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                  數據中心如何充分利用網絡機柜

                  來源:機房360 作者:litao984lt編譯 更新時間:2018/8/30 11:00:51

                  摘要:在本文中,我們將為廣大讀者朋友們簡要介紹如何保持IT設備運行的相關建議,并討論如何有效地管理、組織和操作網絡機柜,以節省時間、資金,并避免為數據中心現有操作運營空間和設備帶來風險。

                    現如今,雖然不同企業數據中心所采用網絡機柜(network closet)各自具有各種不同的形狀和規格大小,但它們本質上都是數據中心的一個組成部分,并且是作為所有關鍵任務操作處理環境的重要組成部分而存在的,故而數據中心管理運營人員們務必要對其實施高效的組織、保護和管理。企業的IT專業人員們負責保持技術基礎架構的運行,即使所面臨的是有限的IT資源和日益增加的復雜性。而通過選擇合適的服務器機架和電源基礎架構,并與相應的管理硬件和軟件配合使用,可以使得企業組織保持業務的正常運行。在本文中,我們將為廣大讀者朋友們簡要介紹如何保持IT設備運行的相關建議,并討論如何有效地管理、組織和操作網絡機柜,以節省時間、資金,并避免為數據中心現有操作運營空間和設備帶來風險。


                  圖1: 數據中心網絡機柜

                    數據中心網絡機柜:相同的組件,不同的目的

                    無論是在中小型企業還是大型企業,構成其數據中心的典型的網絡機柜的組件通常都是相同的。從本質上講,網絡機柜包括四個主要元素:網絡交換機、服務器、存儲設備以及相關的虛擬化和管理軟件。而第五個元素則是集成的服務器機架和配電元件。

                    一臺網絡機柜與另一臺的區別在于其根本目的。對于較小的企業組織而言,一臺網絡機柜可以作為計算中心樞紐,包含運行業務所需的所有網絡、存儲和計算能力。

                    而對于大型企業組織而言,其網絡機柜通常是與其他設備一起運行的——即:以服務器機房或數據中心的形式提供與集中式計算集線器的連接。實際上,較大的企業組織往往依靠網絡機柜為中央服務器機房提供網關,然后將信息路由到數據中心進行存儲。

                    在構建新的網絡機柜或評估現有機柜時,我們建議企業最好考慮如下三個基本目的:組織、保護和管理。

                    組織

                    鑒于網絡機柜運營維護要求方面的嚴格限制,因此在數據中心運營過程中,對相關設備實施適當的組織規劃,對于企業數據中心的高效運行和持續維護是至關重要的。數據中心運營管理人員們可以添加到網絡機柜的組織化設備包括露天服務器機架(open-air rack,兩柱或四柱機型)、附件機架、用于安置電纜設備的機柜、耐扭型電源線扣(strain relief bar)以及用于組織和管理氣流的電纜管理選項。具有雙柱開放式框架設計的設備機架在網絡機柜中最常見,但對于更深和更重的設備,應考慮使用四柱深度可調節的設備機架。標準的服務器機架通常為84英寸高,但如果數據中心的操作運營空間非常寶貴,則較大(96英寸)的服務器機架可能更有助于實現操作運營空間利用率的最大化。使用符合EIA / ECA 310E標準的機架進行19“或23”機架的安裝是非常重要,這會有助于確保均勻性和易安裝性。此外,機架導軌上具備永久壓印的機架安裝單元(RMU)標記的機架會使得設備的安裝更快、更高效。最后一點,但卻并非最不重要的是:注意設備機架的重量容量。我們建議設備機架承載至少1,000磅(454千克)的靜態重量,以確保為您企業數據中心成本代價昂貴的數據通信服務器,網絡交換機等提供穩定的支持環境。

                    雖然機架設計很重要,但在安裝網絡機柜時,保持服務器、交換機和存儲設備的安全性也是至關重要的。而為了幫助維護工作以及簡化故障排除,機架區域應避免混亂的數據、電源和網絡電纜。因此,實施電纜管理是至關重要的。垂直電纜管理器應放在每臺機架的末端。我們建議每24根插線電纜(patch cable)使用一個水平(1 RMU)電纜管理器,在每臺機架中每48根插線電纜使用一個(2 RMU)的水平電纜管理器。正確的電纜支持對于確保最高性能和促進對網絡布線系統的有效修改、添加是至關重要的。

                    保護

                    可靠性,持續的正常運行時間和效率對于企業數據中心的網絡機柜是至關重要的,這就是對數據中心的相關設備實施重點保護可以有助于節省時間、資金,并避免發生某些共同的風險的原因所在了。而為數據中心提供保護的解決方案包括不間斷電源系統(UPS),其可以在公用供電服務機構發生供電故障時提供應急電源;而一款機架配電單元(PDU)和熱插拔維護旁路裝置,則可以將電源直接切換到設備以執行維護或更換UPS。如果需要冗余,則應提供在電源異常情況下自動將電源從主電源傳輸到輔助電源的自動轉換開關(ATS)。通過使用智能機架PDU可以進一步增強保護,經由監控和管理插座電源來保護機架內的設備。通過管理軟件集成UPS和智能機架PDU,IT專業人員們可以從連接到網絡服務器的任何計算機查看和控制操作運營環境。如果需要擴展運行時間,則可以向UPS添加額外的電池模塊。

                    管理

                    組織規劃數據中心的網絡機柜,并保護設備可以提高數據中心的運營效率和可靠性,但要真正優化網絡機柜,將需要實施有效的管理功能。通過使用適當的硬件和軟件管理產品,數據中心的IT人員們可以有效地管理網絡環境。管理軟件可以在UPS和PDU級別提供遠程主動管理功能,適用于直至插座級別的智能PDU。管理硬件包括插座級電流和功率測量儀表以及溫度和濕度探頭。這些儀表和探頭可以實現對于數據中心操作運營環境的監控,并在電源或溫度波動超出普遍接受的容差范圍時,第一時間通知IT運營管理人員。

                    有效的管理

                    盡管取決于企業組織規模大小的不同,不同企業采用網絡機柜的目的會存在一定的差異,但是對于高效且有效地管理機柜中資產的需求卻是普遍的。對于一家小型企業組織而言,所有的計算能力都包含在一臺機柜中;而對于大型企業組織來說,如果網絡機柜出現任何問題,則可能會損害對企業網絡和關鍵型任務應用程序的訪問。對于這兩種不同的情況而言,網絡機柜的高效管理對于企業正在進行的操作運營都是至關重要的。

                    學習如何有效管理網絡機柜的基礎之一是在粒度級別上監控和管理設備。UPS級別的監控和管理可以使網絡管理員們密切關注整個機架的電源和功耗。對于具有多臺網絡機柜的大型企業組織而言,遠程監控和管理功能可提供全面的網絡環境視圖。通過軟件智能管理電源可以幫助管理員們在發生電源中斷時有效地進行響應。智能機架PDU允許IT專業人員監控和控制插座級的電流和功率計量儀表——這兩者都是確保數據中心高效運行所必需的。此外,還需要能夠通過遠程溫度和濕度監測來測量操作運營環境的條件狀況。

                    從集中位置遠程管理操作運營環境條件對于那些已經添加網絡機柜以擴大或擴展其現有運營環境的企業組織尤其重要。通過管理軟件集成UPS和機架PDU,IT專業人員們可以從連接到網絡服務器的任何計算機查看和控制操作運營環境。例如,一處典型的大學可能在整個校園內的各種建筑物中都安置有網絡機柜。許多網絡機柜在轉換空間的最初設計時并非是用于計算的這一情況并不罕見。從溫度和濕度的角度來看,這樣的環境是不友好的;如果沒有額外的冷卻設施用于網絡機柜空間的話,那么實施遠程管理將會有助于避免由于設備運行過熱而導致的風險。

                    對于大型企業組織而言,對網絡機柜實施備份尤為重要;作為服務器機房或數據中心的網關,網絡機柜一旦出現中斷可能會使企業的電子郵件系統等關鍵任務應用程序無法訪問。遷移和關閉虛擬機(VM)的功能也很重要。在發生斷電的情況下,關鍵虛擬機可以保持在線,而那些運行非必要應用程序的虛擬機則可以自動關閉。這一過程稱為負載卸載,是有效實現虛擬機遷移的關鍵組成步驟。通過減少所需處理的工作負載來關閉不太重要的虛擬機,管理員們可以為更關鍵的應用程序保留和擴展電池電量。為了有效地執行減載,我們建議將UPS管理軟件集成到虛擬化平臺中,從而有效地提供這些功能,而不會危及關鍵型IT任務的運營。

                    最大化機架的正常運行時間,并提高可靠性

                    雖然監控和管理基礎架構對于有效的網絡管理而言無疑是至關重要的,但僅僅只靠這些措施并不足以優化網絡機柜的操作運營。網絡管理員們還必須考慮對于機架的有效管理——針對電纜和電源實施有效的管理方法,以便適當控制和維護機架的操作運營環境。實施正確的電纜管理解決方案,通過增加氣流和便于添加或更改機柜硬件的便利性來有效的節省時間和資金。其還可以防止因意外/無意的電源線移除而導致的硬件故障,從而避免風險。

                    電纜管理是通過不同的顏色編碼,并配合垂直和水平電纜組織器、電纜線軸和插頭插座穩固設備的使用,使網絡管理員木訥能夠保持正確的電纜連接,并簡化問題解決。通過使用垂直和側面電纜管理通道進行高效的電纜管理可以增加網絡機柜中的氣流;還可以簡化對機架的任何移動,添加和更改的復雜性,從而減少由于環境溫度問題或意外移動電纜而導致中斷的可能性。具有IEC插頭保持功能的機架PDU可防止插頭意外脫落,并可大大提高可靠性。實施電纜管理的最佳實踐方案的關鍵是能夠規范整理電纜——例如將藍色的數據線纜規范整理在一起,以改善故障排除,消除混亂,并減少不同類型電纜之間的干擾。使用分頻器,可以在單個管理器中存儲電源和網絡電纜,并仍然保持電纜的性能。

                    除了電纜管理之外,電源也是機架管理的另一個組成部分,這也是UPS和PDU發揮其用武之地的所在。為了確保最大的正常運行時間和提高可靠性,理想情況下,網絡機柜應包含冗余UPS和PDU,以保護對主要和冗余設備的電源供應。但是,并非所有網絡機柜都需要完全冗余的保護;通過將UPS與PDU混合和匹配,數據中心管理員們可以設計出適合其網絡機柜需求的適當級別的保護方案。通常,有三個級別的保護:


                  圖2:帶有IEC插座夾具的機架PDU可以降低插頭出現松動的情況,以及導致服務器關閉的風險。


                  1級:一款單一的UPS和PDU設備。實施基本的電源分配,沒有冗余。


                  2級:一款UPS和兩款PDU。稱為冗余分配。


                  3級:兩款UPS和兩款PDU。稱為完全冗余或2N架構。

                    尋找其他保護方案?

                    考慮使用ATS和旁路開關交換機維護。為了保護單線設備,ATS將會特別有用,因為其可以為帶有一個或兩個電源的機架中的設備維持冗余配電。當發生問題時,ATS將電源從主源傳輸到輔助源,并在主源恢復后將其傳輸回來。此外,維護旁路開關交換機也可以非常有效。維護旁路交換機通過將UPS周圍的公共供電電源路由到PDU中來增強機架的電源可用性。如果UPS需要維護或更換,維護旁路開關允許將電源直接切換到網絡機柜設備,從而無需在任何維修或維護過程中關閉設備。

                    需要額外的備份運行時間?對于那些執行嚴格的服務級別協議的企業組織而言,應選擇擴展電池模塊,以確保在停電期間獲得更長時間的正常運行,或確保有足夠時間在虛擬化環境中遷移數據。理想的情況下,專門與UPS配對的擴展電池模塊可確保安裝無故障,同時提供可靠的備份解決方案。

                    總之,在為網絡機柜選擇機架和電源管理及分配解決方案時,請務必兼顧與投資回報率(ROI)相關的各個方面。如若選擇了無法通過節約時間、資金并避免風險以創造價值的UPS和PDU選項,那么長期而言,將大大的妨礙企業數據中心效率和有效性的實現。故而為了做出最合適的選擇,請務必考慮以下影響整體投資回報率的相關因素:

                    l 針對機架實施組織規劃——確保設備的安全,并在適當的位置優化用于維護所花費的時間和資金,以及未來針對機架的任何相關組織規劃。

                    l 額定功率——注意對電源功率的測量,因為其顯示了實際功率。

                    l 網卡——確定UPS的價格是否包含了網卡。

                    l 輸出插座——確保UPS和PDU設備有足夠的輸出插座,以容納服務器和其他網絡機柜設備的電源線。

                    l 輸入插頭——某些UPS和PDU設備具有適合標準墻壁插座的輸入插頭。如果沒有,則可能需要安排電工人員來安裝新的墻壁插座。

                    l 電池——考慮額外電池組的成本,以及維修UPS電池的成本和頻率。

                    l 軟件——確保UPS和PDU軟件可以與現有的虛擬化管理軟件集成。

                    l 用戶界面——直觀的LCD有助于簡化故障排除,并節省維護成本。

                    l 安裝硬件——要將UPS安裝在雙柱機架中,請查找隨附的安裝硬件。另外一定要注意PDU安裝的安裝支架要求。

                    l 維護旁路——購買此交換機可以在發生UPS故障時允許IT設備保持正常運行,從而節省資金,并避免風險。

                    l 電壓——從能源利用的角度來看,208伏UPS的成本低于標準的120伏的UPS,因此請確保預先考慮數據中心長期運營所需的正確電壓需求。

                    l 保修——注意設備保修期內的相關注意事項以及是否包含對于電池的保修。

                    結論

                    無論企業組織數據中心的規模大小如何,網絡機柜都是保持業務正常運行的重要因素。憑借可靠性和冗余性,企業可以為其網絡機柜配備合適的硬件和軟件,以最大限度地延長正常運行時間,提高效率,并降低運營成本。實現這些目標有助于推動實現最高的投資回報率。而通過選擇具有組織化、保護和管理的機架和設備,網絡機柜可以提供企業業務當今計算環境所需的可靠性和性能。

                    責任編輯:DJ編輯

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