数据中心机柜系统成功部署的关键要素分析

前言。

随着数据中心变得越来越复杂，对于其信息机房面积(White Space，即设置机柜的高架地板区域)的管理日渐变得越来越重要。故而您企业将必须要对贵公司数据中心机柜中的子系统是如何形成一个支持信息和通信技术(ICT)设备的系统有充分的理解。

在本文中，我们将为广大读者诸君介绍关于数据中心机柜系统的关键要素，并将为您展示如何选择一款集成整合的解决方案来帮助您企业的数据中心简化对于White Space的管理。

了解一套有效的机柜系统将如何为您提供简化的White Space管理路径，使您企业的数据中心能够始终如一地支持、组织、管理、控制、监控和简化您的运营。

随着企业的数据中心变得越来越复杂，对White Space管理的需求也随之增加。这个过程首先是从对于数据中心机柜(机架)的关注开始的，并逐步过渡到对于机柜中的子系统如何形成一个支持信息和通信技术(ICT)设备的系统的深入了解。

通过将数据中心的机柜与硬件和软件集成整合到一款单一的平台中，数据中心管理人员们可以真正了解到数据中心内的不同动态，从而作出明智的决策。此外，来自同一制造商的IT基础架构、硬件和软件的充分的集成整合消除了来自不同供应商的不同产品配对所带来的挑战和困惑。

一、架构的支持

一款设备机柜的根本目的是用于垂直堆叠设备。当在为你企业选择机柜的大小时，即意味着需要让一个被指派了特定规模大小的占地空间存储安置一定数量的设备。这会涉及到两大主要考虑因素：机柜占地面积和机柜的承载能力。

为了优化您企业数据中心的机柜系统的结构，请在选择机柜时务必考虑以下事项。

更深的机柜支持适当的电源、电缆和气流管理：机柜占地面积是机柜将使用的占地面积。机柜的容积需要比设备更深，并且包括用于气流管理、电缆管理和配电配件的额外空间。我们推荐使用600 mm (宽)x 1200 mm(长)的服务器机柜及800 mm(宽)x 1200 mm(长)的网络/交换机机柜。更深容积的机柜可容纳更深的设备，并能够在机柜的前方留出空间用于管理气流，并沿机柜的侧面和后部留出配电和电缆管理的空间。

具备高静态额定负载的强大设计：理想情况下，当连接到建筑结构时，您数据中心的机柜应能够容纳重量至少为3000磅(1500千克)的设备。信誉良好的供应商将使用行业内的一项通用标准(如UL 2416，UL安全音频/视频标准，ICT设备机柜，机柜和机架系统)借助第三方的实验室来对其机柜进行负载测试，其中包括承载超过其重量容量四倍的测试。

对于进行机柜级部署的数据中心站点而言：如果您企业所采用的系统集成商将设备加载到您的机柜中，然后将集成机柜部署到您的数据中心现场，则机柜需要规定的滚动负载和运输负载，并且需要对脚轮进行额定以支持这些负载。这些值可能不同于典型的静态负载，这是机柜连接到建筑结构时的负载。

对于选址地处于地震多发区域的数据中心而言：如果将机柜部署到潜在的地震活动频发区域，则机柜需要特殊的锚定，并且可能需要额外的支撑。企业可考虑选择采用专门为地震区设计的抗震柜。除标准负载测试外，这些机柜还需要进行振动台测试，以确保设备的高负载。

二、电缆管理/路径的组织

机柜应该包括用于电源和网络缆线以及配电单元(PDU)安装位置的具体且物理上独立的路径，以尽量减少对通过机柜的气流的干扰。此外，机柜面板上的电缆开口应该密封，以减少电缆周围的空气损失。

为了优化您企业数据中心机柜系统的结构，请在选择机柜时考虑以下事项。

独立的电源和网络缆线通路：电源和网络缆线通路是添加到机柜的附件。使用单独的附件来支持电源和网络缆线通路。把它们安置在机柜里，使得它们在物理上是分开的。

对于服务器机柜而言：在服务器机柜中使用PDU安装支架和环形电缆管理器，以支持一侧的PDU和另一侧的网络跳线。

对于网络/交换机机柜：使用网络机柜中的电缆管理器和绑扎支架来支持机柜前部的跳线和后部的电缆。

三、配电的监管和控制

在white space(尤其是机柜内部)中进行电源管理对于确保所有IT应用程序的可用性以及将数据中心的整体能耗降至最低是至关重要的。此外，通过高效的电源管理，您数据中心还可以通过在机架级和设备级的管理和监视电源，来提高运营效率。而为了优化机柜系统中的配电，监管和控制，请在选择智能PDU时考虑以下事项。

分支电路监控：为确保电力的可用性，对电力链路中的所有断路器均实施监控是非常重要的。在数据中心的white space内，机架式PDU上使用了过电流保护，远程电源板或母线槽系统。由于PDU上有多个分支电路，因此在机架PDU上监控所有分支电路是至关重要的。一般来说，尽可能靠近设备实施监控可以提供更好的报告以通知优化。

远程管理(阈值报警和数据记录)：选择一款具有智能远程管理功能的PDU进行持续的自动监控。具备诸如能够设置阈值以及在超过警告或临界阈值时进行通知或发出警报的功能是至关重要的。另外，对于数据记录进行保存，以进行分析亦非常重要。通常，楼层PDU上的分支电路与机架PDU的输入之间存在一对一的关联。因此，对机架式PDU的监控为这些上游动力链装置提供了额外的监控分支电路电流的好处。

电源插座级别的监控：通过在机架PDU的电源插座处实施功耗监控有助于最大限度地减少IT设备的能耗。由此所获得的信息可以用来识别服务器是否已经过剩或未充分利用。电源插座处所获得的读数还提供了其它信息，以帮助确定什么样的服务器和应用程序最适合虚拟化，以及机架中是否有可用空间和容量，及其具体位置。

电源插座的切换：电源管理的另一个重要方面是能够将电源循环到悬挂的IT设备。这是由能够循环供电到每个单独插座的PDU提供的。这些PDU还允许插座由机架PDU管理员控制。除非专门分配给电力设备以仔细管理电力和利用率，否则电源插座可以被关闭。

IP整合：数据中心网络设备的成本可能很高。由于部署IP网络的成本较高，因此将单个网络连接分配给每个监控设备会降低自动收集数据的优势。 IP整合通过提供在单个IP地址下链接多个PDU的能力来解决这个问题。目前市场提供具有IP合并能力的PDU，其范围可低至8个，亦可高达32个PDU。

高环境温度额定值：对于密度高于10 kW的高密度机柜，选择具有最高环境温度的机架PDU是至关重要的。当今市场上性能良好PDU具有高达149°F(65°C)的温度额定值。

高插座密度：随着对IT资源需求的不断上升，更多的数据中心正在部署48U和更高的服务器机柜，以在既定的数据中心占地面积内支持更多的设备。具有(60)C13插座的高插座密度PDU允许数据中心运营人员在较高的机柜上优化他们的投资，同时仍然能够享受智能PDU的所有功能。

与数据中心基础架构管理(DCIM)软件集成：具备分析和掌握能量使用情况和趋势的能力可以帮助可视化模式，并找出超出边界条件的根本原因。这说明需要将工作负载或设备迁移到另一台机架或将未充分利用的设备淘汰。

四、冷却和气流管理

降低数据中心冷却成本仍然是大多数数据中心所有者的首要任务，因此处理气流管理是至关重要的。有效的气流管理(遏制)策略使数据中心机柜能够支持高密度的设备，同时带来能源效率，并降低冷却成本。

要优化机柜系统的冷却和气流管理，请务必在为您企业数据中心选择气流管理附件时考虑以下事项。

门穿孔和内部气流管理：选择门穿孔率至少为78%的机柜，以实现最大的前后气流流通。此外，请指定机柜的气流管理附件，以优化前后气流。这些设备包括密封设备安装导轨与设备顶部，底部和侧面之间空间的挡板，以阻止设备周围的空气流入，并封闭设备之间的任何未使用的机架安装空间。

与垂直排气管道，热通道密封遏制(HAC)或冷通道密封遏制(CAC)的兼容性：垂直排气管道将来自服务器的热排气引导至吊顶上方的充气室，并返回到冷却单元或外部通风口，隔离柜内和室内的冷空气。垂直排气管道是HAC和CAC高效的机柜替代方案。最佳的空气流量管理方法还推荐使用空气流量管理附件，阻止了机柜下方和周围的气流流通，因此机柜或通道完全密封。

五、环境的监测

造成停机中断的最常见的原因之一是由于机柜内温度或湿度超标导致的硬件故障。相比之下，正如美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)所推荐的行业最佳实践方案一样，在white space内维持适当的温度水平是非常重要的，因为它们与数据中心内部整体能耗密切相关。

根据ASHRAE 2015热指南，所有类别的IT设备应保持在64.4-80.6°F(18-27°C)的温度范围内，相对湿度在40-60%的范围内。另外，入口和出口温度之间的差值应该在35°F(20°C)以内，并且在任何15分钟的时间内不得超过9°F(5°C)。

测量每台机架/机柜的入口和出口温度和进口湿度，以确保其条件符合ASHRAE建议的限值，这一点非常重要。一个好的策略是在每台机柜的前上方和后方放置温度和湿度探头。

为了优化您数据中心机柜系统的环境监测，请在选择环境监测解决方案时考虑以下事项。

远程的温度和湿度监控：需要监控进口和出口的温度和进口的湿度，以确保符合ASHRAE推荐的范围，设备规格或数据中心现场规范要求。

上限和下限阈值和数据记录：设置温度和湿度的上限和下限阈值，在接近限制条件的情况下，能够自动向技术人员发送报警。这也允许您数据中心可以根据您的操作条件为您的站点定义参数，并记录任何越界条件以进行记录的保存和分析。

与DCIM软件集成整合：能够分析绘制趋势和温度和湿度条件可以帮助可视化模式，并找出超出界限条件的根本原因。这有助于数据中心操作运营人员认识到将工作负载或设备及时迁移到另一台机架的必要，或者表明在特定机架中的气流管理不足。

六、访问控制和保护

随着更多的设备配置或安置在远程站点，对安全性的需求变得非常关键。在网络世界中，保护个人和商业数据免遭盗窃已成为一大至关重要的问题。

对于诸如金融和医疗保健等需要借助高度安全性敏感的数据信息进行交易的行业企业而言，必须遵守严格的监管和合规法规，例如医疗保健行业的医疗健康保险携带和责任法案(HIPAA)，支付卡行业的数据安全标准(PCI DSS)和联邦机构必须遵守的联邦信息安全管理法案(FISMA)。 这些规定要求相关的企业组织机构必须限制对授权个人的信息设备的物理访问。

因此，对机柜内IT设备的访问进行适当的控制和管理是至关重要的。在机柜级别的联网电子门禁解决方案将防止未经授权的物理访问，并且将为管理员提供所有授权和未授权访问尝试的审计跟踪。

为了优化机柜系统中的访问控制，请在选择访问控制解决方案时考虑以下事项。

与机柜和PDU接口的无缝集成：理想情况下，电子门禁解决方案应该与智能PDU完全集成整合，因此不需要单独的供电和联网。一个显示了机柜访问和配电信息的单一Web界面大大简化了white space的管理。

智能卡身份验证：选择可识别大多数现有员工门禁卡的解决方案，以避免耗时的编程。

符合监管法规的审计追踪：最重要的是，选择一个电子访问控制解决方案，为您数据中心提供每次访问尝试的记录，并轻松地将信息集成到PDU接口或DCIM软件中，以便于报告。

与DCIM软件集成整合：能够记录、跟踪和报告每台机柜的访问情况，以及控制用户对于机柜的访问和快速管理DCIM软件的功能是非常重要的。