电缆拥塞可能阻止设备上的冷空气进入,电缆拥塞还可能阻止热空气从机柜出来进入热通道

重新考虑数据中心布线措施以提高能源效率,数据中心能源

根据美国能源、卡耐基梅隆大学,西北大学和斯坦福大学的研究人员的调查研究,2014年美国的数据中心耗电量约为700亿千瓦时。虽然数据中心消耗大量的电力来运行服务器,交换机,导向器,存储设备和其他IT设备,但研究表明如果不是近年来提高了能源效率,2014年的能源消耗量可能将达到1100亿千瓦时。

现在,数据中心基础设施运营的高度重视使得工程师们设计出了性能更高并且效率更高的新产品。尽管这些创新技术在减少数据中心的碳足迹方面发挥了关键作用,但它们只是促使数据中心更加环保的一部分,而结构化布线却是组织在节能方面可能忽略的一个部分。

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数据中心布线可能很难管理,并且可能阻碍散热的热空气通道。因此,数据中心管理人员必须设法提高冷热空气分配的效率。而以下一些简单步骤可以帮助数据中心管理人员做到这一点。

1. 消除电缆拥塞

电缆拥塞是电缆没有进行有效管理的常见问题,这可能会造成一系列负面影响。首先,电缆拥塞可能阻止设备上的冷空气进入,导致硬件过热并可能发生故障。电缆拥塞还可能阻止热空气从机柜出来进入热通道,并可能导致热空气扩散到冷通道冷却系统中,从而浪费电能,同时降低了制冷效率。IBM公司调查表明,数据中心布线基础设施的改进,比如消除电缆拥塞,可以节省15%到40%的能源成本。

2. 采用更小的密度电缆

为了防止机柜拥塞,增强空气流动,促进更有效的散热冷却,采用到密度较小电缆比采用笨重的电缆更轻、更灵活。

3. 依靠线缆管理器

构建更高能效的数据中心的主要因素是:采用水平和垂直电缆管理器,防止气道堵塞设备,并简化新设备的安装和连接,其中包括更好地管理较长的电缆,确定电缆布线路径,并在移动、添加和更改(MAC)时节省时间。

4. 安装盲板

通过用盲板填充额外的机柜空间,以确保热通道与冷通道分离。其结果消除了热空气与冷空气的混合,提高电能的利用率。

5. 限制机柜中的设备

在单个机柜中尽量减少光纤通道设备和盲板的数量,以便限制终端的数量。这样就可以减少布线,以免阻塞机柜内和周围的气流。

6. 绞合电缆

预端接的导向中继线确保了卓越的性能,因为它们专门适用于当今最流行的导向器级交换机中的光纤通道交换模块。其每个接头应交错排列,以适应每个端口,消除电缆的松弛,防止柜体堵塞,同时增强气流。

布线基础设施在数据中心的设计中起着关键作用,但往往被忽视,而通过采取这些措施,数据中心管理人员不仅将为更加节能的数据中心铺平道路,而且还可能获得更高的投资回报率以及总拥有成本的改进。

根据美国能源、卡耐基梅隆大学,西北大学和斯坦福大学的研究人员的调查研究…

4. 安装盲板

在连接的和高效的数据中心内,有充足的发挥物理有形基础设施的战略价值的机会。

交换机TOR布线方式是对EOR/MOR方式的扩展,采用TOR布线时,POD中每个服务器机柜的上端部署1-2台两台接入交换机,机架式服务器通过跳线接入到机柜内的交换机上,交换机上行端口通过铜缆或光线接入到EOR/MOR的网络机柜中的汇聚交换上。如图所示

可持续制造商制定的解决方案有助于减少对环境的影响。这意味着能够提供更具灵活性的空间设计,减少安装时间,减少材料浪费等,应该能够确保最佳的能源效率和性能。

6. 绞合电缆

更高的可用性要求、更多的关键任务应用程序和不断上升的吞吐量需求,导致了更大的光纤密度,并需要将更多的资产安置覆盖在更小的区域中,而物理层也正在变得越来越难以管理。

数据中心机房平面布局通常采用矩形结构,为了保证制冷效果,通常将 10 至 20
个机柜背靠背并排放置成一行,形成一对机柜组(又称为一个POD)。

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现在,数据中心基础设施运营的高度重视使得工程师们设计出了性能更高并且效率更高的新产品。尽管这些创新技术在减少数据中心的碳足迹方面发挥了关键作用,但它们只是促使数据中心更加环保的一部分,而结构化布线却是组织在节能方面可能忽略的一个部分。

当我们谈效率时我们谈些什么?

采用pass-through模块的刀片服务器的机柜布线方式可分为EOR/MOR和TOR两种,如图所示,两种方式的特点与机架式服务器的相应方式相同,此处不再赘述。

90%的有源设备(active
equipment)将在五年或更短的时间内被替换。基础设施必须能够支持更重的设备,增加端口和电缆的密度,以及电缆介质的变化(即用纤维代替铜缆)。同时,基础设施必须能够支持常见的拓扑结构如ToR(top
of rack),MoR(middle of row)和EoR(end of
row),以及新的诸如叶脊(leaf-spine)拓扑网络架构等其他配置。模块化的解决方案为一个灵活的和可扩展的基础设施建设提供了基础。其结合了标准化与定制化的优点。

根据美国能源、卡耐基梅隆大学,西北大学和斯坦福大学的研究人员的调查研究,2014年美国的数据中心耗电量约为700亿千瓦时。虽然数据中心消耗大量的电力来运行服务器,交换机,导向器,存储设备和其他IT设备,但研究表明如果不是近年来提高了能源效率,2014年的能源消耗量可能将达到1100亿千瓦时。

今天的DCIM解决方案,如CommScope公司的iTRACSDCIM软件套件,可以在监控和管理数据中心IT设备和设施系统的同时,提供大量精确和准确的关于所有系统的实际操作情况的信息,包括其历史操作和实时操作的详细信息。因此,这就使得数据中心管理人员们有了大量的机会得以能够通过更好地利用时间,空间,劳动力和资金,以提高效率:

POD中的机柜都采用前后通风模式,冷空气从机柜前面板的吸入并从后部排出,由此在机柜背靠背摆放的POD中间形成
“热通道”,相邻的两个POD之间形成“冷通道”。

可持续性发展可能意味着许多不同的事情。通常,它与改善流程,以避免使用或完全破坏自然资源有关。对于可持续性发展的感知的重要性是变化的,但其正在增长。即使这在今天并不是一家企业的一大高优先级事宜,但与一家可持续的制造商合作并不需要更多的成本,而且有很多好处。

为了防止机柜拥塞,增强空气流动,促进更有效的散热冷却,采用到密度较小电缆比采用笨重的电缆更轻、更灵活。

利用这些机会,意味着拥有了一个新的效率定义,其反映了一个更全面的方法,包含了数据中心的整个物理系统。

交换机MOR(Middle of
Row)布线是对EOR布线方式的改进。MOR方式的网络机柜部署在POD的两排机柜的中部,由此可以减少从服务器机柜到网络机柜的线缆距离,简化线缆管理维护工作。

使用机架或机柜作为基本建筑模块。

在单个机柜中尽量减少光纤通道设备和盲板的数量,以便限制终端的数量。这样就可以减少布线,以免阻塞机柜内和周围的气流。

虽然行业倾向于考虑运营成本方面的效率,但在资本支出方面也有显着的增长。在使用传统的,成本密集的实体设施增加数据中心容量时。正如许多决策者容易承认的那样,传统的实体建造通常是昂贵的,耗时的,不精确的,并且受到可能永远达不到的预计使用水平而进行的过度建设趋势的困扰。

热通道正对CRAC(机房空调),热空气沿热通道流回CRAC,再开始新一次循环。

可持续发展

构建更高能效的数据中心的主要因素是:采用水平和垂直电缆管理器,防止气道堵塞设备,并简化新设备的安装和连接,其中包括更好地管理较长的电缆,确定电缆布线路径,并在移动、添加和更改(MAC)时节省时间。

基础设施管理解决方案(如DCIM和AIM)使数据中心专业人员们能够退后一步,从一个更大的视视觉角度来回顾并查看其物理基础设施架构。他们所看到的是一个单一的互连和高度动态的物理系统——包括电力、空间、资产、冷却、布线和系统(IT和设施系统)彼此密切相关。一种资源的变化总是会在其他资源中产生预期的和非预期的变化——并往往会对数据中心的整体性能和效率产生直接或间接的影响。这表明提高效率的关键是能够全面地看到和管理这个广阔的互联互通的系统。

EOR布线方式的缺点:从服务器机柜到网络机柜的铜缆多(约有20-40根铜缆),且距网络机柜越远的服务器机柜的铜缆,在机房中的布线距离越长,由此导致线缆管理维护工作量大、灵活性差。

性能

5. 限制机柜中的设备

很多问题是由于今天所新建的实体数据中心必须设计为不仅仅要满足服务于企业组织当前的业务需求,同时还要满足未来10-20年的预期需求。通常,为了获得建设投资的最大投资回报,管理人员需要根据预计的容量能力需求来构建,而这些需求可能需要很多年才能实现。

但对于EOR布线方式来说,接入交换机的端口密度高,在网路最初设计时,就可能存在包含较多端口数的VLAN。TOR方式的接入交换机数量多,EOR方式的接入交换机数量少,所以TOR方式的网络设备管理维护工作量大。

考虑在机架和机柜外(如顶部)进行修补,以节省设备空间。

预端接的导向中继线确保了卓越的性能,因为它们专门适用于当今最流行的导向器级交换机中的光纤通道交换模块。其每个接头应交错排列,以适应每个端口,消除电缆的松弛,防止柜体堵塞,同时增强气流。

在当今复杂的关键型任务数据中心环境中,确保其正常运行是强制性的——没有任何允许出现错误的余地。这意味着数据中心的IT团队必须能够快速识别、诊断和解决可能影响到IT服务交付给企业业务的潜在问题。但这说起来容易做起来难。根据ZK
Research最近的一项调查显示,90%的平均解决时间(
mean-time-to-resolution,MTTR)是花费在了识别问题方面;事实上,75%的问题最先是由最终用户所识别的,而并不是IT部门。大部分的问题可归因于对数据中心的布线和连接网络缺乏可见性。直到最近,此环境的库存和管理仍然还在大范围的使用诸如电子表格和Visio图形等工具来进行手动或半手动的处理。

10 至 20 个机柜背靠背并排放置成一行,形成一对机柜组(又称为一个…

为了优化数据中心的空间,请考虑以下几点:

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这就是网络连接的和高效率的数据中心。

每个POD由服务器机柜和网络机柜组成,其中服务器机柜占多数。由于服务器的形态差异(机架式服务器、刀片服务器),POD中服务器机柜和网络机柜的布线方式也存在差异。

模块化的机架和机柜能够快速装配,具有可调节的导轨,较高的重量阈值和更高的高度,易于适应新设备。

通过用盲板填充额外的机柜空间,以确保热通道与冷通道分离。其结果消除了热空气与冷空气的混合,提高电能的利用率。

通过了解并能够管理迁移,添加和变更的预期和非预期后果,数据中心管理人员能够更好地实现IT投资的更高的业务产出,优化可用性,最大化IT容量,包含OpEx预算,可能实现对IT员工的最佳利用。

集成交换机模块的刀片服务器主要采用EOR/MOR布线方式,但这种EOR布线方式与机架式服务器TOR布线方式的特点基本相同,如图所示。

预端接的解决方案,允许快速安装,易于迁移,添加和变更,并更容易迁移到新的技术。

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