本文作者為施耐德電氣IT事業部(APC)數據中心解決方案資深產品經理

———————————————————————————————

一、前言

當下數據中心缺少一個對軟件管理工具進行分級的權威性系統。因而對確保數據中心安全高效運營的管理系統的必需性和選擇性造成誤解。本文將數據中心管理工具分成四個子分類 并加以闡述。通過使用這個分級系統，數據中心專業人員就能夠量體裁衣地決定各自具體的數據中心需要哪些基礎設施管理工具。

大多數專業認識所熟知的數據中心包括兩部分。第一部分，信息技術（IT），指的是數據中心所有信息處理層面上的系統（例如服務器，存儲設備和網絡設備）。 第二個部分，則包括確保IT部分正常工作的物理基礎設施及其控制。這第二部分包括數據中心內為IT機房內設備提供支持的物理基礎設施系統，以及大型數據中心設施本身。例如設施電源、制冷和安防系統。本文描述的管理軟件分級系統著重于第二部分。

兩個部分相互關聯，但各自的子系統則是由不同的用戶調用、管理和維護的。例如，設備和工程部門保有并對建筑設施及IT基礎設施系統進行運維。而IT部門的人員則負責IT設備。隨著數據中心的整體發展， 這些部門將會有越來越多的業務交叉進行，作為提供支持的各管理系統也會相互關聯得越來越緊密。

理想的狀態下，數據中心的經理們應該可以通過一個管理軟件包滿足他們所有的基本需求。然而，這種單一系統的概念在實際應用中是不存在的。盡管眾多廠商爭相承諾一個終極統一管理系統的美好愿景，但這始終只是一個可望而不可及的夢想。原因在于以下三點：

需要用簡單的工具滿足特定需求 --IT和設施管理人員需要處理的業務有著不同的優先排序，沒有一個工具包能同時滿足他們的所有需求。因而針對特定要求的簡單的工具更受歡迎。

對已有系統的投資 --大部分數據中心專業人員已經安裝了具有部分管理功能的軟件。在很多情況下，取代現有軟件既不可行也不經濟。

開放性協議可實現不同軟件的集成--建筑設施和IT基礎設施管理軟件工具是高度專業化的，但這些軟件工具又是基于標準化的開放協議，能夠簡單便捷地根據需要向現有工具包中添加和集成新的工具，并且能保持它們之間有效的溝通和協同工作。因此，這種功能淡化了對簡單統一的系統的需求。

二、分級系統

一個數據中心設施和IT基礎設施部分包括四個子分類。取決于特定數據中心的規模，完整數據中心（IT和基礎架構兩個部分）可能包含數以百計的管理軟件子系統。將這些子系統進行分級的第一步是把它們歸入四個基本子分類。 盡管本文是主要討論設施和IT基礎架構管理軟件，但是子分類也能夠對IT管理軟件進行分級。

各子分類都與圖形用戶界面（GUI）或者人機界面（HMI）相聯系，而且智能儀表盤層是跨分類信息可視化的主要區域。

對于準備評估管理軟件的數據中心運營人員來說， 第一步應該是檢查數據中心的關鍵基礎設施系統，例如供配電系統、樓宇的暖通空調和制冷設施、IT機房和安防等。這樣有助于判斷哪些子系統管理工具已經安裝，以及下一步哪些子系統管理工具是需要安裝的。例如，一個托管數據中心可能不需要管理IT機房的子系統，但是暖通空調控制和電力管理的子系統卻可能是很關鍵的。一個安置著100臺機柜的小型或中型的數據中心則可能沒有設施控制和電源管理子系統， 而是把這個工作交給設備工程部。 另一方面，IT員工可能希望通過安置一個機房管理子系統直接監測性能數據。

三、監測和自動化

納入監測和自動化子分類的子系統能夠確保：

1.數據中心按設計的性能工作；

2.自動維護和優化數據中心的可用性和效率。

監測和自動化軟件根據用戶定義的閾值執行告警、記錄日志以及控制物理設備。監測和自動化子分類的各子系統包括設施電力、設施環境控制、設施安防子系統和IT機房管理（如圖2所示）。表2按主次功能區分幾種主流的監測和自動化子系統。

監測和自動化子分類中存在的四個子系統分組：

 

設施電力

設施電力管理子系統對包括數據中心在內的建筑物內整個供配電網路（從市電接入，經過變壓器、配電單元到機柜）的狀態和運營提供詳細的監測。電氣工程師和咨詢顧問使用這些子系統來管理供配電網路。這類子系統的最重要功能包括電流狀況的監測（關鍵和非關鍵負載）、電源告警和電源分析。這些功能為以下關鍵動作提供支持，例如：電力網路問題的通知和響應、維護（例行和非例行的）、容量規劃、設施擴展/翻新項目、能源效率項目、電源質量分析和電源可靠性分析。

設施電力管理子系統提供清晰完整的設施供配電系統的視圖。同時也可以基于細化的電氣數據提供綜合且有的放矢的信息。 例如：功率、能耗、功率因數、電流、電壓、頻率、諧波和波形。子系統的輸出包括設施的3D視圖、電氣單線圖和設備詳細信息。設施電力管理子系統同時提供可視告警指示和告警通知、數據分析工具，以及安排和發布報告的能力。

設施電力管理子系統既能為小型數據中心提供簡便基本的電力監測功能，又能為大型站點提供高速高性能的反饋。

 

設施環境控制

傳統意義上的設施環境控制子系統只滿足設備工程部門的要求。除了對設施暖通空調系統的控制，設施環境控制子系統還能集成消防系統、水、蒸汽和燃氣系統。設施環境控制子系統經常采用的通訊協議包括有”BACnet，LONworks，和Modbus“。

設施環境控制子系統的日常功能包括開關閥門和風門擋板，對風機調速和水泵啟動，對建筑設施內目標空間進行受控的加熱和制冷。

 

設施安防

隨著先進的光學視頻管理、生物識別和遠程管理系統等新技術更廣泛的應用，傳統的”門卡-警衛“安防模式正逐步被能夠提供主動身份驗證和數據中心人員活動跟蹤的設施安防子系統所取代。身份識別技術正隨著受到它保護的設施、信息和通訊的迅猛發展而快速變化。

IT 機房

IT機房管理子系統監控IT機房內的電源和制冷系統，以確保服務器、通訊設備和存儲設備的正常運行。數據中心的IT機房管理子系統是按照機房操作員對快速實時信息的需要和要求開發的。IT環境特有的快速變更，智能設備和基于異常狀況的管理哲學，各子系統還能與機柜行列內的安防攝像機相結合使用。

IT機房管理子系統的設計允許對多個系統進行固件同步升級，以及通過驗證反映行為參數超過預設閾值的異常來監測電池健康狀況。機房管理子系統期望用與其他IT應用類似的方式來操作電力和制冷監控系統，也就是說，由軟件自動安裝，軟件自動檢測所連接的組件。簡單來說，每一個程序都擁有變更配置的能力。這些子系統通常使用IP網絡通信協議。

三、規劃和實施

規劃與實施子分類所包含的子系統能夠實現：

1.新設備的高效部署；

2.數據中心設施變更計劃的執行；

3.數據中心內的資產跟蹤；

4.模擬潛在變更來分析對數據中心今后的影響。

規劃和實施的功能包括：

1.預測和建模(“我如果這樣做會發生什么？”)，

2.變更跟蹤 (“在什么時候我的系統會過時棄用？”),

3.資產跟蹤 （“我如何跟蹤一件設備的移動和歷史記錄？”），

4.依存關系分析 （“如果我改變一個機柜的設備配置會對冷卻系統產生什么樣的影響？”）。

在規劃與實施的子分類中存在著五類子系統：

設施資產管理

這個子系統實現對資產部署，資產相關部件指標參數的生成，校準和建筑物內設備資產的成本核算和跟蹤等的管理。

設施容量管理

這個子系統除了預估項目對電源和制冷基礎設施的影響之外，還提供能耗和水流量的實時測量來協助設施管理人員計劃在制冷間和電氣間內設備的移動和變更。

IT機房工作流程管理

這個子系統通過呈現數據中心不同地點分級，包括總體和本地的視圖，以及成批或者單一的資產的綜合概覽來幫助執行設備的添加，移動，和變更，

 

IT機房容量管理

從能效的角度講，這個子系統確認電源，制冷，和機柜級別IT設備的最佳安置地點。用戶提出的要求，例如冗余, 網絡使用 和業務分組等，也作為參數計算在內。 通過使用真實的數據來模擬變更，在發生變更之前分析得出變更會產生的影響。這個層面的計劃可降低電力和制冷系統的擱淺容量。

 

IT機房資產和生命周期管理

這個子系統實現IT機房的資產管理，數據中心布局的可視模型能夠跟蹤IT資產和可用空間。對數據中心布局展示描繪還可以實現單個機柜功耗的可視化，以及電力故障識別和定位。

數據采集

數據采集子分類包含設備儀表、電源保護設備、嵌入式插件、可編程邏輯控制器（PLC）、傳感器和其他類似設備。這些設備執行的是收集數據和把數據轉入管理軟件進行處理等基本功能。

智能儀表盤

所有數據中心經理都要求通過某些途徑來整合關于各自數據中心性能的關鍵信息。不但這些關鍵信息要匯集，而且要使看到這些數據的用戶明白它的意義并能采取行動。事實上，通過一個智能儀表盤來使數據可視化是允許產生跨四個主要子分類視圖的重要功能。

可操作的智能儀表盤所提供的數據包括以下這些：平均溫度和濕度、某一時段中最高的溫度和濕度、IT負載、數據中心總體負載和10項最近的關鍵告警信息概要等。從安防的角度講，智能儀表盤還能強調顯示最近10次物理進入及其發生的時間。負責控制能源成本的運營人員還可以在智能儀表盤上顯示PUE數據。

一些數據中心運營者可以選擇不通過智能儀表盤，而直接讀取原始數據。例如，把對SQL表格的查詢生成或者轉換成Excel文件，由此產生的報告可以滿足對實時性能信息的要求。各種監控子系統，可以強調顯示緊急的問題。但是隨著數據中心變得越來越復雜，更需要把信息簡便的組織并呈現在正式的智能儀表盤中。智能儀表盤本身代表著第四個子分類， 它可以獲取來自于其他三個子分類的數據，然后把數據更新到管理軟件包，通過現有網絡提供KPIs和數據綜述。

有一些智能儀表盤更專注于IT設備的性能，而另一些則提供簡單的物理設施的視圖，例如制冷，電力和安防。智能儀表盤從監控和自動化，規劃和實施，以及數據采集這些子分類獲取信息。

可視化軟件

盡管智能儀表盤是匯集那些對行動有指導意義的數據的關鍵核心部件，但是還有各種層面的人機交流界面（HMI）和圖形用戶界面存在著，而且允許特定的用戶通過數據中心的各種子系統查看對他們有意義的數據（如圖1中GUI和HMI所示）。盡管設施工程師是所使用的HMI不同于IT操作者所使用的GUI，但是兩者都基于用戶喜好的優先權從系統中提取數據。

【作者簡介】

劉海峰

施耐德電氣IT事業部(APC)數據中心解決方案資深產品經理

施耐德電氣IT事業部全球數據中心解決方案資深產品經理。目前主要從事數據中心解決方案的研究、策劃，及推廣工作。長期與中國數據中心團隊協同工作，將國際先進理念引入中國，使其與國內數據中心發展動向有機結合并念順利在中國落地。

劉海峰于2005年加入APC，任職數據中心電源解決方案高級應用工程師，曾參與Bank of America，Intel，Digital Realty Trust等大型數據中心項目的設計工作。加入APC之前，曾先后在Powerware， Emerson Network Power等公司工作， 十多年的數據中心從業經驗，先后從事過UPS及配電產品以及數據中心整體解決方案的應用、技術支持，產品管理，市場推廣，以及相關標準/白皮書的制定工作。

劉海峰畢業于北京航空航天大學，擁有電子工程碩士學位。以及羅德島大學，獲得工商管理碩士學位，Beta Gamma Sigma榮譽學會會員。