机房微环境与能耗管理解决方案(通信业)

1、 机房微环境与能耗管理解决方案机房微环境与能耗管理解决方案 实现可验证的绿色机房实现可验证的绿色机房 北京易趣方舟科技有限公司北京易趣方舟科技有限公司 2009 年年 8 月月 2 目目 录录 一 背景 1 数据中心与机房的发展趋势 1 数据中心与机房日益提高的运维管理要求 1 目前机房环境管理和能耗现状和风险 2 iPower 机房微环境与能耗管理方案主要功能 4 iPower 机房微环境与能耗管理方案设计 4 iPower 机房微环境与能耗管理方案系统构成 5 二 iPower 系统介绍 6 三 iPower 系统技术特性 7 四 部署方式 9 硬件终端部署 9 集中管理平台部署 9 管理方式 9 五 iPower 系统与传统管理方式的对比 10 六 iPower 系统给用户带来的收益 11 七 投资回报分析与案例介绍 11 八 结论 12 附件 iPower 性能指标 14 1 一一 背景背景 数据中心与机房的发展趋势数据中心与机房的发展趋势 事实 1 数据中心的电力密度在过去 10 年间增长了 10 倍 1992 年每机柜 2 1 千瓦 到了 2006 年涨到 14 千瓦 客户

2、经常由于空调 电力的限制而无法充分利用他们的机柜空间 事实 2 能源成本水涨船高 在美国 3 年的纯能源成本消耗已经等同于设备购置成本 而在欧洲 这已经超过 了 2 倍 IT 支出中的大部分目前不得不专门投向能源购买 事实 3 循环往复的电力周期 既要用电力来驱动系统的运行 又要用相当的电力来驱动空调来冷却系统产生的热 量 事实 4 过高的预期 许多数据中心在制冷方面预留了过多的余地 数据中心与机房日益提高的运维管理要求数据中心与机房日益提高的运维管理要求 保障高可靠性保障高可靠性 随着新一代数据中心和通讯中心的建设 如何保证 IT 系统和通讯系 统的稳定可靠运行 对于机房环境提出了更高的要求 24 7 的无人值守机房 降低运营成本降低运营成本 节能减排节能减排 目前能源消耗成本占到运营成本的 50 左右 随着国家 节能减排要求的不断深入 如何解决机房能耗问题 降低运行成本成为业内的焦点 问题 建设一个 绿色机房 成为行业和用户的共同目标 精细化管理精细化管理 从宏观到微环境从宏观到微环境 随着系统管理和网络管理的不断深入 要求系统和 机房管理员们更加全面 更加准确地收集系统运行数据

3、精确管理每一台设备的运 行环境 实时掌握系统全局 2 实现全面自动化管理实现全面自动化管理 需要提高远程自动化 集中化管控的手段解决日益增长的业 务保障压力和人手的不足 提高业务支持能力提高业务支持能力 充分有效利用机房资源包括场地 电源和制冷 提高数据中心 能提供的业务支持能力 目前机房环境管理和能耗现状和风险目前机房环境管理和能耗现状和风险 机房局部过热是目前电信数据机房安全运行的主要风险之一 设备机柜内散热不合 理造成机柜内温度过高 不能确定局部热点和原因 造成机房环境的局部失控 带 来机房事故的隐患 严重影响业务的连续性 比如设备过热而宕机 因环境宕机的 事故比例高达 32 案例 联通 XX 分公司计费主机因高温连续宕机 2 次 经实测 机房核心主机区域温度经常超过 30 度 移动 XX 分公司数据机房频繁发生机器高温 宕机 经实测机房的过热情况相当严重 相当一部分的设备机柜前门进风侧的温度 超过了摄氏30度 而各个数据设备厂家目前要求的冷通道温度在20 25摄氏度之间 对最后一米的电源缺乏有效管理 不能监控电源电压电流异动带来的故障风险 例 如 XX 银行北京分行机房连续掉电

4、 2 次 业务中断 造成巨大社会影响 空调耗能过大 超过机房总能耗的 63 机房布置不合理造成机房温度分布不均匀 局部位置过冷严重 但机柜内温度仍然不符合设备要求 空调运行效率低 加热和 制冷同时运行的情况频繁 3 缺乏环境数据的收集和管理手段 无法对每台设备能耗和制冷散热效果进行监测审 计 无法建立机房热力模型和能耗模型 缺乏机房改造或新建的数据基础和效果的 验证 使节能减排无法落地 各行业数据中心目前为止还没有成熟的节能减排目标 和方案 IT 系统管理与动力环境管理脱节 不能集成 造成管理混乱 故障定位困难 多数停机事故可以通过设备冷启动恢复 但目前缺乏远程手段对系统电源进行操作 使人工成本增加并增加进入机房带来的操作隐患 例如移动 WLAN 设备故障 广电 SDH 设备故障 银行 ATM 故障等多数情况下都需要人工到现场重启设备 电源损耗 空调用电 IT设备用电 85 数据中心耗电情况1 业界较先进的数据中心耗电情况2 63 33 4 47 47 6 Hot Aisle Hot Aisle Hot Aisle Hot Aisle Cold Aisle Cold Aisle Col

5、d Aisle Cold Aisle Cold Aisle 4 保障每台设备的运行环境是整个业务系统安全运行的基础保障每台设备的运行环境是整个业务系统安全运行的基础 准确的能耗和热力监测是准确的能耗和热力监测是 节能减排的必要条件节能减排的必要条件 自动化与远程控制是降低运维成本的手段自动化与远程控制是降低运维成本的手段 京讯源京讯源 iPoweriPower 系统在这系统在这 种背景下种背景下 提供了一套基于微环境管理和远程智能电源管理的机房环境监测与能耗解决方提供了一套基于微环境管理和远程智能电源管理的机房环境监测与能耗解决方 案案 iPoweriPower 机房微环境与能耗管理机房微环境与能耗管理方案主要功能方案主要功能 1 填补系统电源与微环境管理空白 实时采集并通过管理界面展现设备微环境数据包 括每台用电设备的电流 电压 温度 湿度 功率 对每台设备能耗和运行环境进 行监测 2 对设备运行环境进行阀值设定 实时告警 防患于未然 提高运行安全等级 3 通过网络远程管理电源 检测并控制电源分配单元每个端口通断 完全涵盖和替代 传统 PDU PCU 可根据环境温湿度进行各端口的通断

6、联动控制 可远程控制设备进 行冷启动 减少现场工作量 提高维护效率 4 实现可编程的电源分配单元计划管理 自动实现开关机 提高工作自动化水平 5 强大的报表功能 对设备运行能耗数据和环境数据有效整理和利用 6 可定制的机房环境建模 包括热力模型 功率模型等 为优化运行环境和节能减排 提供必要的基础 iPoweriPower 机房微环境与能耗管理机房微环境与能耗管理方案设计方案设计 1 1 系统应用拓扑图系统应用拓扑图 87654321 MAX LO A D 15A 125 60H z F U E S F U E S F U E S MAD E I N U SA 87654321 MA X LOA D 15 A 125 60H z F U E S F U E S F U E S M A D E I N U S A 87654321 M A X L O AD 1 5A 125 60H z F U E S F U E S F U E S MAD E I N U S A 87654321 MAX LO A D 15A 125 60H z F U E S F U E S F U E S MAD

7、E I N U SA 5 2 2 拓扑说明拓扑说明 上述拓扑图为 iPower 机房微环境与能耗管理系统在机房中的应用 用电设备直接通过 iPower 终端取电 iPower 系统实时监测和控制设备电源的工作状态并采集微环境数据 包 括工作电压 电流 功率 机柜内的温度 湿度情况 所有数据存储在集中控制平台的数据 库中 可定制能耗和环境监测报表和模型 管理员通过 Web 浏览实时数据和告警信息 可以 在 Web 上远程的对网络设备进行开 关机操作 能够设置工作电压 电流 机柜内的温度 湿度等参数阀值 当工作微环境超过所设定的阀值 系统将自动提示报警信息 并且通过短 信或者 Email 邮件方式通知管理员 保证管理员及时发现和解决故障 同时系统能够对所发 生的故障信息进行自动记录 方便日后访查询 用户在登陆系统时经过严格身份验证 并且 对所传输的控制信息经过加密处理 3 3 逻辑结构图逻辑结构图 iPoweriPower 机房微环境与能耗管理机房微环境与能耗管理方案系统构成方案系统构成 iPower 系统主要由两部分组成 包括智能电源终端 硬件 和集中管控平台 软件 智能电源终端能够实时

8、采集各供电端口参数和温湿度环境参数 集中管控平台能够对分布在 6 不同位置的电源分配终端进行远程集中管理控制和各电源端口数据展现 通过数据整理分析 提供报表等功能 并为电源终端的扩展提供良好的支持 二二 iPower 系统介绍系统介绍 1 1 智能电源终端智能电源终端 硬件硬件 硬件特点硬件特点 1 1U 高度 8 口 16 安 2 LED 显示灯号 指示电源 3 复位接口的恢复初始化设计 4 内嵌或外接 两路 的温度 湿度传感器实时检测机柜的温湿度 5 DHCP 自动切换开关 6 CONSOLE 接口进行本地管理 实现 1 对 1 操作 7 提供一个 RJ45 网络接口 使用 CAT5 5E 6 类线缆连接 8 远程批量升级系统软件 9 断路开关保护 防止过载 短路对设备的破坏 10 自动保存接口开关机状态 11 电源启动过程中的顺序加电 12 一个电源输出端口的损坏不会影响其他输出端口运行 2 2 集中管控平台集中管控平台 软件软件 作为软件结构的集中管控平台 是基于电源终端分布位置不同 以及对众多电源终端单 7 独操作难度大而精心设计 把集中管控平台作为这些可控电源的网关 分别在

9、每个可控电源 中进行指定 此系统还具有很好的兼容性 可以整合到其他的网管系统中 这样进一步简化 了网络系统管理结构 集中管控平台的特点集中管控平台的特点 1 简体中文操作界面 界面友好 集中展现 集中告警 集中管理 2 B S 结构 LINUX 系统设计 3 新增用户 用户群组以及设备群组 4 配置用户访问权限 5 传输数据经过加密 6 每个端口自动控制设置 参数集中设置 7 支持各种日志报表 8 系统统一升级 9 支持 DHCP 10 最大支持 10000 个端口的管理 三三 iPower 系统技术特性系统技术特性 1 1 创新的创新的功能功能 8 国内创新的集成了多项实用的环境监控功能和远程智能电源功能 完全替代 PDU PCU 真正实现了微环境监控的数据采集和展现 使对每一台设备进行能耗监测成为 可能 使保障每一台设备的运行环境成为可能 独创的微环境专业网管系统 可与传统 IT 管理平台集成和动力环境监控及其他安 全管理平台集成 环境监测技术 电源自控技术与网络信息技术的完美集成 2 2 可靠性可靠性 军工级电源模块 成熟的自控技术 稳定的 Linux 应用系统 3 3 安全性安

10、全性 数据经过加密 设置用户及用户权限管理 设置设备访问策略 日志自动记录及查询 支持审计跟踪 4 4 可管理性可管理性 实时查看当前电压 电流 功率 温度 湿度 配置网络参数 包括可控制电源 IP 地址 集中管控平台 IP 地址等 电源终端可以按区域及实现功能上划分 5 5 可扩充性可扩充性 整个系统一个 IP 地址入口 统一界面 扩充简单 自动搜索网络上分布 iPower 电源终端 6 6 易用性易用性 安装简单 只需直接上机架安装并插入网线 人性化的 Web 管理界面 可自定义电压 电流 温度 湿度等阀值和告警模式 可定制的报表和模型 9 四四 部署方式部署方式 硬件终端部署硬件终端部署 根据实际需求 用电设备数量 在每个机架部署 1 2 台 iPower 硬件终端 每个终 端占用 1U 机位 终端设备电源输入口连接至用户端的机柜接入端 电源输出口连 接至用电设备 使用网线将智能终端设备与交换机或路由器连接 每个电源设备采用以太网方式进行连接的汇聚 分配真实 IP 地址 通过正确配置部署在独立服务器上的集中管理平台 IPC 进行对终端设备的集中 监测与控制 将智能终端设备电源输入

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