张瑞杰
北京中测信通科技发展有限公司 100032
摘要：
与传统的计算机机房管理不同的是,大型数据中心基础智能化系统能够实现半自动化管理,并对网络环境进行智能化监控,强化管理效率的同时,为优化数据处理效率奠定基础。因此,在构建大型数据中心基础设施智能化平台的过程中,要促进技术的优化和更新,完善安保环境、系统环境以及智能化环境的建设,为智能化行业的发展提供动力。文章主要研究大型数据中心基础设施智能化及自动化功能。
关键词：大型数据中心;?基础设施;?智能化;?自动化;
前言：
大型数据中心与传统机房在管理上的最大不同在于大型数据中心将建筑本身的基础设施也纳入到数据中心的管理范围。传统的机房管理更多关注的是IT设备、网络环境等，对于基础设施也仅仅局限于动力环境监控系统。其主要原因在于，传统的机房往往建设在普通办公楼内，其电力、空调、新风及消防等基础设施与办公楼共用，机房管理者无法按照机房的管理标准对这些基础设施进行管理，这与现在大型数据中心有很大不同。现在的数据中心通常是以整栋建筑物为平台，单体建筑面积达到1～2万平方米，可容纳3000～4000个机柜，整栋建筑物仅作为数据机房使用。近年来某些数据中心可容纳的机柜数量甚至达到几万个，在这种情况下，数据中心的管理者所面对的管理对象是整个建筑物的基础设施，涵盖了电气、暖通、消防、安保等系统。这些系统运行的安全可靠性对于数据中心更为重要，例如空调冷水机组一旦发生重大事故，可能造成整个数据中心的瘫痪。数据中心节能的概念也不再局限于机房精密空调、照明等环节，而必须关注从变压器、UPS、冷水机组等大型设备到冷却塔、水泵、新风等各环节的节能。
1.数据中心智能化能耗监控平台
准确衡量数据中心能耗的关键指标PUE值，需要在变配电系统及用电设备上安装必要的PT、CT等各类传感器。全面实时监测数据中心的IT设备、空调制冷、新风、照明、消防等基础设施的运行参数和能耗数据，动态显示和分析PUE值等能效数据。对基础设施能耗历史及实时数据进行分析汇总，分类提出各类基础设施的运行建议和优化措施。主要表现在以下几个方面：
(1）能源动力过程监控
基于对数据处理和分析，实时掌握能源消耗状况，对各个环节的能耗异常情况进行集中监控。例如，对每个机柜的发热量进行实时监控，并形成图形化显示，对高热区域进行报警。通过自动调节地板通风口面积，消除局部“热岛”。
(2）能源消耗分析与管理
能源管理系统作为数据中心能源的监管平台，为管理人员提供了不同的管理窗口，通过一个页面管理掌握整个数据中心的能源消耗情况，通过对能源消耗的精细化管理，实现对能源消耗系统的实时监控、日常能源消耗管理、能耗分析、重点设备管理等功能，提高了能源管理的数字化和智能化水平。
(3）指标分析
引入数据中心能耗指标计算方法，包括：每个机柜用电量、单位面积综合能耗、单位面积空调能耗、单位面积照明能耗等进行考核分析。
(4）智能报表
将各种数据进行汇总产生统计报表，报表所展现的数据和内容，可以切换成饼图、棒图和曲线方式进行展现。
2.大型数据中心基础设施智能化及自动化发展的措施研究
（1）变配电系统智能化及自动化在数据中心的应用
为了能够保障机箱系统以及网络系统能够始终处于工作的状态,大型数据中心基础设施系统需要在其中安装有效的防止脱机装置,例如在电气二次装置中安装智能化和自动化装置,保障系统即使在脱机或者是无法正常工作的情况下,传输和信息内容依然可以正常运行,强化系统升级效率。例如,ATS有CB和PC两种级别,前者比后者多了一个短路保护装置。在实际应用的过程中,系统中需要配备专业的转换条件和转换时间,配合电流和电路的稳定值,从而防止出现安全事故。
（2）空调自控系统在数据中心中的应用
空调系统的自动化装置,能够在很大程度上强化使温度实现自动控制,保证空气的清洁。例如,部分地区利用春秋冬等季节较低的气温,可以利用板式换热器以及冷却塔来实现制冷工作,进而优化空调的节能效果。同时,freecooling技术也利用了流量、压力和温度等全面加强了对空调自动装置的控制,进而保障空调能够对室内温度进行控制。同时,该系统还能对冷却系统进行加热维护,当压力差达到一定范围的时候,将冷水升温到正常状态,从而强化系统节能效果。
（3）空调水智能化检测在数据中心中的应用
大数据中心通常采取冷却装置对机房冷源进行控制,从而实现智能化控水,因此其安全性直接影响到系统的安全性能。在实际应用的过程中,空调的冷却水系统会因为外界影响因素而受到污染甚至是腐蚀。而且在阳光的照射下也会产生大量微生物影响水质。水系统自动检测及自动加药设备,通过控制,可以保证水的电导率在合理范围内,进而保证补水量更精确,以实现接水的目的。
（4）RFID技术在数据中心中的应用
大型数据中心中,无论是基础设施还是机械化设备都相对较多,而且具有很强的复杂性,在铺设初期要进行采购安装,然后进行必要的养护和清洁管理。因此,该技术的应用大多存在于大型企业的运行中,例如对企业的IT设备进行资金管理,可以实现便捷操作和有效应用的特点,对于缩小管理成本、强化智能化设备管理效率来讲具有重要的意义。例如将该技术应用到物联网领域当中,可以触及到感知中心,进而强化系统应用效率。
3.大型数据中心基础设施未来的发展趋势研究
（1）边缘数据中心的连通性会大大增强
以IT行业为例,大型数据中心基础设施正在推动该行业的各类资源逐渐向用户和工业流程的方向转移。也就是说,虽然数据流通和处理中心,仍然是大数据库存管理和销售管理的核心方向,但是随着物联网技术的崛起以及传感器等设备的升级等,微型数据中心以及网络机柜的数量和质量也会随之上升,甚至用户或消费者直接通过客户端就能到达访问地址,更加地便捷和流畅。基于此,为了能够有效地顺应这些变化,大数据中心基础设施必须要紧跟时代的步伐,将原有的智能化配置向微数据中心逐渐倾斜,从而实现快速部署分布式IT模式,以实现资源和工作任务的集中管理。除此之外,该行业中现有的远程IT位置以及网克罗机柜也会被重新地进行评估和利用,只有这样才能突出电源冷却的关键属性,进而有效地对数据进行搜集和整理。
（2）热管理升级到可持续发展
从技术升级的角度来看,数据中心制冷技术,在过去的几年当中,变化速度比任何数据中心系统都要快。也就是在有效降低能源成本的情况下,传统的、标榜最大冷却的方式已经被取代,反而是基于智能控制方法的引导下能够使智能热控制技术实现最大限度的升级。虽然现如今能源效率的问题依然没有得到妥善的解决,但是在一些特殊的地理位置上,制冷剂以及冷却水的使用却已经实现了智能化的热管理目标,对于推出更经济、高效且可靠的热管理技术来讲具有重要的铺垫作用。
（3）安全责任扩展到数据中心管理
现如今,虽然大数据处理技术的加密系统以及一系列基础设施,已经基本能够实现文件或信息的高效安全存储,但是依然不乏存在个别信息泄露的情况。依照几年前波特蒙研究所出具的研究数据显示,在数据中心中断事故中,网络攻击依然居高不下。虽然互联网所连接的设备数量越来越多,也能基本实现自动化和额智能化的管理,但是其安全管理的成本也越来越高。基于此,数据中心以识别漏洞为主要的研究方向,对构成设备管理的一些潜在威胁因素进行了一一的剔除,不仅可以有效地识别基础设施上的端口是否存在异常的问题,而且也极大地减小了由于黑客攻击所造成的数据泄露等事故处理成本。
结语：
数据中心中，智能化和自动化程度越高，其所带来的效益就越大。这种效益不仅表现在降低能耗上，在节约人力资源、提高数据中心运行安全可靠性等方面也有突出的表现。在我们的生活越来越依靠网络的时代，数据中心基础设施运维安全问题，在某些领域是一个关乎到国计民生的重大问题。在进行数据中心建设和运维时，要充分发挥各种先进技术实现数据中心的智能化和自动化。
参考文献
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