淺談機櫃與數據中心之間的關系

作者:www.cctoten.com| 2019-05-17 21:55:00
 
  隨著計算機與網絡技術的發展,服務器、網絡通信設備等IT設備正在向著小型化、網絡化、機架化的方向發展,這給數據中心的構建方式帶來了新的變化,而機櫃,成爲變化中的主角之一。對數據中心而言,機櫃正成爲其重要組成部分,甚至有人說,機櫃就是數據中心!
 
  據IDC數據統計,2003年中國市場交付的30萬台服務器中,約有25%是機架式服務器;來自Intel公司的數據顯示,到2005年,全球服務器將有66%爲機架式服務器。與塔式服務器市場的逐漸縮小的趨勢相比,機架式服務器、刀片式服務器(也需要安裝在機櫃中)卻正處在迅速發展的時期。IT設備機架化的趨勢,爲機櫃帶來了日益繁榮的市場。
 
  而長期以來,機櫃被看作IT應用中容納服務器的低值、附屬在线视频,並不爲人重視。但是,低價值的機櫃卻是昂貴的IT設備最直接的物理保護,重視IT設備本身卻忽視其所處的IT微環境的做法,正在把很多數據中心引向危險的邊緣。
机柜与数据中心
  這種不平衡該如何被打破呢?長期致力于網絡關鍵物理基礎設施(NCPI)研究的APC公司,在全球範圍內對大量數據中心進行了調研,把數據中心對機櫃的需求歸結爲四個方面,即熱量管理、線纜管理、機櫃電源分配、兼容性及其他先進性能。APC公司推出的NetShelter系列機櫃,系統性地解決了機櫃應用中的高密度散熱、大量線纜附設和管理、大容量配電及全面兼容不同廠商機架式設備的難題,從而使數據中心能夠在高可用的環境下運行。
 
  熱量管理:讓你的機架式設備不再"發高燒"
 
  筆者曾經親眼目睹這樣一個"盛況",在某家公司的機房內,機櫃的門敞開著,一台電風扇晝夜不停地吹著,爲機櫃內發燙的服務器降溫。如今單個機櫃內安裝的IT設備數量越來越多,功率密度越來越大。一個6~7U的服務器機箱內部甚至安插了8~10片刀片式服務器,容量可以達到3千瓦,一台42U的機櫃中可以安裝8台這樣的服務器,單個機櫃內設備産生的熱量達到近24千瓦!機櫃熱量管理的重要性可想而知。
 
  機房尤其是機櫃的散熱問題該怎麽解決呢?經過研究上千家數據中心機櫃的散熱遇到的各種問題,並采用熱成像技術、流體動力學理論進行研究,APC公司創新地提出了有效解決機房、機櫃散熱的辦法,並根據不同的機櫃散熱需求,設計出相應的機櫃散熱解決方案,系統性地解決了各類機房、機櫃的熱量管理問題。
 
  首先,根據流體動力學理論及機櫃內設備的散熱氣流分析,機櫃內設備要有效散熱,首先要增加機櫃前後門的開放空間。APC生産的機櫃采用了"超級網孔"設計,使機櫃表面的開放空間可以達到60%以上。而由于材質和特殊的工藝設計,這樣的開孔絲毫不影響APC機櫃的強度。
机柜与数据中心
  APC的NetShelter機櫃還采用了具有創新的主動散熱方案,如"機架式氣流分配單元(ADU)",是一個2U高度的氣流分配單元,直接安裝在機櫃的底部,將冷風加壓向上傳送,保證了位于機櫃最頂層的服務器也能獲得充足的冷空氣。目前該方案可以解決設備容量高達4kW的機櫃的散熱問題。而當機櫃內設備容量超過4kW時,APC還可以提供"機架式氣流強排單元(ARU)"解決方案。該裝置通過自動感應溫度以調節轉速的風扇,將機櫃內産生的熱空氣強力排出機櫃。目前,該方案已經可以解決單個機櫃內高達8kW的設備散熱問題。APC單櫃15kW的散熱方案也即將發布。另外再輔助于一系列機櫃級別智能環境管理附件系統,檢測機櫃內的溫度、濕度,煙感、漏水等信號,優化機櫃內的熱量管理,有的放矢。
 
  從機房布置角度,APC還提出了"冷熱通道"的概念,打破常規,將機櫃采用"背靠背、面對面"擺放,使冷熱空氣有效分開,進一步提高了制冷效果。要知道,對于IT設備來說,溫度每升高15度,可靠性就會降低一半,並大大影響到IT設備的使用壽命。從這個角度來說,在數據中心引入熱量管理,使用高管理性能的機櫃,無疑就是爲IT設備找到了稱心如意的"外衣",讓它們能充分發揮應有的高水平。線纜管理:不該被遺忘
 
  您面對過千頭萬緒,亂麻一般纏繞的線纜嗎?在規模巨大的機房裏,在林立的機櫃中穿行尚且困難,更別提快速尋找和維修出現故障的線路了。線纜管理正受到越來越多的重視,成爲機房或機櫃整體解決方案的一部分。
 
  傳統機房往往采用架空地板下走線方式,不僅容易造成地板下線纜的交叉幹擾,還增加了維護的難度,造價也很高昂。于是有些用戶開始采用橋架上走線方案,但由于會對建築結構帶來負面影響,並延誤施工周期,也並不容易實施。再從機櫃內的線纜敷設來看,由于機櫃內IT設備配置密度越來越高,要保證線纜的管理井井有條,實在是件非常挑戰的事情。APC的NetShelter機櫃充分考慮了機櫃布線系統與機房環境的配合,以及機房初期布線和日後維護等需求,具有整齊劃一、規則有序、維護方便、安裝耗時短等特點,能夠全面解決機房線纜管理的問題。NetShelter機櫃的線纜管理有以下組成部分:
 
  ·底部、頂部線纜管理:在NetSWhelter機櫃的底部、頂部預裝了各4~6個帶保護的線纜入口,方便大量線纜出入。
 
  ·專用後部線纜通道:NetShelter機櫃1070mm深機型後部兩側單獨設置了專用布線通道,該設計很好地配合了IT設備電源線、數據線從設備後部出線的特點,從而更好地配合設備布線;同時,該通道在設計上,還保證了線纜敷設與設備安裝平面的錯開,兩者不互相幹涉,從而保證了在設備安裝、維護的方便;在多台並櫃安裝時,任意兩台機櫃之間的通道可用于線纜敷設,擴大了布線空間。
 
  創新機櫃頂部布線通道設計:爲了實現橋架布線帶來的好處,同時減少由于橋架施工帶來的問題,針對目前無架空地板應用的日益增加,需在機櫃頂部走線的場合,NetShelter機櫃采用了巧妙的設計,采用經過工程預設計的標准化部件,直接在機櫃頂部建立上走線系統,不對機房建築結構造成任何影響,使以前複雜、困難的布線系統施工,變得如同搭積木一般容易。降低布線成本,顯著加快施工速度。機櫃配電系統:機房建設不可忽視的環節
 
  面對機櫃內的線纜亂成一團麻,我們或許很容易意識到問題的嚴重性。但如果我告訴你,你的機櫃內很多設備由于配電系統的問題,經常面臨掉電、電流過載的威脅,並因此而大大影響IT系統的可用性,相信你就不容易意識到了。
机柜与数据中心
  以1台7U的刀片式服务器为例,1台这样的服务器大约需要3kVA的配电,而1台42U高的机柜可能安装多达8台这样的服务器,其配电总需求量将达到24kVA!这就对机柜内配电系统提出了严峻的挑战。再考虑到目前大多数服务器的双电源供电的需求,就使得机柜内电源分配不再是可以轻松搞定的事情。同时,用户对电源分配中负载的大小需要随时了解,以避免因为过载带来的系统断电的危险;对于一些特殊应用,如IDC(Internet Data Center)、ISP等应用,用户还希望对配电系统实施远程、多用户的管理、控制。
 
  APC認爲,在機櫃內電源密度不斷上升的趨勢下,機櫃電源分配系統的設計應遵循以可靠性設計爲核心,專門針對機櫃系統設計,與配電系統充分協調、無縫配合的原則,同時考慮安裝的方便性,以及智能化管理、適應性強、便于操作與維護等特點。同時應逐步實現負載電流的本地及遠程監控,以及電源分配的遠程控制,使電源分配管理納入機房整體的智能化管理體系中。
 
  APC的NetShelter機櫃配備有全能的機架式電源分配方案(以下簡稱PDU)遵從上述原則設計,提供包括滿足大多數用戶需要的專業化基本型機架式PDU,帶負載監控功能的機架式PDU,可遠程控制PDU,以及爲單電源設備提供冗余電源分配的自動轉換開關(ATS)等,以適應不同應用需求。
 
  APC的基本型机架式PDU具有水平安装及垂直安装的多种安装方式,可以方便地安装在任何标准19英寸机柜中。采用工业级别防护等级达IP44防水、防尘输入插头,特殊防脱落的插头设计,能够完全避免人为误动将插头碰落带来的断电危险。而APC垂直安装型PDU,与APC的NetShelter VX机柜配合,更能实现无工具安装和快速安装。APC的带数字电流显示PDU,能够通过直观的LCD显示器显示负载的能耗,远程可控PDU为IDC、ISP用户提供了理想的配电方案,用户可以通过网络,随时随地对PDU供电的设备进行远程电源操作。
 
  NetShelter機櫃內還可以安置自動轉換開關,具有雙路的電源輸入,當向負載供電的一路電源發生故障時,自動轉換開關就能自動將負載切向另一路輸入電源,爲關鍵任務設備提供了冗余的電源分配。
 
  兼容性:讓你的機櫃永不過時
 
  很多機房管理人員都有這樣的經曆,當服務器、存儲等IT設備更換升級時,由于機櫃無法兼容新的IT設備而被淘汰了。雖然機櫃的價值不及它支撐的IT設備,但是,爲用戶帶來了巨大的遷移成本。而且新采購的機櫃未來又能用多長時間呢?
 
  爲了使機櫃能夠適應多種設備,APC公司深入研究了主流服務器及網絡設備廠商的設備發展潮流,並與它們進行了緊密的研發合作,推出了配備有可調節的垂直安裝角規的新型NetShelter機櫃,能與包括IBM、HP、SUN、CISCO、DELL、LUCENT等絕大多數主流廠商的19英寸服務器及網絡設備兼容,從而使NetShelter機櫃成爲兼容性最好的機櫃解決方案。
 
  NetShelter機櫃主要機構,如前後門、側板等都采用快速裝卸設計,方便了安裝與維護,而能夠雙開的後門則爲狹窄的安裝條件下提供了更大的服務空間。NetShelter機櫃的前後安裝角規上都有絲印的"U"空間標識,使安裝效率大大提高。NetShelter機櫃的人機工程學設計,不僅方便了裝配,提高了效率,也能將人爲操作的失誤率降至最低。
 
  在安全性方面,NetShelter機櫃對機櫃內設備的體貼保護可以說是無微不至。NetShelter機櫃可鎖定的門及側板,具有可更換的鑰匙鎖,並支持300種不同的鑰匙。NetShelter機櫃還具有門禁報警開關,實時監控機櫃門開啓狀況,當機櫃門被破壞,或者出現非法入侵時,會自動的及時通知用戶,以減少損失。當數據中心的高可用性集中體現在機櫃內IT微環境的高可用性時,作爲IT設備的直接載體和保護者,機櫃已不再是IT設備的附屬品,而變成了數據中心信息系統的有機組成部分。綜合起來,用戶對機櫃的需求集中在可用性、可管理性、可服務性、可擴展性以及生命周期成本等五個方面。
 
  新一代的數據中心,其機櫃解決方案必須兼顧以上五點,從線纜分布、電源分配、機櫃散熱以及兼容性等方面提升管理水平,從而爲用戶創造滿意和可擴展的IT微環境。可以預見,全面符合數據中心需求,並具備未來可擴展性的機櫃解決方案,將更好地解決用戶的問題,提升用戶IT系統的管理水平。
文章來源:/news/124.html

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