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2021-07-14 04:10:42

分析当前数据中心机房传统列头柜配电方式的特点及其存在的问题。从提高机房末端配电安全性、可用性的角度出发,重点介绍数据中心机房机柜配电的新模式—智能母线槽配电方案。并对智能母线方案的实现方式作了深入探讨分析。总结优势及其代表的未来趋势。


数据中心作为企业的信息中心枢纽,承载着关系企业核心信息的服务器,是一套复杂的综合设施,不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备,还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。配电系统作为数据中心比较重要的环节之一,断电或低质量供电是造成数据中心服务器宕机的主要因素之一。如何优化数据中心机房配电系统提高可用性和安全性,确保服务器以及其它硬件不间断运行,是数据中心管理者面临的重大课题之一。对比传统列头柜配电方案,是否有技术更先进、可靠性更高的供电方案是数据中心从业者关注的问题。本文谨以笔者目前了解到的动态作些最粗浅的分析,抛砖引玉,目的在于让更多同行来研究进步。


1传统配电方案


传统的数据机房机柜一般采用精密配电柜配电。业内俗称精密列头柜配电方案。精密配电柜是一款针对数据中心机房能源末端,综合分配和采集能源的智能配电柜。为机柜中的it/ct设备提供电能和能源数据测量,通过显示单元,实时掌握电能参数和质量。通过通讯技术上传至后台环境监控系统。可以达到对整个配电系统的实时监控和运行质量的有效管理。


传统机房配电布局每一列机柜的始端(左或右)放置一个列头柜,该配电柜兼具配电和智能监控双重功能,采用高集成、高可靠性的计算机主板,全面监测系统的各项运行参数,比传统配电柜更省空间,提高了容积率。该方案中,每一个机柜的pdu配电条都需要靠线缆接入到列头柜取电,其配电拓扑是一对多的对应关系。


2列头柜方案存在的问题


2.1生命周期成本问题


一般情况下,用户在设计之初会适当考虑未来的业务发展所带来的用电功率增加,所以通常在早期方案设计时就把冗余量做的比较大。但从实际的用户应用调查发现,用户方案设计容量、用户设备的预计负载量以及用电设备的实际负载量之间存在着很大差异。平均来看,目前不少建成的数据中心机房5年后的实际负载率还不到当初设计容量的50%。也就是说,有接近50%的容量在很长一段时间基本都处于“浪费”状态。不少用户提出,是否有一种“边成长边投资”的方案以实现资源利用效率较大化。


2.2空间利用率问题


不少大型的数据中心集中在城市的核心中央商务区,租金昂贵,空间资源极其宝贵。对于在此类地区面临新建或改造数据中心的用户来说,如何提高设备的空间利用率是一个非常现实且棘手的问题。现代it服务器有小型化的趋势如果物理基础设施仍然保持原来的臃肿体积无疑将会对整个数据中心运营效率的提高产生影响。用户的希望是基础物理设施占用的空间尽可能小,甚至不占用地板面积。然而对于列头柜配电方案而言这很难做到。


2.3灵活性问题


对于市场瞬息万变的互联网行业,很多业务可能不到1年内就爆发,如果还是采用传统的数据机房建设模式,可能建好之后就已错过时机,因此时间某种程度决定业务成败,2~3年的数据中心建设周期是不能被接受的。用户的长期效益包括如何高效给服务器等设备供电和如何更快速地设计和建造数据中心,两者同样重要。目前国内数据中心建设周期因系统的进度及可用性要求的不同,实际建设的时间一般要3~18个月不等。


数据中心it设备的革新基本每3~4年就要发生一次,而对于一个要维持15年甚至20年的数据中心而言,经历4~5次it设备更替后总体成本是非常高的。而经历多次it设备的更替升级换代,必然面临一个问题:it负载功率的不可预测性。5年前,一台普通的it机柜容量大概是2kw左右,而如今普遍增大到4kw以上,有些高密机柜容量甚至达到10kw以上。功率密度不断增大是必然趋势,且这种趋势无法准确预见,随之而来就带来了两个问题:①机房功率密度不均衡导致局部温升过高;②对机房配电方案提出了挑战。目前来看,传统列头柜配电方案显然还满足不了功率密度灵活变化的需求


让数据中心随需而建的理念跟前面所提及的“边成长边投资”有异曲同工之处。数据中心建设初期,往往预测不到未来2~3年业务爆炸式的增长,腾讯微信就是一个很好的例子。这个社交软件从发布之初,仅用了2年时间,用户数量就突破了3亿,随之带来的是海量的数据,需要后台强大的数据中心来支撑业务的持续运营。要做到随需而建,对数据中心物理基础设施提出了很高的要求,如具备快速扩展,标准化,模块化的功能等。是否影响原系统的可靠可用性指标?是否需要中断现有业务?扩容是否影响原有系统的兼容性等都是应该考


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