本文作者為施耐德電氣IT事業(yè)部(APC)數(shù)據(jù)中心解決方案資深產(chǎn)品經(jīng)理

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一、前言

當(dāng)下數(shù)據(jù)中心缺少一個(gè)對(duì)軟件管理工具進(jìn)行分級(jí)的權(quán)威性系統(tǒng)。因而對(duì)確保數(shù)據(jù)中心安全高效運(yùn)營的管理系統(tǒng)的必需性和選擇性造成誤解。本文將數(shù)據(jù)中心管理工具分成四個(gè)子分類 并加以闡述。通過使用這個(gè)分級(jí)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心專業(yè)人員就能夠量體裁衣地決定各自具體的數(shù)據(jù)中心需要哪些基礎(chǔ)設(shè)施管理工具。

大多數(shù)專業(yè)認(rèn)識(shí)所熟知的數(shù)據(jù)中心包括兩部分。第一部分，信息技術(shù)（IT），指的是數(shù)據(jù)中心所有信息處理層面上的系統(tǒng)（例如服務(wù)器，存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）。 第二個(gè)部分，則包括確保IT部分正常工作的物理基礎(chǔ)設(shè)施及其控制。這第二部分包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)為IT機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備提供支持的物理基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，以及大型數(shù)據(jù)中心設(shè)施本身。例如設(shè)施電源、制冷和安防系統(tǒng)。本文描述的管理軟件分級(jí)系統(tǒng)著重于第二部分。

兩個(gè)部分相互關(guān)聯(lián)，但各自的子系統(tǒng)則是由不同的用戶調(diào)用、管理和維護(hù)的。例如，設(shè)備和工程部門保有并對(duì)建筑設(shè)施及IT基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)維。而IT部門的人員則負(fù)責(zé)IT設(shè)備。隨著數(shù)據(jù)中心的整體發(fā)展， 這些部門將會(huì)有越來越多的業(yè)務(wù)交叉進(jìn)行，作為提供支持的各管理系統(tǒng)也會(huì)相互關(guān)聯(lián)得越來越緊密。

理想的狀態(tài)下，數(shù)據(jù)中心的經(jīng)理們應(yīng)該可以通過一個(gè)管理軟件包滿足他們所有的基本需求。然而，這種單一系統(tǒng)的概念在實(shí)際應(yīng)用中是不存在的。盡管眾多廠商爭(zhēng)相承諾一個(gè)終極統(tǒng)一管理系統(tǒng)的美好愿景，但這始終只是一個(gè)可望而不可及的夢(mèng)想。原因在于以下三點(diǎn)：

需要用簡(jiǎn)單的工具滿足特定需求 --IT和設(shè)施管理人員需要處理的業(yè)務(wù)有著不同的優(yōu)先排序，沒有一個(gè)工具包能同時(shí)滿足他們的所有需求。因而針對(duì)特定要求的簡(jiǎn)單的工具更受歡迎。

對(duì)已有系統(tǒng)的投資 --大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心專業(yè)人員已經(jīng)安裝了具有部分管理功能的軟件。在很多情況下，取代現(xiàn)有軟件既不可行也不經(jīng)濟(jì)。

開放性協(xié)議可實(shí)現(xiàn)不同軟件的集成--建筑設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施管理軟件工具是高度專業(yè)化的，但這些軟件工具又是基于標(biāo)準(zhǔn)化的開放協(xié)議，能夠簡(jiǎn)單便捷地根據(jù)需要向現(xiàn)有工具包中添加和集成新的工具，并且能保持它們之間有效的溝通和協(xié)同工作。因此，這種功能淡化了對(duì)簡(jiǎn)單統(tǒng)一的系統(tǒng)的需求。

二、分級(jí)系統(tǒng)

一個(gè)數(shù)據(jù)中心設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施部分包括四個(gè)子分類。取決于特定數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，完整數(shù)據(jù)中心（IT和基礎(chǔ)架構(gòu)兩個(gè)部分）可能包含數(shù)以百計(jì)的管理軟件子系統(tǒng)。將這些子系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)的第一步是把它們歸入四個(gè)基本子分類。 盡管本文是主要討論設(shè)施和IT基礎(chǔ)架構(gòu)管理軟件，但是子分類也能夠?qū)T管理軟件進(jìn)行分級(jí)。

各子分類都與圖形用戶界面（GUI）或者人機(jī)界面（HMI）相聯(lián)系，而且智能儀表盤層是跨分類信息可視化的主要區(qū)域。

對(duì)于準(zhǔn)備評(píng)估管理軟件的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營人員來說， 第一步應(yīng)該是檢查數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，例如供配電系統(tǒng)、樓宇的暖通空調(diào)和制冷設(shè)施、IT機(jī)房和安防等。這樣有助于判斷哪些子系統(tǒng)管理工具已經(jīng)安裝，以及下一步哪些子系統(tǒng)管理工具是需要安裝的。例如，一個(gè)托管數(shù)據(jù)中心可能不需要管理IT機(jī)房的子系統(tǒng)，但是暖通空調(diào)控制和電力管理的子系統(tǒng)卻可能是很關(guān)鍵的。一個(gè)安置著100臺(tái)機(jī)柜的小型或中型的數(shù)據(jù)中心則可能沒有設(shè)施控制和電源管理子系統(tǒng)， 而是把這個(gè)工作交給設(shè)備工程部。 另一方面，IT員工可能希望通過安置一個(gè)機(jī)房管理子系統(tǒng)直接監(jiān)測(cè)性能數(shù)據(jù)。

三、監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化

納入監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化子分類的子系統(tǒng)能夠確保：

1.數(shù)據(jù)中心按設(shè)計(jì)的性能工作；

2.自動(dòng)維護(hù)和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的可用性和效率。

監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化軟件根據(jù)用戶定義的閾值執(zhí)行告警、記錄日志以及控制物理設(shè)備。監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化子分類的各子系統(tǒng)包括設(shè)施電力、設(shè)施環(huán)境控制、設(shè)施安防子系統(tǒng)和IT機(jī)房管理（如圖2所示）。表2按主次功能區(qū)分幾種主流的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化子系統(tǒng)。

監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化子分類中存在的四個(gè)子系統(tǒng)分組：

 

設(shè)施電力

設(shè)施電力管理子系統(tǒng)對(duì)包括數(shù)據(jù)中心在內(nèi)的建筑物內(nèi)整個(gè)供配電網(wǎng)路（從市電接入，經(jīng)過變壓器、配電單元到機(jī)柜）的狀態(tài)和運(yùn)營提供詳細(xì)的監(jiān)測(cè)。電氣工程師和咨詢顧問使用這些子系統(tǒng)來管理供配電網(wǎng)路。這類子系統(tǒng)的最重要功能包括電流狀況的監(jiān)測(cè)（關(guān)鍵和非關(guān)鍵負(fù)載）、電源告警和電源分析。這些功能為以下關(guān)鍵動(dòng)作提供支持，例如：電力網(wǎng)路問題的通知和響應(yīng)、維護(hù)（例行和非例行的）、容量規(guī)劃、設(shè)施擴(kuò)展/翻新項(xiàng)目、能源效率項(xiàng)目、電源質(zhì)量分析和電源可靠性分析。

設(shè)施電力管理子系統(tǒng)提供清晰完整的設(shè)施供配電系統(tǒng)的視圖。同時(shí)也可以基于細(xì)化的電氣數(shù)據(jù)提供綜合且有的放矢的信息。 例如：功率、能耗、功率因數(shù)、電流、電壓、頻率、諧波和波形。子系統(tǒng)的輸出包括設(shè)施的3D視圖、電氣單線圖和設(shè)備詳細(xì)信息。設(shè)施電力管理子系統(tǒng)同時(shí)提供可視告警指示和告警通知、數(shù)據(jù)分析工具，以及安排和發(fā)布報(bào)告的能力。

設(shè)施電力管理子系統(tǒng)既能為小型數(shù)據(jù)中心提供簡(jiǎn)便基本的電力監(jiān)測(cè)功能，又能為大型站點(diǎn)提供高速高性能的反饋。

 

設(shè)施環(huán)境控制

傳統(tǒng)意義上的設(shè)施環(huán)境控制子系統(tǒng)只滿足設(shè)備工程部門的要求。除了對(duì)設(shè)施暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制，設(shè)施環(huán)境控制子系統(tǒng)還能集成消防系統(tǒng)、水、蒸汽和燃?xì)庀到y(tǒng)。設(shè)施環(huán)境控制子系統(tǒng)經(jīng)常采用的通訊協(xié)議包括有”BACnet，LONworks，和Modbus“。

設(shè)施環(huán)境控制子系統(tǒng)的日常功能包括開關(guān)閥門和風(fēng)門擋板，對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)速和水泵啟動(dòng)，對(duì)建筑設(shè)施內(nèi)目標(biāo)空間進(jìn)行受控的加熱和制冷。

 

設(shè)施安防

隨著先進(jìn)的光學(xué)視頻管理、生物識(shí)別和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)等新技術(shù)更廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的”門卡-警衛(wèi)“安防模式正逐步被能夠提供主動(dòng)身份驗(yàn)證和數(shù)據(jù)中心人員活動(dòng)跟蹤的設(shè)施安防子系統(tǒng)所取代。身份識(shí)別技術(shù)正隨著受到它保護(hù)的設(shè)施、信息和通訊的迅猛發(fā)展而快速變化。

IT 機(jī)房

IT機(jī)房管理子系統(tǒng)監(jiān)控IT機(jī)房?jī)?nèi)的電源和制冷系統(tǒng)，以確保服務(wù)器、通訊設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備的正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)中心的IT機(jī)房管理子系統(tǒng)是按照機(jī)房操作員對(duì)快速實(shí)時(shí)信息的需要和要求開發(fā)的。IT環(huán)境特有的快速變更，智能設(shè)備和基于異常狀況的管理哲學(xué)，各子系統(tǒng)還能與機(jī)柜行列內(nèi)的安防攝像機(jī)相結(jié)合使用。

IT機(jī)房管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)允許對(duì)多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行固件同步升級(jí)，以及通過驗(yàn)證反映行為參數(shù)超過預(yù)設(shè)閾值的異常來監(jiān)測(cè)電池健康狀況。機(jī)房管理子系統(tǒng)期望用與其他IT應(yīng)用類似的方式來操作電力和制冷監(jiān)控系統(tǒng)，也就是說，由軟件自動(dòng)安裝，軟件自動(dòng)檢測(cè)所連接的組件。簡(jiǎn)單來說，每一個(gè)程序都擁有變更配置的能力。這些子系統(tǒng)通常使用IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

三、規(guī)劃和實(shí)施

規(guī)劃與實(shí)施子分類所包含的子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：

1.新設(shè)備的高效部署；

2.數(shù)據(jù)中心設(shè)施變更計(jì)劃的執(zhí)行；

3.數(shù)據(jù)中心內(nèi)的資產(chǎn)跟蹤；

4.模擬潛在變更來分析對(duì)數(shù)據(jù)中心今后的影響。

規(guī)劃和實(shí)施的功能包括：

1.預(yù)測(cè)和建模(“我如果這樣做會(huì)發(fā)生什么？”)，

2.變更跟蹤 (“在什么時(shí)候我的系統(tǒng)會(huì)過時(shí)棄用？”),

3.資產(chǎn)跟蹤 （“我如何跟蹤一件設(shè)備的移動(dòng)和歷史記錄？”），

4.依存關(guān)系分析 （“如果我改變一個(gè)機(jī)柜的設(shè)備配置會(huì)對(duì)冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生什么樣的影響？”）。

在規(guī)劃與實(shí)施的子分類中存在著五類子系統(tǒng)：

設(shè)施資產(chǎn)管理

這個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)資產(chǎn)部署，資產(chǎn)相關(guān)部件指標(biāo)參數(shù)的生成，校準(zhǔn)和建筑物內(nèi)設(shè)備資產(chǎn)的成本核算和跟蹤等的管理。

設(shè)施容量管理

這個(gè)子系統(tǒng)除了預(yù)估項(xiàng)目對(duì)電源和制冷基礎(chǔ)設(shè)施的影響之外，還提供能耗和水流量的實(shí)時(shí)測(cè)量來協(xié)助設(shè)施管理人員計(jì)劃在制冷間和電氣間內(nèi)設(shè)備的移動(dòng)和變更。

IT機(jī)房工作流程管理

這個(gè)子系統(tǒng)通過呈現(xiàn)數(shù)據(jù)中心不同地點(diǎn)分級(jí)，包括總體和本地的視圖，以及成批或者單一的資產(chǎn)的綜合概覽來幫助執(zhí)行設(shè)備的添加，移動(dòng)，和變更，

 

IT機(jī)房容量管理

從能效的角度講，這個(gè)子系統(tǒng)確認(rèn)電源，制冷，和機(jī)柜級(jí)別IT設(shè)備的最佳安置地點(diǎn)。用戶提出的要求，例如冗余, 網(wǎng)絡(luò)使用 和業(yè)務(wù)分組等，也作為參數(shù)計(jì)算在內(nèi)。 通過使用真實(shí)的數(shù)據(jù)來模擬變更，在發(fā)生變更之前分析得出變更會(huì)產(chǎn)生的影響。這個(gè)層面的計(jì)劃可降低電力和制冷系統(tǒng)的擱淺容量。

 

IT機(jī)房資產(chǎn)和生命周期管理

這個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)IT機(jī)房的資產(chǎn)管理，數(shù)據(jù)中心布局的可視模型能夠跟蹤IT資產(chǎn)和可用空間。對(duì)數(shù)據(jù)中心布局展示描繪還可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)機(jī)柜功耗的可視化，以及電力故障識(shí)別和定位。

數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集子分類包含設(shè)備儀表、電源保護(hù)設(shè)備、嵌入式插件、可編程邏輯控制器（PLC）、傳感器和其他類似設(shè)備。這些設(shè)備執(zhí)行的是收集數(shù)據(jù)和把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入管理軟件進(jìn)行處理等基本功能。

智能儀表盤

所有數(shù)據(jù)中心經(jīng)理都要求通過某些途徑來整合關(guān)于各自數(shù)據(jù)中心性能的關(guān)鍵信息。不但這些關(guān)鍵信息要匯集，而且要使看到這些數(shù)據(jù)的用戶明白它的意義并能采取行動(dòng)。事實(shí)上，通過一個(gè)智能儀表盤來使數(shù)據(jù)可視化是允許產(chǎn)生跨四個(gè)主要子分類視圖的重要功能。

可操作的智能儀表盤所提供的數(shù)據(jù)包括以下這些：平均溫度和濕度、某一時(shí)段中最高的溫度和濕度、IT負(fù)載、數(shù)據(jù)中心總體負(fù)載和10項(xiàng)最近的關(guān)鍵告警信息概要等。從安防的角度講，智能儀表盤還能強(qiáng)調(diào)顯示最近10次物理進(jìn)入及其發(fā)生的時(shí)間。負(fù)責(zé)控制能源成本的運(yùn)營人員還可以在智能儀表盤上顯示PUE數(shù)據(jù)。

一些數(shù)據(jù)中心運(yùn)營者可以選擇不通過智能儀表盤，而直接讀取原始數(shù)據(jù)。例如，把對(duì)SQL表格的查詢生成或者轉(zhuǎn)換成Excel文件，由此產(chǎn)生的報(bào)告可以滿足對(duì)實(shí)時(shí)性能信息的要求。各種監(jiān)控子系統(tǒng)，可以強(qiáng)調(diào)顯示緊急的問題。但是隨著數(shù)據(jù)中心變得越來越復(fù)雜，更需要把信息簡(jiǎn)便的組織并呈現(xiàn)在正式的智能儀表盤中。智能儀表盤本身代表著第四個(gè)子分類， 它可以獲取來自于其他三個(gè)子分類的數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)更新到管理軟件包，通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)提供KPIs和數(shù)據(jù)綜述。

有一些智能儀表盤更專注于IT設(shè)備的性能，而另一些則提供簡(jiǎn)單的物理設(shè)施的視圖，例如制冷，電力和安防。智能儀表盤從監(jiān)控和自動(dòng)化，規(guī)劃和實(shí)施，以及數(shù)據(jù)采集這些子分類獲取信息。

可視化軟件

盡管智能儀表盤是匯集那些對(duì)行動(dòng)有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵核心部件，但是還有各種層面的人機(jī)交流界面（HMI）和圖形用戶界面存在著，而且允許特定的用戶通過數(shù)據(jù)中心的各種子系統(tǒng)查看對(duì)他們有意義的數(shù)據(jù)（如圖1中GUI和HMI所示）。盡管設(shè)施工程師是所使用的HMI不同于IT操作者所使用的GUI，但是兩者都基于用戶喜好的優(yōu)先權(quán)從系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)。

【作者簡(jiǎn)介】

劉海峰

施耐德電氣IT事業(yè)部(APC)數(shù)據(jù)中心解決方案資深產(chǎn)品經(jīng)理

施耐德電氣IT事業(yè)部全球數(shù)據(jù)中心解決方案資深產(chǎn)品經(jīng)理。目前主要從事數(shù)據(jù)中心解決方案的研究、策劃，及推廣工作。長期與中國數(shù)據(jù)中心團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作，將國際先進(jìn)理念引入中國，使其與國內(nèi)數(shù)據(jù)中心發(fā)展動(dòng)向有機(jī)結(jié)合并念順利在中國落地。

劉海峰于2005年加入APC，任職數(shù)據(jù)中心電源解決方案高級(jí)應(yīng)用工程師，曾參與Bank of America，Intel，Digital Realty Trust等大型數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。加入APC之前，曾先后在Powerware， Emerson Network Power等公司工作， 十多年的數(shù)據(jù)中心從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，先后從事過UPS及配電產(chǎn)品以及數(shù)據(jù)中心整體解決方案的應(yīng)用、技術(shù)支持，產(chǎn)品管理，市場(chǎng)推廣，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)/白皮書的制定工作。

劉海峰畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)，擁有電子工程碩士學(xué)位。以及羅德島大學(xué)，獲得工商管理碩士學(xué)位，Beta Gamma Sigma榮譽(yù)學(xué)會(huì)會(huì)員。