爱华网宁波智慧城市建设规划 智慧城市云计算数据中心的规划设计与建设
“数据中心”是人类上世纪在IT组织应用推广模式方面的一大发明，标志着IT应用的规范化和组织化。今天，随着物联网、大数据、云计算等现代信息技术的快速发展，几乎所有在建的智慧城市及一些大中型机构(政府部门、企业、科研院校…)都建立了自己的云计算数据中心，全面管理本城市和本机构的IT系统。如今覆盖全球的Internet和无数机构的业务实际上是在云计算数据中心支持下运转的。云计算数据中心已经成为交通、能源一样的经济基础设施。当前的形势是，人类社会在得益于云计算数据中心的同时、也受到利用传统技术建立起来庞大数据中心资产的种种困扰，在成本、因变速度、安全、能源消耗等方面面临着一系列严峻挑战。当前在智慧城市建设中人们普遍的共识是：传统的数据中心已经不适应全球化时代对现代IT技术的许多新要求，必须进行革新，否则就会走向反面，成为阻碍现代IT发展和智慧城市建设的因素。 一、建设云计算数据中心势在必行 从数据中心内部计算机应用模式发展历史来看，从最早的大型机、服务器 /客户机(Server/Clinet)模式、到网络计算环境、今天的云计算环境，一浪一浪向前发展。革新传统的数据中心技术、建设云计算数据中心反映了数据中心技术的发展规律和当前智慧城市建设的需要。 在“瞬息万变”和“适者生存”的智慧地球时代，传统数据中心失去了活力，同样必须加以变革。任何头痛医头，脚痛医脚的局部方法，都是不能根本解决问题的，唯一的出路是改革，建设新一代的云计算数据中心!当前改造原有数据中心、建设云计算数据中心，已经形成一股席卷全球的新浪潮，造成了空前巨大的市场机遇。调研的结果发现：到2013年，60%以上的数据中心将迁移到智慧城市云计算数据中心新机房中;今后10年内，40%以上的数据中心将被更换。 当前，许多企业或机构都迫切要求改造原有数据中心和建设新一代云计算数据中心。全国在建的150多个智慧城市大部分都建起了云计算数据中心，从云计算数据中心的占地面积和服务器台数来看：特大型城市4万平方米和10万台以上；大型城市2万平方米和5万台以上；中型城市1万平方米和2万台左右；小型城市4千平方米和5千台左右。实践表明，新一代云计算数据中心规划与建设是一个复杂的系统工程，其成败的关键与采用的具体技术有关，重要的是搞好规划和设计原则。因此，本文从规划和设计出发，环绕机房环境、计算、安全和管理等四个基础设施构建模块，探讨如何优质高效地建设云计算数据中心。 二、云计算数据中心的规划 建设目标。制订云计算数据中心建设规划要有的放矢，首先从扩展能力、容灾与高可用性、灵活性和管理自动化等方面确定建设目标。例如，要求云计算数据中心至少满足10年以上的城市发展需要、达到较高的可用性级别等。 规划步骤。在制订云计算数据中心建设规划时，要基于特定的建设目标，结合智慧城市的业务应用架构与发展规划，这样才能有针对性。一般来说，云计算数据中心的规划工作主要遵循以下步骤： 分析现状 — 使用云计算数据中心成熟度模型或其他工具，分析当前IT基础设施和运行现状，评估当前环境在业务运营连续性、技术系统/应用程序和数据中心设施方面的情况，确定哪些方面需要改变，才能满足业务目标和建设云计算数据中心的驱动因素。 系统设计 — 提出满足需求的云计算数据中心设计，包括云计算数据中心基础设施、关键技术、运行和支持管理系统等有关情况。 实施转换 — 形成从当前IT基础设施转换到云计算数据中心的实施步骤。 三、制订改造和建设云计算数据中心规划需要考虑的因素 其一，智慧城市在制定改造现有数据中心建设规划时，首先需要对现有的数据中心的建筑平面图、电源、散热系统、活动地板等进行全面的审核与评估，以消除任何可能导致IT系统故障的隐患。然后进行规划设计，以便与未来可能的云计算数据中心扩展进行平衡。其二，如果需要新建云计算数据中心，则考虑的因素相对更复杂些。其规划范围将包括云计算数据中心选址、数据中心可用性定级、数据中心内部的各种基础设施规划、数据中心运营管理与IT治理、以及投资核算等方面的要求，下面将介绍在云计算数据中心规划中需要掌握的几个重点。 云计算数据中心场地选择。云计算数据中心环境及设备的运行和安全管理与场地的选择有很大关系，有许多因素是必须考虑的，其中包括：地理环境、通讯条件、电力供应、水资源、地理位置、生态环境、人力资源等。 云计算数据中心可用性等级标准。由美国通信工业协会(TIA)2005年4月发布的第一个比较全面的、以数据中心基础设施为对象的标准--TIA-942《数据中心的通信基础设施标准》，专供数据中心设计人员在构建开发流程初期时使用。主要涵盖数据中心空间与布局、布线基础架构、可用性等级和环境因素等技术指南。标准中提出的适用于大多数数据中心的设计各种要素包含数据中心可用性等级划分： 一级：单路径的电源和散热分配，无冗余组件，99.671 %的可用性; 二级：单路径的电源和散热分配，冗余组件，99.741 %的可用性; 三级：多个电源和散热分配路径，只有单路工作，冗余组件，可同时维护，99.982 %的可用性; 四级：多个工作状态电源和散热分配路径，组件冗余，容错， 99.995 %的可用性。 在实践中，应当根据可用性等级要求，来规划云计算数据中心的电源、散热设备等机房基础设施以及它们的冗余度，从而实现可用性与投资的最佳平衡。 云计算数据中心组成部分的规划。云计算数据中心构建模块由机房环境关键设施、计算基础设施、管理基础设施、安全基础设施四个基本部分组成，而贯穿其中的是与实现云计算数据中心特性密切相关的各种技术、流程、人员和服务。这4个基本部件的内部子系统及其规划要点和必须考虑的环境、电源和散热等属于重要因素。 四、云计算数据中心设计 在云计算数据中心设计过程中，涉及众多子系统的设计、配置与布局。如楼宇与机房、供电与散热、网络与综合布线、服务器与存储设施、物理安全与信息安全等，甚至还包括室内装修与环保工程。因此，为确保云计算数据中心建设的成功，在统一的设计原则和实施方案指导下分步执行就变得尤为重要。 1.云计算数据中心设计原则 在云计算数据中心的设计阶段中，应该遵循以下几个原则： 坚持标准化与简易化。标准化是指严格地按照工业标准和规范设计数据中心的每一组成部分，使它们具有一致性。标准及规范应是中性的、中立的，与制造商无关的。同样功能的标准部件虽然可由不同厂商生产，但期望可以互相替换。标准化对用户的最大的好处是使用户有更多的供应商可供选择，减少对生产厂商的依赖。 简易化是指通过大规模的 IT 整合降低云计算数据中心的复杂性。而复杂性既减弱系统对业务变化的应变能力，又会极大地增大了运营成本。整合后的云计算数据中心体系结构将是标准的和得到大幅度简化的。整合使得云计算数据中心组成类型和种类更少更简单、向机构选择的标准化方向靠拢，从而方便管理和加速应变、降低运营成本。 实现模块化与集成化。模块化是指转化为基于模块的服务模式;以面向服务的体系结构为基础，使基础设施模块化成为预先确定功能的必要组成构件。集成化是指系统和自动化工具集成使适合于统一管理各种服务(包括基础设施、应用、信息等服务)。模块化和集成化是云计算数据中心必须遵循的设计原则。使用标准化的构建模块来规划与设计数据中心，已经成为云计算数据中心技术的发展方向。模块化的设计方法可以用在云计算数据中心机房内所有方面，包括系统、机架、各种设备，以及机房之外的基础设施，包括冷却塔、冷却设备、循环加热系统、馈电、电源调节等。这种模块化设计，加上自动化的管理工具集成，不仅能够在资金、空间和设备利用率、人力资源等方面取得巨大效益，为提高冗余能力和扩展容量提供方便。 重视节能与节省空间。采取重视节能与节省空间的战略，建设绿色数据中心不仅仅是节省成本和充分利用空间的考虑，更是一种环保责任，并将成为智慧城市或众多企业、机构的重要竞争优势。另外，纵观未来科技的创新与发展，节能与环保技术已成为关注重点，创建绿色数据中心势在必行。然而，没有一种单一的“良药”能完全解决当前云计算数据中心的能耗与空间问题，只有通过综合云计算数据中心设计才能收到丰厚的成效(从芯片到服务器到机架到机房到冷却器)。绿色数据中心综合解决方案主要涉及三方面：采用高效系统与布局使散热功率消耗最小(如创新的散热和配电系统);通过灵活的设计使功率密度最高(如虚拟化和电源管理);利用智能节能技术使功率利用优化(如节能服务器、刀片化和IT整合)。 确保高可靠性与高可用性。为保证云计算数据中心能提供连续不间断的7×24小时服务，中心内的所有基础设施必须要求具备高可靠性。可靠性是可用性的基础，它由平均无故障工作时间(MTBF)、平均修理时间(MTTR)、可用度(A)、可靠性(R)和时间(Time)等5个相互关联的因素组成(它们的确切定义)，在设计之时必须正确理解和确定这些指标。特别是考虑高可用性与容错设计，杜绝单点故障的存在。例如，由市电到机柜及服务器的整个供电系统可用性不得少于99.999%;为机房各系统配备足够的备份能力，以保证机房具有较高的可靠性;各个基础部件(主机，存储，网络)的安全与高可用性设计，将减少系统宕机概率;系统配置应采用成熟技术的产品，回避使用短期过渡性技术的产品。 2.云计算数据中心各组成部分的设计 具体说来，云计算数据中心的设计将包括云计算数据中心楼宇和机房、环境与安保监控系统、供配电系统、散热系统、网络与综合布线、服务器与存储基础设施、安全系统等多数据中心组成部分的设计。 其中，设计机房环境保障基础设施是云计算数据中心设计中的重中之重。如电力供应由电网或现场发电机提供，经过现场变电后再输送到机房;又如中央冷却器为计算机机房空调设备提供不间断冷却水。事实上，输送到计算设备的所有电力都在机房内转化为热量，然后由散热系统带走(散热系统通常为空气调节器或风扇提供循环气流)。除了网络交换机外，还需要网络布线，以实现云计算数据中心数据的高速传输。 为使云计算数据中心内各子系统彼此有序分工、协调工作，我们特别强调各子系统设计的一致性，即配电系统容量、空调系统制冷量与综合布线系统的位点计算都需要与系统容量及设备布局协调一致，不要出现个别子系统过高配置而整个云计算数据中心容量出现瓶颈的情况。在设计和建设的过程中，不仅要考虑到机房环境、系统集成、系统监控和安全管理等技术因素，更重要的是必须同时配合未来云计算数据中心的管理与运营模式，只有这样，才能充分发挥云计算数据中心的作用。 为了在设计云计算数据中心各组成部分的过程中贯彻上述的原则，首先明确和充分发挥各组成部分在云计算数据中心整体中的作用、内部模块和子系统组成以及功能划分、应遵循的主要标准、具体的实施方法和重要的注意事项；其次在实践中综合考虑投资、性能、可靠性等因素；再次实现既提高云计算数据中心项目的投资回报(RoIT)又要确保云计算数据中心的基础设施和系统体系结构能够适应当前和未来业务需求。本文中涉及的许多内容是根据惠普公司在国内外实施许多云计算数据中心建设项目的经验总结。实践的结果表明，按照惠普的设计方法可以在确保工程质量和进度的基础上降低15-20%的投资费用。 五、云计算数据中心革命任重而道远 在我国，随着信息技术的推广应用，许多城市和机构都在计划改造原有的数据中心或者建设新的云计算数据中心。但是革命的步伐还需要进一步加速。有些CEO往往担心影响当前的业务，希望等待新技术的进一步成熟。有些CIO往往不想改变自己一手建立的IT基础设施。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http://www.ems86.com总第491期2013年第05期-----转载须注名来源此外，还有资金约束、习惯势力作怪以及对修补传统的模式存在幻想等方面原因，也可能会阻碍革新的迅速实施。中国社会不能走西方“先污染后治理”的老路。云计算数据中心的建设也应当早日吸取西方发达国家的经验教训、走革新和跳跃式的发展道路。 当前要认真解决的一个思想问题是把革新数据中心作为负担，而不是机遇。事实上，建设云计算数据中心不仅是一个挑战，而且是一个很大的机遇。从挑战角度来看，传统的数据中心造成了一系列弊病，只有改弦更张才能克服这些弊病。传统的数据中心是我们辛辛苦苦建立起来的，投资也非常大。但是其历史作用已经完成了，必须加以革新，而革新后建立的云计算数据中心，将为开发创新应用开辟广阔的道路。传统的数据中心已经走到了“山穷水尽”地步，只有进行根本性的革命、建立云计算数据中心才能进入“柳暗花明”的佳境。
更多阅读
企业网: 云数据中心解决方案(ppt) 数据中心解决方案ppt
导读: 云计算数据中心是一种基于云计算架构的，计算、存储及网络资源松耦合，完全虚拟化各种IT设备、模块化程度较高、自动化程度较高、具备较高绿色节能程度的新型数据中心。云数据中心的特点首先是高度的虚拟化，这其中包括服务器、存储
专题解答之五：云计算是什么意思？云计算的概念
云计算是什么意思？云计算的概念2012年01月06日17:35 来源：《虚拟化与云计算》 作者：《虚拟化与云计算》 编辑：唐蓉1.1 云计算的概念“云计算”这个词相对于“分布式计算”或“网格计算”等技术类名词的确显得更加浪漫，甚至很难让人们从
克拉玛依云计算产业园 西咸新区信息产业园打造云计算产业基地
近日，西咸新区信息产业园正式被陕西省发改委批复为“陕西省云计算高技术产业基地”。 按照批复，陕西省云计算高技术产业基地将围绕国家云计算服务创新发展战略，与现有数据中心等资源整合利用相结合，以云计算与大数据产业为
华为云计算数据中心 华为云计算试图破局
落地上海成立首家BIM云中心 云计算、大数据，已经成为一场所有企业都在参与的IT新商业革命。传统产业借此向互联网高科技转型，科技企业则两手抓，既实现自己的转型，同时也寻找最适合自己的商机。 华为就是其中之一。9月2
如何推动智慧城市建设 用云计算推动“智慧中国”建设
“智慧中国”是运用信息通信技术（ICT），借助互联网、物联网（Internet Of Things）和3G（4G）等传输网络，利用云计算（Cloud computing）、数据处理、智能决策等技术手段感测、分析、整合城乡运行核心系统的各项关键信息，从而对国家经济建设