数据中心机房高可靠性建设研究与探讨

2022-12-11

数据是现代信息技术的核心和关键, 其安全程度反映信息系统的安全, 如何保护好各类数据中心服务器里的数据, 以便对外提供高可靠性访问, 是建设现代数据中心时考虑的重要环节。

在“2008下一代数据中心国际峰会”上, 来自IBM、艾默生、微软、Novell、英特尔、戴尔、Avocent、NEC、力登、VMware等全球专业厂商的代表携数据中心领域最新理念和解决方案出席了峰会。这次会议讨论的主要议题集中在数据中心的虚拟化、如何建设绿色数据中心和数据中心的远程灾备等方面, 这些问题的关键就是如何建设一个高效安全的数据中心机房。

数据中心机房的高可靠性建设往往只注重利用计算机技术、网络技术来实现网络层的可靠性, 而忽略了基建、供电、消防、环保、制冷等方面的影响, 其中任何一个环节都有可能会导致系统瘫痪甚至数据丢失, 因此, 数据中心机房从规划、设计、建设到设备的安装、调试、运维都必须遵守行业的规范标准, 以满足数据中心在科学、经济、安全、可靠、绿色、环保等方面的要求。本文以某职业技术学院数据中心机房建设为例, 从选址布局、供电整合、消防安保、机房防雷、远程灾备、绿色数据中心、制度建设等方面探讨如何建设高可靠性数据中心机房。

1 数据中心机房的选址与布局

数据中心一般位于一个企业经济、文化或资源相对集中的位置。例如选择跨国企业的研发中心、企业总部等作为数据中心, 这样便于集中管理, 维护方便, 从安全的角度也更容易得到保障。对于网络运营商级的企业, 则可多地区布置网状的数据中心, 他们之间实现实时备份, 确保主干网的可靠运行。对范围较小的局域网用户, 可选择相对中心的位置, 这样从布线的成本运行维护方便。在地形地质比较复杂的地区, 网络中心机房要避开雷区、汛区和山区, 防止自然灾害引发的灾难性后果, 从而导致数据丢失。

2 数据中心虚拟化

所谓虚拟化, 就是将相同的设备进行合并, 它包括服务器的虚拟化、网络的虚拟化、存储设备的虚拟化等。

对于服务器的虚拟化, 需要把大量的、低端的、使用率较低的服务器上运行的应用程序, 整合到少量的高端服务器上, 从而提高服务器的使用效率, 同时又能降低能耗。通过虚拟化存储可以把数据跟存储划分开, 对用户而言, 不必知道自己数据存放的具体位置, 只需要掌握内容的变化, 以及如何管理, 最终实现对数据存储的动态配置和负载均衡目的。虚拟化可以提高IT设备的使用率, 尤其是服务器和存储设备。对于最终用户来讲, 虚拟的资源跟原先真实的资源是一样的, 同样的界面、同样的功能, 只是属性和方式变化了, 变得更容易扩展。

3 数据中心消防与安保

按照《建筑设计防火规范》、《火灾自动报警系统设计规范》和《电子计算机机房设计规范》等的有关规定, 安装必要的消防器材和消防设备, 如建造消防水池、安装火灾报警系统、室内消火栓, 在重要区域加装光电感应探测器、感温探测器、组合控制器等。另外要加强灭火实战演练和日常巡查当地消防部队或单位消防部门应加强数据中心机房的灭火演练, 熟悉建筑物内部构造及消防设施布置点, 发生火灾时能快速处置和有序疏散, 尽量降低灾害的损失。

4 机房防雷与放静电

雷电按照作用机理可划分为直接雷和感应雷两种, 直接雷指的是云层直接通过人体、建筑物或设备等对地放电而产生的电效应、热效应和机械力效应。其强大的电流会导致机房设备的烧毁, 人员伤亡等。感应雷是由于雷云的静电感应或放电时的电磁感应作用, 使建筑物上的金属物体感应出与雷云相反的一种电荷, 这种电荷对电子、电气设备的干扰和损伤效应。

为确保数据中心机房内各类设备不受雷击损害, 采用综合防雷措施, 力争将雷击损害降低到最低程度。

5 绿色数据中心建设

所谓绿色数据中心, 一方面指的是在数据中心建设中不使用对人体有害的物质, 这就要求在建筑设计、计算机、服务架构设计时选择无毒无害物质和绿色材料并通过屏蔽和隔音尽可能降低噪音, 即最小化环境影响;另一方面要求数据中心的机械、照明、电气和计算机系统要有最大化能源效率。

前者实现并不难, 而后者所谓的能耗又与系统性能密不可分, 性能越高所消耗的能源也就越多, 降低能耗的同时不允许降低系统性能。因此, 必须找准耗电量和设备的性能之间的最佳平衡点, 才可能实现真正意义上的绿色。

展望未来, 绿色数据中心具有以下两个特点: (1) 色数据中心内的照明、冷却、机械、电力和计算机系统被设计成最节能的模式, 能比以往的数据中心节省50%到80%的能耗。如借助风能和太阳能等可再生资源来补充电能的不足;利用广电热泵和蒸发冷却等节能技术来有效节约能源;数据中心选址位于水力发电资源的地方, 这样就可以节省下大笔的能源成本。 (2) 绿色数据中心的备份发生器上安装了催化式排气净化系统 (Catalytic Converter) 来减少二氧化碳排放量, 使得数据中心对环境的破坏程度降到最低。

6 数据中心的灾备

灾难备份指的是信息系统在各类风险的威胁下, 其强壮性和抗击风险的能力, 它直接决定了企业甚至该行业的生存能力, 成为服务水准的基本保障。它的主要表现形式为两个方面:一是保证企业数据的安全, 二是保证业务的连续性。灾备技术最为重要的一个步骤就是通过网络, 将本地数据复制到远程保存。在复杂的IT架构下, 要想成功实现并不容易。以往主要有主机型和存储型两大类容灾方式, 今后有可能出现具有更强能力的存储网络型的虚拟化容灾方式, 使得容灾的技术手段更加丰富, 如现在流行的CDP连续备份技术就是使容灾和备份两大不同的体系开始走向融合, 另外还有VTL、重复数据删除、电子发现、存储生命周期管理等。