数据中心机柜智能化综合管理系统

数据中心机柜智能化综合管理系统

詹勇

深圳达实智能股份有限公司

摘要：对于数据中心内每台机柜微环境的监控和管理就成为确保数据中心安全、稳定运行的重中之重。现有数据中心的行业专家及机构提出了“机柜即机房”的概念，如何更好地管理、维护机柜的环境及能耗，将是数据中心机柜智能化综合管理系统要研究的问题。

关键词：数据中心；机柜智能化；综合管理系统

1国内外数据中心智能化发展概况

目前国内外对于数据中心智能化即机柜智能化的提出及建议，主要体现在对于数据中心能耗管理和微环境的监控和管理功能需求上。在欧美等技术前瞻性较高的国家，已将其纳入数据中心建设所需要考虑的必要条件之一。但在我国现阶段的数据中心建设中，还未对其有明确标准的制定。从目前数据中心发展趋势分析，机柜智能化的管理将成为国内发展下一阶段数据中心建设标准所包含的重要组成部分，不论从功能性还是其在数据中心运维管理方面的实际意义，都将对现有管理维护手段起到功能互补的作用，由点至面地提升数据中心全面运维管理效果。

2数据中心智能化项目总体思路

本次项目的建设不论是从数据中心整理管理及控制层面上，还是从节能减排降低能耗及费用花销角度来看，都具有重要的实践意义。通过在数据中心机柜内部署相应功能组件设施，并通过一套功能强大、便于操作、人性化的管理平台进行统一集中的呈现和管理，实现数据中心智能化的管理，同时还可通过其优异的安全策略及功能确保整个操作过程和传输数据的安全。

3数据中心智能化项目建设目标

通过建设“数据中心机柜智能化综合管理系统”来实现机柜内能耗状况及微环境状况等功能的综合监控和管理，同时通过高等级的安全机制实现了从操作、管理到维护的一站式安全管理。另外，这套系统也具备强大的扩展能力，只需增加相应功能组件即可实现诸如系统设施安全、运维管理等扩展功能，方便运维人员的管理和维护。

“数据中心机柜智能化综合管理系统”可以将整体数据中心管理水平提升一个高度，最终实现数据中心管理的智能化及高效化。

4数据中心智能化系统架构设计

系统整体部署及架构见图1。即在机柜内部署控制器、智能供电组件及环境探头，用户通过管理维护网络进行统一安全登录后，实现整套“数据中心机柜智能化综合管理系统”的集中管理和维护。

5数据中心智能化系统价值及功能效果

5.1微环境温湿度控制管理

传统的机房制冷系统仅考虑到空调本身的制冷能力，以及机房整体的温湿度，而没有考虑机柜内部IT设备的散热问题。殊不知，机柜中的IT微环境的散热不当，才是导致设备过热而宕机的根源所在。当出现局部热点问题时，常规的管理手段仅能通过调节空调整体温度来控制，这样非但不能有效解决局部热点问题，反而会带来诸多连锁效应，导致数据中心环境整体恶化。根据ANSI/TIA-942标准或国内标准如GB－50174等规定，常规数据中心温度控制在20℃～25℃为最佳，但是由于不同设备所产生的热量高低不同，在不同机柜内会产生局部温度过高问题，常规温度监测手段无法在第一时间发现问题，从而引起设备工作温度过高。轻则减少设备寿命、增加故障几率和频繁宕机状况，重则引起设备损坏、增加运维成本。

同时湿度控制也至关重要，微环境内湿度变化过大也会引起设备问题，当相对湿度较高时，水蒸气在电子元器件或电介质材料表面形成水膜，容易引起电子元器件之间形成通路；当相对湿度过低时，容易产生较高的静电电压损毁设备。微环境中的温、湿度变化远大于数据中心整体环境，所以如何及时、有效地发现问题，并根据局部环境特性来进行调整和修改，是确保数据中心稳定运行的重要管理手段。

造成局部微环境的温度、湿度问题的原因非常多，诸如空调系统制冷及加除湿探头失效、架空地板下静压箱失衡、冷通道异物引起局部气流的乱流、穿孔地板开孔率不匹配、异物阻碍冷通道送风、机柜内设备摆放位置不均衡、机柜内局部混流引起热空气再循环、热通道散热受阻等，这些原因将直接导致设备运行稳定及生产系统效率降低。因此，通过一套“数据中心机柜智能化综合管理系统”来监控局部温湿度变化，在监测局部温湿度超出预警范围时提供有效告警，配合数据中心整体温湿度监控系统构建成为由点及面的全覆盖式管理方式。

5.2设备用电管理及能耗管理

目前对于数据中心内的电力系统监控和管理系统，仅能做到UPS、配电柜（PDU）级别的控制和管理，但是对于每个机柜内用电状况、每台设备甚至每台设备用电端口级别的控制和管理，仍是当前管理手段所不具备的功能。虽然UPS能提供一些数据中心电力系统的数据信息，但是无法准确得到如：RMS电流数据、功率因数、最大RMS电流数据、电压、有功功率、视在功率、每节点功耗（有功功率）等具体信息，而且在整个数据中心内部，仍然无法做到这些数据的采集分析和管理。

对于每机柜、每设备、每端口的用电控制和管理却是影响数据中心用电安全、用电稳定及降低能耗的关键指标，其影响范围不单是数据中心设备设施层面，对于数据中心所承载的核心业务是否能稳定、有效且不受影响地运行也起着至关重要的作用。

5.3机柜智能化监控管理平台

“数据中心机柜智能化综合管理系统”不仅能够提供多种微环境数据如温度、湿度信息，而且还可提供每机柜用电信息，如负载电流、最大承载电流、电压、功率、耗电量等，并可以通过现有数据进行分析、评估及未来趋势的展现。同时可以在这个智能化监控管理平台上进行数据中心内每机柜用电设备的远程控制和管理功能，实现运维人员远程控制和管理的平台。系统为业务部门提供保障支撑服务，将使数据中心的整体能耗、环境及运维的操作安全等级得到有效控制与保障，从而达到数据中心运营费用及管理费用的节省，并实现整体数据中心的“节能减排”。

5.4统一安全登录平台

通过统一安全的登录平台进行“数据中心机柜智能化综合管理系统”的登录、操作和维护工作，并通过专用的USB－KEY进行强用户身份验证，确保登录及访问的安全。GAS统一安全登录平台采用崭新的设计架构，是一款先进的且具有账号管理、认证管理、授权管理和行为审计为一体的管理运维平台系统。支持统一身份认证，支持制定访问策略、权限，并且该平台可以完整记录用户的所有操作行为，包括鼠标点击、键盘输入和输出信息、图形变化等信息。可以通过关键字进行查询，可以有效地分析用户操作的敏感信息，通过归类、回放、直观呈现等方法，帮助管理人员识别操作环境中的恶意威胁活动，降低恶意侵袭和误操作带来的风险。

6解决方案的优势

通过“数据中心机柜智能化综合管理系统”的建设，实现数据中心微环境和机柜供电系统的智能化管理，使维护人员更加及时、有效地了解数据中心内设施能耗状况及环境状况的运行状况，能及早发现问题并在第一时间通过有效手段进行故障排除。提高数据中心内关键业务的运行稳定性及安全性，从而降低因设备故障或环境因素所导致的资金开销。直观的数据呈现机

制及分析报表功能可将现有数据中心内环境状况进行汇总和展现。另外，通过“数据中心机柜智能化综合管理系统”，还可以帮助数据中心进行能耗的优化，达到国家“节能减排”的要求。

目前针对现有数据中心环境及结构特点，需要“数据中心机柜智能化综合管理系统”拥有极强的兼容能力及简单部署能力。处于对现有网络安全性的考虑及网络资源的宝贵，每套系统只需要占用很少的网络接口，就可以进行组网和数据交换，且每机柜独立拥有控制功能，通过液晶面板即可实现功能切换和数据读取，利于运维人员现场操作和数据采集工作，并可将机柜内全部功能组件进行统一汇聚，无须多套系统独立部署，避免兼容性问题及机柜内空间占用问题。可针对现有能耗、环境监控系统、网管系统或资源管理平台进行国际标准SNMP等数据接口的融合，形成数据联动、告警联动及智能一体化功能，便于运维人员的日常操作、管理和维护。

参考文献：

［1］中华人民共和国工业和信息化部.GB/50174—2008电子信息系统机房设计规范［S］.2009－06－01.

［2］林小村.数据中心建设与运行管理［M］.北京：科学出版社，2010.

［3］张广明.数据中心基础设施设计与建设［M］.北京：电子工业出版社，2012.

［4］顾大伟.数据中心建设与管理指南［M］.北京：电子工业出版社，2010.