂房
正在使用及新建**数据中心
CDC工作环境温度-40~55℃,满足低温和高温国家气候环境,覆盖**应用场景
国内模块化数据中心市场正在处于一个高速增长的时代,模块化已成为数据中心行业公认的趋势,重量级厂商相继发布了基于模块化的数据中心综合解决方案,并投入大量研发力量,将智能化技术应用于其中,促使数据中心向简单、高效、可靠、节能,智能化的维度发展,以满足数据中心集中化、大型化、高密化、复杂化趋势的需求。 [1]
参考资料
1. 建设模块化数据中心的五大要点 .网易[引用日期2019-01-18]
2. 关于模块化数据中心 .机房360[引用日期2019-01-18]
随着社交、移动和云计算信息的融合,许多企业,包括中型企业到大型企业均已经从其数据存储到电子商务等方方面面体验到了数据使用的热潮。根据思科的Visual Networking Index对于**移动数据流量的统计显示,去年,仅仅是移动数据的流量就已然达到2000年**网络总流量的近18倍。
鉴于这一数据热潮,对于一套标准的,可预测性和可扩展性的需求已经成为了驱动许多成长型企业发展的关键,这也使得模块化数据中心越来越多的成为企业的备选方案,以帮助他们应付迅速扩大的数据需求。
模块化数据中心已经成为解决当今企业所面临的不断增长的数据先处理需求的一种普遍的解决方案。在模块化解决方案兴起之前,很多建筑商和设计师较力反对模块化的解决方案,理由是设计上的限制以及无法根据基础设施业主的需求进行定制。然而,现在大多数企业正在重新考虑这一立场,并借助模块化数据中心的诸多优势和其*特的能力,以满足所有企业各方面的数据处理需求。
为什么要采用模块化?
今天,无论对于任何公司或行业而言,较大化存储和计算能力都是**必要的。虽然其风头曾一度被集装箱式和现场建造的方案盖过,但模块化数据中心仍然是较通用和节约成本的投资方案之一。
模块化数据中心的*特设计目的是为了支持具体的业务需求的同时,保持其未来进一步发展的机会。这种灵活性使IT经理们能够根据其当前业务的需要进行现有的预算设计。与此相反,现场建造的数据中心要求企业在初始项目的建立过程中就必须提前规划好未来的业务需求,或在之后单独扩展以容纳新的空间,而这一过程无疑需要花费更长的时间,破坏正在进行的操作并产生不必要的浪费。
数据中心模块化建设,能够在异地厂房设置,并提供一个可预测的制造工艺。这个过程中,它可以被一遍又一遍的复制,增加了可靠性,加快制造速度,并确保在需要时每个模块都已准备就绪。相比之下,现场建造的数据中心,甚至是那些根据相同的图纸建造的数据中心,也会因施工人员和流程的不同而发生一定程度的变化。
借助其可预测性,模块化数据中心的构建通过*采用一致的和可重复的过程构建,规避了传统的施工方法,确保了对质量的控制。新的模块化建筑可以经受住外界因素所造成的延误和中断,避免抬高成本。这种模块化设置几乎消除了昂贵的网站建设延迟。此外,未来,由于原材料和劳动力成本更可预测,使得采用这种模块化的方法,能够实现更精确的预算。
模块化是否适合您的企业?
模块化数据中心为企业应对当今数据驱动的快速增长的市场挑战提供技术解决方案。其通过简化的部署模型,确保标准化,成本效率和弹性。
但正如解决任何问题都没有一套一刀切的解决方案一样。这是模式也并非适合所有的企业。企业在考虑采用模块化数据中心之前,应考虑多个方面的问题。毕竟,业界对于模块化数据中心的评价模块是多种多样的,如自定义系统,设计的可重复性,提高能源效率,甚至潜在的税收成本节省。
定制化。在**业中许多企业的数据中心都具有其*特的技术需求,因此,市场上现成的产品不是定制化的,也就不能满足其某种类型的特殊需求。模块化数据中心可以进行全面定制,以客户的具体需求。其中的可定制要素包括,如维护和访问,冷却系统,以及电气和机械的控制系统,这些都是必须考虑到的。虽然功率和通风系统,墙壁和地板都可以采用标准化的流程建立,但相关的数据系统是必须根据*特的客户需求进行安装的。
可重复性。无论是添加新的设施到企业现有的数据中心或是另选不同的地理位置新建数据中心,模块化数据中心都能使企业能够实现重复验证的设计进行新的部署。在其他站点选择使用设计方案相同,并且由同一个团队制作的模块化数据中心,能够帮助企业减少可变的不可控因素,并确保从站点到站点系统的兼容性。重复的设计也充分利用了企业数据管理团队现有的相关专业知识,毕竟,他们已经对以前的模块化数据系统的安装和操作非常熟悉了。
能源效率。根据媒体报道,一家数据中心所消耗的电力可以足够180000户家庭日常使用。鉴于能源成本的不断上升,功耗已经成为每种类型的数据中心设计的一个重要考虑因素。消耗能源较多的是IT设备,所以,理想状态下,冷却系统,照明,电器设备和机械系统的能源使用都应保持在较低水平。企业的相关决策的制定绝不应单独以能源效率为基础。还必须同时注意必须确保能够有效地满足企业的数据处理需求。模块化数据中心,不同于集装箱式的数据中心,是**可定制的,因此,技术要求和能源的使用可以考虑协同解决。
税收优惠。模块化数据中心通常被认为是资产而不具备资本属性,因此其降价速度要比传统现场建造的数据中心更快。对任何资产的折旧都会从企业的利润中扣除之后,然后再进行企业所得税的评估,因此通过其能够作为数据中心的一种资产在7年至10年降价,而不是作为数据中心的不动产,毕竟后者的贬值速度很慢,这样企业就将承担较高的折旧费用,因此可以享受到较低的税负。
为采用模块化做好准备
模块化数据中心通常被集装箱式数据中心和现场建造的数据中心选项所掩盖,其实,它一个多功能的,能够 帮助企业节约成本的方法,以成长为导向的企业应该认真考虑这一问题。
较终,企业决定投资于任何类型的数据中心都要考虑许多因素,包括企业当前基础设施的规模,未来的扩张计划,位置,重复性需求,特殊技术定制需求等。这些因素都应该被充分考虑周全,毕竟,数据中心的类型选择应该是企业数据中心整体建筑的长期计划。
如果较可行的方案已经被选定,计划和实施一个模块化的数据中心模型**不能仓促上马或添加在一个建设项目最后一刻。设施业主应该在设计过程的早期聘请合格的模块化顾问,对所有潜在的技术方案进行评估,建设真正适合自己企业的数据中心,以满足他们的数据管理需求。
只有当企业主,公司技术*,设计师,施工团队和合格的模块顾问共同研究设计出一套周密的计划,才有可能打造出一个好的模块化数据中心设计建造规划,进行能够满足企业当前及未来的业务需求。
责任编辑:余芯
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