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数据中心项目中使用参照设计的优势

来源:机房360 作者:CC编译 更新时间:2017-11-9 10:25:42

摘要:自行设计一个完全独立的数据中心,包含数据中心各个方面,时至今日,已经不再具有实用性、经济效益也没有之前建设高。对于新建数据中心、以及对现有数据中心的升级,选用之前同规模数据中心已采用方案用过的方案(并附有相关图纸文档,分系统或者全系统的设计方案才是最明智的做法。)

  自行设计一个完全独立的数据中心,包含数据中心各个方面,时至今日,已经不再具有实用性、经济效益也没有之前建设高。对于新建数据中心、以及对现有数据中心的升级,选用之前同规模数据中心已采用方案用过的方案(并附有相关图纸文档,分系统或者全系统的设计方案才是最明智的做法。)

  选用过去项目中经典的设计方案作为新项目设计的参照基础,可以对项目本身以及数据中心整体方案设计的优化以及后续数据中心整体生命周期的运行会产生积极的影响。

  将过去方案作为参照设使用在新建项目或对现有数据中心进行升级,可简化项目周期,缩短规划和实施流程,并降低数据中心运行后停机风险。

  以下是对参照设计的定义以及优势的阐述。

  想要更快的构建数据中心需要有强烈的动机去规划、委托第三方来建设。然而,由于预算有限、工作人员严重不足、初期无法明确IT负载、其他动态变化、对从设计角度提出的高可用性不妥协等等现实问题,使得实现这一目标变得异常困难。

  规划、建设数据中心切合实际的规划是关键。不过,在数据中心项目建设过程中——“系统规划有可能是数据中心项目实施中的致命弱点。

  一旦系统规划出现失误,会在后期建设、实施阶段不断放大和传播,极有可能导致系统延迟,建设成本增加,工期延误,最终牵涉到系统有可能出现问题。

  如果在数据中心规划期间,采用参照设计这个工具,可以帮助规划人员在初期规划时,避免一些潜在的错误。

  通常,参照设计通常是参照之前项目的系统蓝图,包括各个系统的原理图、结构图,(理想情况下),同时还包括各系统组成材料或组件的详细清单。

  虽然采用参照设计可以直接实现,但更典型的是,它可以作为一个基准设计来满足特定的用户偏好或约束条件。

  参照设计可能用于一个完整的数据中心,也可能仅限于数据中心的某个系统,例如IT机房、电力设备或冷却系统。

  各种可供选择参照设计的目录允许用户快速找到最适合他们需求的设计,并要求对他们的特定项目进行最小的适应。参照设计是建立在推荐和被证明的最佳实践之上的。

  例如:电气原件制造商经常为他们的产品提供参照设计,以帮助他们的客户在他们的自身的项目应用中更有效率。

  参照设计也存在于数据中心的物理基础设施系统中,并能提供刚才提到的电气原件、房屋设计中用到的优势。

  数据中心参照设计作为一个起点,为项目团队提供了一些有价值的建议,包括:

  促进、简化规划阶段

  减少规划时间

  降低风险,为未来风险提供预测,提高可靠性

  本篇描述了什么是数据中心参照设计?它包含了什么,并解释了上面列出的好处是如何逐一实现的。

  一、数据中心参照设计的元素

  数据中心参照设计是一种经过测试、验证和记录的计划,用于描述物理基础设施系统是如何构建和布局的,以及描述使用哪些特定组件的计划。对于一个覆盖整个数据中心的参照设计,电气、机械和IT房间都应该被计划所覆盖。设计文档通常有两种形式:

  图纸

  书面记录(设计文档、材料清单、竣工记录等)

  对于图纸的描述:

  也许所有可能的设计文档中最有用的是电气单线图图、各个系统单线图、IT机房的图纸。这些文件提供了有关建造的方方面面信息,安装设备的数量、类型,通过图纸了解到电力系统框架和水系统原理图,图纸能够显示出设计的电气和管道连接。正是这些图纸在很大程度上使参照设计最终成为可构建的。


图1 电气系统原理图

  平面布局图是是图纸中重要的参照设计。 正如图纸名字所暗示的那样,这些图纸显示了所有设备组件的尺寸,布置和距离。 这些组件

  包括诸如机架,PDU,CRAC / CRAH,UPS,发电机,配电盘,ATS,

  等等。这些重要的信息将很快帮助我们回答一些重大问题,

  例如“我可以安装1兆瓦的电源吗?

  数据中心在这幢建筑里是否合适?

  除了传达所有各种空间的总体要求,

  以及设计的各个方面之外,也能从图纸中看出设备之所以如此摆放的原因。

  具体原因。

  这些原因包括最大限度提高制冷效率,简化运行流程,维持设备的稳定性,以及恰当地应用与间距相关的代码和标准。下面的图3显示了一个IT层布局图的示例。电气和机械室的布局图纸也应该存在。


图 2a 平面布局图


图3 平面布局特写图( 突出细节)

  三维视图是在参照设计中另一类图形文档。如图4所示。三维视图为用户直观的、清晰展示出数据中心各个区域功能,说明一个给定的数据中心参照设计(三维效果图)在竣工后会是什么样子。所有主要的系统组件都可以很容易地被识别与描述。

  尽管从工程的角度看,这些三维效果图并不一定是有用的,但是这些三维效果图可以是一种有效的方式,可以帮助对技术了解不是很深入的用户更为直观的展示、演示和推广的一种方式,比如向财务总监或者采购经理做介绍。


图 4 某项目三维效果图

  文件记录

  有效的参照设计还包括设计属性的高级总结以及系统级性能的了解。这将列出基本的规格,如:项目成本概算,IT负载能力,预测年PUE值,密度能力,电力负载和冷却系统的冗余,散热方法等等。这份系统的标准清单,有助于项目设计团队快速完成与自身设计项目清单中同类参数的比比较,找出其中差异,也对帮助比较设计时是要有一个解释理念和具体的文件给定设计的好处。

  这些信息可以帮助我们解释为什么该项目会如此设计;其中的细节可能被忽略或误解。

  物料清单(BOM)如图5所示,是另一个重要且有用的元素数据中心参照设计。 BOM是包含所有组件的详细清单参照设计图形文档中显示的内容。具体的产品名称,描述,部件号和每个部件的数量都被标识。在这个例子中如下所示,注意参照设计供应商是否提供零件。在规划阶段早期提供这些信息可以帮助节省时间并降低风险建设数据中心的规范和采购步骤。


图5 某项目材料清单

  参照设计的限制:

  如上所示,参照设计可以传递大量详细的设计信息,设计或改造一个项目的重要的开端。 但是,要有一个完整和准确的参照设计可以提供什么,了解它们的局限性和边界很重要。首先,项目组甚至可以开始比较和比较参照他们需要制定并就新数据的基本要求达成一致。 这些要求有助于确定哪些参照设计适合进一步审查。 虽然这篇文章的目的不是描述如何选择和比较设计,这里应该指出,至少可以选择设计

  基于三个输入:

  预期总的IT负载

  功率、冷却的冗余度

  密度

  有了这三个数值,可以从更多的选项库中选择合适的参照设计。从这些参照设计库中,对其进行比较与权衡。与此同时,定义一个更大、更全面的需求清单的效率会提高,并加快缩小设计选项的数量。

  尽管在上面提到的参照设计,对于新建或改造数据中心是有必要的,工程服务依然是必需的。

  有些图纸需通过地方当局的盖章与批准后,方可施工。

  设计需要合法(允许、遵守相关规范等)、本地化(满足行业常规和规则)。此外,为了使构建过程值得信赖,还需要其他工作来填补每一个设计细节,如电缆和管道的日程安排,地板/屋顶的负荷限制,或提供适当的排水系统。

  并不是所有的设计都可以覆盖防火和物理安全系统,因此,一旦设计被选中,这些项目可能需要通过第三方施工来完成。此外,设计和构建与物理结构本身相关的元素并没有被参考设计所详细描述,除非设计是基于像预制化那样的独立模块。

  定制化

  如果所选择的参考设计的更改是首选或需要的,则还需要额外的工程服务。

  虽然任何设计都可以更改,但是体系结构、系统和组件的标准化和模块化都在参考设计中,这些更改可以更容易、更快速地完成。而这些变化的影响将会更小。数据中心物理基础设施的标准化和模块化,进一步深入研究了标准化和模块化的设计带来的许多积极影响。

  如前所述,参照设计建立在最佳实践和经验之上。 组件并且子系统被设计成一起工作。 这些优化的系统越多修改后,其收益的可能性就越小。项目进度和性能

  可能会受到负面影响,最终的结果可能是数据中心没有更类似于之前描述的标准化属性的原始列表。 那被说,有可能有一些变化实际上可能有利于整体设计或

  项目。 例如,总工程师可能对一个给定的系统或者特定的专业知识

  方法可能与原始参考设计有所不同, 或者组件替换可能

  由于在某个地区的可用性问题是必要的。

  二、使用参照设计的优势:

  简化规划阶段

  减少创建初期规划时间

  降低风险,提供可预测的性能,并提高数据中心的可靠性。

  并不是所有的参考设计都是一样的。在这个页面左边显示的边栏列出了一些使一个设计比另一个更有效的属性。设计具有这些属性的程度会影响到所获得的收益的程度和数量。

  简化规划阶段

  对于新建数据中心而言,面临的最大挑战之一就是启动。对于这个项目来说,几乎总是有一些显而易见的需求:满足不断增长的需求,添加新的应用或服务,或者允许虚拟化大规模合并多个地点,以节约能源和降低运营成本。

  无论驱动需求是什么,初期规划的挑战总是涉及到,至少在一定程度上,将新的IT需求(更多的服务器、存储等等)转换为一份更为详细的、可构建的、用于支持它的物理基础结构的设计清单。即使在进一步确定到其他设计参数之后(例如,电力需求、项目预算等),仍然有许多设计问题以及一些限制约束,必须通过不断的沟通,明确需求,逐步规划。参照设计可以作为一个常规的参考进行借鉴,同时可以针对一些具体问题展开讨论。

  通常参与数据中心项目的相关人员都具有非常不同的背景、视角、技术知识水平和目标。这通常给早期的计划步骤特带来挑战性

  大家可以从一些参考设计中快速的判断一些基本问题 (如IT负载功率密度密度和临界值),极大地简化早期的规划过程。

  通过使用参照设计,它减少了在项目团队中需要做出决策的数量。

  参考设计进一步简化了流程,而不仅仅是实现快速转换

  从基本的需求高高级的详细要求都可以从参考设计中得到启发。使用参照设计的目的在于,鼓励更多利益相关者的参与,简化设计流程。

  所有这些都有助于在数据中心项目设计目标上获得一致。如此使用参照设计,不仅是可以帮助项目顺利进行,也是帮助数据中心在其生命周期中安全运行的关键。参照设计提供了一种快速而简单的方法来精确地比较可能的场景和设计的权衡。

  项目团队成员可以根据一些参照设计提供的设计参数,快速进行可视化设计,并立即看到更改给定设计背后的变量的影响。例如,冗余如何影响成本?

  生产一个10兆瓦的数据中心或两个5兆瓦的数据中心会更便宜吗?

  功率密度要求如何影响数据中心的整体规模?这些类型的问题可能需要几个月的时间来理解和使用传统的、定制的“一次性”设计方法。使用标准化的参考设计,只需要几分钟就可以进行比较。

  减少规划时间

  一旦初期确立需求,项目目标达成一致,并选择了一份参照设计,数据中心设计团队将会很快地对新项目进行整体规划设计。正如上面所描述的那样,在计划过程中节省的时间与图形设计文档和BOM中所发现的细节相结合,意味着在传统的自定义设计方法中,已标记和批准的计划将比传统的计划更快。

  降低风险,为未来风险提供预测,提高可靠性

  通过利用参照设计,让每一位参与者在同一起点,用同样的语言对于数据中心项目设计规划达成共识,这是降低风险的最佳方式。

  使用参照设计是标准化的体现。被预先设计和验证意味着它已经将在独特的定制设计中发现的低效率和容易出错的复杂性排除在外。

  然而,参照设计的真正妙处在于,它在与从未进行过数据中心项目的人分享其固有知识和经验的过程中扮演了重要角色。

  通常,标准化设计、操作或任何其他业务流程都需要通过反复的试验、经历过错误,吸取教训,来了解最佳做法。

  只有这样,才能实现标准化的好处。但是,如果没有更多的数据中心项目进行,那么这些好处就不会被真正地感觉到,因为这些项目将会使用那些精心创建的最佳实践。

  因此,参照设计是预先考虑的。它以前就建好了。问题已经解决了。组件、系统和子系统已经被选择,以实现它们之间的有效和高效的互操作性。没有被忽视。他们的操作已经被测量过了,因此他们在新构建中的未来表现是可以预测的。在这样的条件下建立的新数据中心肯定比传统的、完全定制的数据中心更有可能被建立和委托,并且比传统的、完全定制的数据中心更可靠、更可靠。

  三、参照设计的演变

  参照设计来自于数据中心的终端用户或操作人员,有些公司设计并建造了许多自己的数据中心。他们在业务方面有一些独特的经验会影响到数据中心基础设施整体架构,或者,由于他们自身建造的丰富经验,对某一领域都有着独到的见解。

  对于这些类型的客户来说,开发他们自己的内部标准化参考设计是很有意义的,从而更好地使他们能够“一步一步地重复”他们的领域已被证明的设计。在某些情况下,有组织的努力与业内的其他人分享这些设计和最佳实践,以帮助提高能源效率。

  责任编辑:DJ编辑

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