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服務器機櫃品牌曆史與實現數據中心發展曆史漫談(2)

2012-06-16 09:20:42  欄目:服務支持

物理布局

數據中心可以占用一個房間、一個和多個樓層或整棟建築,大部分都是服務器,一般安裝在19英寸機櫃中,通常布置成一排,每排機櫃之間是人行通道,這樣人們想要操作機櫃前方和後方都很方便,服務器的尺寸大小不同,從1u到大型獨立機櫃的都有,有些設備如大型機和存儲設備本身就是一個櫃狀物體。一些非常大的數據中心還可能會用到“集裝箱”,僅每個集裝箱就可以裝下1000台甚至更多服務器,當需要維修和升級時,整個集裝箱將被替換,而不是修複獨立的服務器。

數據中心的物理環境是有嚴格控製的:

1. 空調用來控製數據中心的溫度和濕度,製冷與空調工程協會的“數據處理環境熱準則”建議溫度範圍為20-25℃(68-75?),濕度範圍為40-55%,適宜數據中心環境的最大露點溫度是17℃。在數據中心電源會加熱空氣,除非熱量被排除出去,否則環境溫度就會上升,導致電子設備失靈。通過控製空氣溫度,服務器組件能夠保持製造商規定的溫度/濕度範圍內。空調係統通過冷卻室內空氣下降到露點幫助控製濕度,濕度太大,水可能在內部部件上開始凝結。如果在幹燥的環境中,輔助加濕係統可以添加水蒸氣,因為如果濕度太低,可能導致靜電放電問題,可能會損壞元器件。相比傳統設計,地下數據中心的計算機設備在保持冷卻的同時消耗的電能可能更少。

2. 現代數據中心嚐試使用更經濟的冷卻係統,比如它們使用外部空氣保持數據中心冷卻。美國華盛頓州現在有幾個數據中心一年中有11個月都是使用外部空氣冷卻所有的服務器。它們不使用製冷空調,這樣可以節約數百萬美元的電費。

3. 由一個或多個不間斷電源(ups)和/或柴油發電機組成備用電源。

4. 為了避免出現單點故障,所有電力係統,包括備用電源都是全冗餘的。對於關鍵服務器來說,要同時連接到兩個電源,以實現n+1冗餘係統的可靠性。靜態開關有時用來確保在發生電力故障時瞬間從一個電源切換到另一個電源。

5. 數據中心的地板相對瓷磚地板要提升60厘米(2英尺),這個高度現在變得更高了,是80-100厘米,以提供更好的氣流均勻分布。這樣空調係統可以把冷空氣也灌到地板下,同時也為地下電力線布線提供更充足的空間,現代數據中心的數據電纜通常是經由高架電纜盤鋪設的,但仍然有些人建議出於安全考慮還是應將數據線鋪設到地板下,並考慮增加冷卻係統。小型數據中心裏沒有提升的地板可以不用防靜電地板。計算機機櫃往往被組織到一個熱通道中,以便使空氣流通效率最好。

6. 數據中心的防火係統包括無源和有源設計,以及防火行動執行計劃。通常會安裝煙霧探測器,在燃燒產生明火之前能夠提前發現火警,在火勢增大之前可以截斷電源,使用滅火器手動滅火。在數據中心是不能使用自動噴水滅火裝置的,因為電子元器件遇水後通常會發生故障,特別是電源未截斷的情況下使用水滅火情況會變得更糟。即使安裝了自動噴水滅火係統,清潔氣體滅火係統也應早於自動噴水滅火係統啟動。在數據中心還應該安裝防火牆,這樣可以將火源控製在局部範圍內,即便是發生火災也可以將損失減到最低。

7. 物理安全也是數據中心的重要保護措施,通常僅限於指定人員可以物理訪問機櫃中的設施,如果是大型數據中心或包含敏感信息的係統,還要使用攝像頭進行永久性監控。

圖 3 一個典型的服務器機架和常見的搭配

網絡基礎設施

數據中心的通信目前通常是運行在基於ip協議的網絡上,數據中心包含一套路由器和交換機在服務器和外界之間傳輸數據,為保證網絡的穩定可靠,往往會提供兩個或更多冗餘的互聯網連接。

數據中心有些服務器用於運行基礎的互聯網服務和組織內部用戶需要的內部網服務,如電子郵件服務器,代理服務器和dns服務器。

數據通常還需要部署網絡安全設備,包括:防火牆、vpn網關、入侵檢測係統等,也包括監控網絡和某些應用的監控係統,典型的場所監視係統也很普遍,在數據中心內部發生通訊故障時可以快速判斷故障位置。

圖 4 機架式服務器

應用

數據中心的主要目的就是運行應用程序處理核心業務和組織的業務數據,這些應用程序可能是直接購買的,也可能是由組織內部自行開發的,常見的應用程序如erp和crm係統。這些應用程序可能由多台主機組成,每台主機隻運行一個組件,通用組件包括數據庫、文件服務器、應用服務器、中間件等。

數據中心也用於異地備份,公司可以訂購數據中心提供備份服務,通常使用磁帶備份,可以在服務器本地備份到磁帶上,但磁帶應放在一個安全的位置,同時也要防禦火災和水災。較大的公司都會進行離線備份以增強備份數據的安全性,當然也可以備份到數據中心,加密備份可以通過互聯網傳輸到另一個可以安全存放的數據中心。

對於災難恢複,幾大硬件廠商都開發了移動解決方案,可在很短的時間內完成進入運行狀態,如思科、ibm和惠普公司都開發出了用於災難恢複的係統。

圖 5 多服務器機架,這就是典型數據中心看起來的樣子

小結

經過數十年的發展,今天,無論是互聯網數據中心,還是企業私有的數據中心,抑或是超級計算中心,都已經日臻成熟,數據中心的設計與構建也日漸規範。不過,數據中心也同樣許多前所未有的挑戰,比如大量it資源的高效率管理問題,機房的動態擴展問題,由於電費和環保帶來的綠色節能問題,雲計算和虛擬化等技術發展帶來的全新一代數據中心構想,以及動態it架構的問題等等。不過,AG直播app相信,未來的數據中心一定會變得越來越智能化,也會越來越環保。
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