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机柜与数据中心的关系

文章出处:行业新闻 阅读次数:319 发表时间:2018年2月27日下午2:12


随着计算机与网络技术的发展,服务器、网络通信设备等IT设备正在向着小型化、网络化、机架化的方向发展,这给数据中心的构建方式带来了新的变化,而机柜,成为变化中的主角之一。对数据中心而言,机柜正成为其重要组成部分,甚至有人说,机柜就是数据中心!

IDC数据统计,2003年中国市场交付的30万台服务器中,约有25%是机架式服务器;来自Intel公司的数据显示,到2005年,全球服务器将有66%为机架式服务器。与塔式服务器市场的逐渐缩小的趋势相比,机架式服务器、刀片式服务器(也需要安装在机柜中)却正处在迅速发展的时期。IT设备机架化的趋势,为机柜带来了日益繁荣的市场。

而长期以来,机柜被看作IT应用中容纳服务器的低值、附属产品,并不为人重视。但是,低价值的机柜却是昂贵的IT设备最直接的物理保护,重视IT设备本身却忽视其所处的IT微环境的做法,正在把很多数据中心引向危险的边缘。

这种不平衡该如何被打破呢?长期致力于网络关键物理基础设施(NCPI)研究的APC公司,在全球范围内对大量数据中心进行了调研,把数据中心对机柜的需求归结为四个方面,即热量管理、线缆管理、机柜电源分配、兼容性及其他先进性能。APC公司推出的NetShelter系列机柜,系统性地解决了机柜应用中的高密度散热、大量线缆附设和管理、大容量配电及全面兼容不同厂商机架式设备的难题,从而使数据中心能够在高可用的环境下运行。

一、热量管理:让你的机架式设备不再发高烧

笔者曾经亲眼目睹这样一个盛况,在某家公司的机房内,机柜的门敞开着,一台电风扇昼夜不停地吹着,为机柜内发烫的服务器降温。如今单个机柜内安装的IT设备数量越来越多,功率密度越来越大。一个67U的服务器机箱内部甚至安插了810片刀片式服务器,容量可以达到3千瓦,一台42U的机柜中可以安装8台这样的服务器,单个机柜内设备产生的热量达到近24千瓦!机柜热量管理的重要性可想而知。

机房尤其是机柜的散热问题该怎么解决呢?经过研究上千家数据中心机柜的散热遇到的各种问题,并采用热成像技术、流体动力学理论进行研究,APC公司创新地提出了有效解决机房、机柜散热的办法,并根据不同的机柜散热需求,设计出相应的机柜散热解决方案,系统性地解决了各类机房、机柜的热量管理问题。

首先,根据流体动力学理论及机柜内设备的散热气流分析,机柜内设备要有效散热,首先要增加机柜前后门的开放空间。APC生产的机柜采用了超级网孔设计,使机柜表面的开放空间可以达到60%以上。而由于材质和特殊的工艺设计,这样的开孔丝毫不影响APC机柜的强度。

APCNetShelter机柜还采用了具有创新的主动散热方案,如机架式气流分配单元(ADU)”,是一个2U高度的气流分配单元,直接安装在机柜的底部,将冷风加压向上传送,保证了位于机柜最顶层的服务器也能获得充足的冷空气。目前该方案可以解决设备容量高达4kW的机柜的散热问题。而当机柜内设备容量超过4kW时,APC还可以提供机架式气流强排单元(ARU)”解决方案。该装置通过自动感应温度以调节转速的风扇,将机柜内产生的热空气强力排出机柜。目前,该方案已经可以解决单个机柜内高达8kW的设备散热问题。APC单柜15kW的散热方案也即将发布。另外再辅助于一系列机柜级别智能环境管理附件系统,检测机柜内的温度、湿度,烟感、漏水等信号,优化机柜内的热量管理,有的放矢。

从机房布置角度,APC还提出了冷热通道的概念,打破常规,将机柜采用背靠背、面对面摆放,使冷热空气有效分开,进一步提高了制冷效果。要知道,对于IT设备来说,温度每升高15度,可靠性就会降低一半,并大大影响到IT设备的使用寿命。从这个角度来说,在数据中心引入热量管理,使用高管理性能的机柜,无疑就是为IT设备找到了称心如意的外衣,让它们能充分发挥应有的高水平。线缆管理:不该被遗忘

您面对过千头万绪,乱麻一般缠绕的线缆吗?在规模巨大的机房里,在林立的机柜中穿行尚且困难,更别提快速寻找和维修出现故障的线路了。线缆管理正受到越来越多的重视,成为机房或机柜整体解决方案的一部分。

传统机房往往采用架空地板下走线方式,不仅容易造成地板下线缆的交叉干扰,还增加了维护的难度,造价也很高昂。于是有些用户开始采用桥架上走线方案,但由于会对建筑结构带来负面影响,并延误施工周期,也并不容易实施。再从机柜内的线缆敷设来看,由于机柜内IT设备配置密度越来越高,要保证线缆的管理井井有条,实在是件非常挑战的事情。APCNetShelter机柜充分考虑了机柜布线系统与机房环境的配合,以及机房初期布线和日后维护等需求,具有整齐划一、规则有序、维护方便、安装耗时短等特点,能够全面解决机房线缆管理的问题。NetShelter机柜的线缆管理有以下组成部分:

·底部、顶部线缆管理:在NetSWhelter机柜的底部、顶部预装了各46个带保护的线缆入口,方便大量线缆出入。

·专用后部线缆通道:NetShelter机柜1070mm深机型后部两侧单独设置了专用布线通道,该设计很好地配合了IT设备电源线、数据线从设备后部出线的特点,从而更好地配合设备布线;同时,该通道在设计上,还保证了线缆敷设与设备安装平面的错开,两者不互相干涉,从而保证了在设备安装、维护的方便;在多台并柜安装时,任意两台机柜之间的通道可用于线缆敷设,扩大了布线空间。

创新机柜顶部布线通道设计:为了实现桥架布线带来的好处,同时减少由于桥架施工带来的问题,针对目前无架空地板应用的日益增加,需在机柜顶部走线的场合,NetShelter机柜采用了巧妙的设计,采用经过工程预设计的标准化部件,直接在机柜顶部建立上走线系统,不对机房建筑结构造成任何影响,使以前复杂、困难的布线系统施工,变得如同搭积木一般容易。降低布线成本,显著加快施工速度。机柜配电系统:机房建设不可忽视的环节

面对机柜内的线缆乱成一团麻,我们或许很容易意识到问题的严重性。但如果我告诉你,你的机柜内很多设备由于配电系统的问题,经常面临掉电、电流过载的威胁,并因此而大大影响IT系统的可用性,相信你就不容易意识到了。

17U的刀片式服务器为例,1台这样的服务器大约需要3kVA的配电,而142U高的机柜可能安装多达8台这样的服务器,其配电总需求量将达到24kVA!这就对机柜内配电系统提出了严峻的挑战。再考虑到目前大多数服务器的双电源供电的需求,就使得机柜内电源分配不再是可以轻松搞定的事情。同时,用户对电源分配中负载的大小需要随时了解,以避免因为过载带来的系统断电的危险;对于一些特殊应用,如IDC(InternetDataCenter)ISP等应用,用户还希望对配电系统实施远程、多用户的管理、控制。

APC认为,在机柜内电源密度不断上升的趋势下,机柜电源分配系统的设计应遵循以可靠性设计为核心,专门针对机柜系统设计,与配电系统充分协调、无缝配合的原则,同时考虑安装的方便性,以及智能化管理、适应性强、便于操作与维护等特点。同时应逐步实现负载电流的本地及远程监控,以及电源分配的远程控制,使电源分配管理纳入机房整体的智能化管理体系中。

APCNetShelter机柜配备有全能的机架式电源分配方案(以下简称PDU)遵从上述原则设计,提供包括满足大多数用户需要的专业化基本型机架式PDU,带负载监控功能的机架式PDU,可远程控制PDU,以及为单电源设备提供冗余电源分配的自动转换开关(ATS)等,以适应不同应用需求。

APC的基本型机架式PDU具有水平安装及垂直安装的多种安装方式,可以方便地安装在任何标准19英寸机柜中。采用工业级别防护等级达IP44防水、防尘输入插头,特殊防脱落的插头设计,能够完全避免人为误动将插头碰落带来的断电危险。而APC垂直安装型PDU,与APCNetShelterVX机柜配合,更能实现无工具安装和快速安装。APC的带数字电流显示PDU,能够通过直观的LCD显示器显示负载的能耗,远程可控PDUIDCISP用户提供了理想的配电方案,用户可以通过网络,随时随地对PDU供电的设备进行远程电源操作。

NetShelter机柜内还可以安置自动转换开关,具有双路的电源输入,当向负载供电的一路电源发生故障时,自动转换开关就能自动将负载切向另一路输入电源,为关键任务设备提供了冗余的电源分配。

二、兼容性:让机柜永不过时

很多机房管理人员都有这样的经历,当服务器、存储等IT设备更换升级时,由于机柜无法兼容新的IT设备而被淘汰了。虽然机柜的价值不及它支撑的IT设备,但是,为用户带来了巨大的迁移成本。而且新采购的机柜未来又能用多长时间呢?

为了使机柜能够适应多种设备,APC公司深入研究了主流服务器及网络设备厂商的设备发展潮流,并与它们进行了紧密的研发合作,推出了配备有可调节的垂直安装角规的新型NetShelter机柜,能与包括IBMHPSUNCISCODELLLUCENT等绝大多数主流厂商的19英寸服务器及网络设备兼容,从而使NetShelter机柜成为兼容性最好的机柜解决方案。

NetShelter机柜主要机构,如前后门、侧板等都采用快速装卸设计,方便了安装与维护,而能够双开的后门则为狭窄的安装条件下提供了更大的服务空间。NetShelter机柜的前后安装角规上都有丝印的“U”空间标识,使安装效率大大提高。NetShelter机柜的人机工程学设计,不仅方便了装配,提高了效率,也能将人为操作的失误率降至最低。

在安全性方面,NetShelter机柜对机柜内设备的体贴保护可以说是无微不至。NetShelter机柜可锁定的门及侧板,具有可更换的钥匙锁,并支持300种不同的钥匙。NetShelter机柜还具有门禁报警开关,实时监控机柜门开启状况,当机柜门被破坏,或者出现非法入侵时,会自动的及时通知用户,以减少损失。当数据中心的高可用性集中体现在机柜内IT微环境的高可用性时,作为IT设备的直接载体和保护者,机柜已不再是IT设备的附属品,而变成了数据中心信息系统的有机组成部分。综合起来,用户对机柜的需求集中在可用性、可管理性、可服务性、可扩展性以及生命周期成本等五个方面。

新一代的数据中心,其机柜解决方案必须兼顾以上五点,从线缆分布、电源分配、机柜散热以及兼容性等方面提升管理水平,从而为用户创造满意和可扩展的IT微环境。可以预见,全面符合数据中心需求,并具备未来可扩展性的机柜解决方案,将更好地解决用户的问题,提升用户IT系统的管理水平。

来源:机房360

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