关于互联网数据中心综述28页.docx
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关于互联网数据中心综述28页
关于互联网数据中心综述
1.简介
经历了ISP/ICP飞速发展,公司的风靡后,一种新的服务模式--互联网数据中心(InternetDataCenter,缩写为IDC)正悄然兴起。
它在国外吸引着像AT&T、AO-、IBM、Exodus、UUNET等大公司的巨资投入;国内不但四大电信运营商中国电信、中国网通、中国联通、中国吉通开始做跑马圈地,一些专业服务商如清华万博、首都在线和世纪互联等,也参与了角逐。
IDC(InternetDataCenter)-Internet数据中心,它是传统的数据中心与Internet的结合,它除了具有传统的数据中心所具有的特点外,如数据集中、主机运行可靠等,还应具有访问方式的变化、要做到7x24服务、反应速度快等。
IDC是一个提供资源外包服务的基地,它应具有非常好的机房环境、安全保证、网络带宽、主机的数量和主机的性能、大的存储数据空间、软件环境以及优秀的服务性能。
IDC作为提供资源外包服务的基地,它可以为企业和各类网站提供专业化的服务器托管、空间租用、网络批发带宽甚至ASP、EC等业务。
简单地理解,IDC是对入驻(Hosting)企业、商户或网站服务器群托管的场所;是各种模式电子商务赖以安全运作的基础设施,也是支持企业及其商业联盟(其分销商、供应商、客户等)实施价值链管理的平台。
形象地说,IDC是个高品质机房,在其建设方面,对各个方面都有很高的要求。
数据中心不仅是一个网络概念,还是一个服务概念,它构成了网络基础资源的一部分,提供了一种高端的数据传输服务和高速接入服务。
数据中心提供给用户综合全面的解决方案,为政府上网、企业上网、企业IT管理提供专业服务,使得企业和个人能够迅速借助网络开展业务,把精力集中在其核心业务策划和网站建设上,而减少IT方面的后顾之忧。
IDC改变了以往互联网的运作和经营模式,使得参加互联网的每一方都能专注其特长。
互联网数据中心必须具备大规模的场地及机房设施,高速可靠的内外部网络环境,系统化的监控支持手段等一系列条件的主机存放环境。
基于这一环境,IDC对外提供依托于internet的一系列由主机托管到应用外包等不同层次的服务。
数据中心不仅要提供快速安全的网络,还提供对服务器监管、流量监控等网络管理方面的服务,而且要有高度可靠的、安全的机房网络环境。
2.互联网数据中心的具体功能
网络监测服务
网络运行监测服务提供7×24小时的网络运行监测,分析网络在使用高峰期间承受的负载能力,并且有能力确定访问者的来源地区、国家、甚至用户类别。
它不仅能提供网络运行现状的分析,而且能提供Web访问者的相关信息。
这种监测是完全不同于以前的网管系统,它可以监测服务器,网络设备,甚至应用系统的使用状态,并且在故障出现时启动报警系统,通知技术人员及时赶赴现场排除故障,这是数据服务中心管理监测的核心之一。
功能特点:
支持多平台的服务层的数据采集,而且不需要在被管服务器中安装特殊软件,就可以采集到所有基于TCP/IP的系统的服务数据,如:
WindowsNT、Sorlars、Linux服务器上的WWW、FTP、Mail服务;采集并存储服务器的接口流量、WWW服务、FTP服务、Mail服务、CPU使用率、虚拟内存使用率、逻辑盘使用率等数据;长期持续监视服务器运行期间的状态,并根据监视结果产生相应的事件及报警;基于WWW的报表浏览,能对服务器运行期采集到的数据进行统计生成多种报表;可生成的报表有:
流量报表、资源消耗报表、资源消耗趋势报表、网站排名报表、服务器故障报表(客户)、服务器故障报处理报表、综合报表等;实时备份电源系统监测管理。
安全服务
随着计算机网络在人类生活各个领域得到广泛应用,网络被非法入侵的现象也日益增多。
重要资料被窃取,网络系统遭破坏导致瘫痪,这些由于网络的“不安全”而造成的严重后果已给众多商业公司造成了巨大的经济损失。
网络安全问题的解决刻不容缓,安全服务应运而生。
独特服务:
网络/系统/数据库安全检测
检查系统是否被入侵
UNIX系统平台安全服务
Windows系统平台安全服务
CGI程序及数据库安全
安全漏洞修补――对于客户委托检测的主机进行网络安全远程漏洞检测。
网络入侵紧急响应服务――使系统恢复正常工作,查找入侵来源
网络设备安全
网络安全增强方案
数据备份服务
众所周知,信息产业在国民经济中所占的比重已经越来越大,而信息产业的发展又与计算机网络的建设息息相关。
随着计算机网络建设的深入,数据变得越来越举足轻重。
如何有效地管理网络系统数据日益成为保障系统正常运行的关键环节。
然而网络上的数据格式不一,物理位置分布广泛,应用分散,数据量大,造成了数据难以有效的管理,这给日后管理工作带来诸多的隐患。
因此,建立一套制度化的数据备份系统有非常重要的意义。
独特服务:
跨平台数据备份管理:
支持各种UNIX/Linux,Windows2000/NTServer
备份的安全性与可靠性:
双重备份保护系统,确保备份数据万无一失
自动化排程/智能化报警:
通过Mail/Broadcasting/Log产生报警
数据灾难防治与恢复:
提供指定目录/单个文件数据恢复。
高速缓存(catching)服务
Caching服务能够缩短最终用户使用相关网络资源时的反应时间,提供高速,以使网页的相关内容更贴近用户,不仅使最终用户享受高速反应的服务,同时也使托管客户减少了对带宽的需求和服务器处理能力的需求。
功能特点:
大大的提供了浏览页面的速度,我们的Cacheserver中Dataflow体系结构支持同时存储和传输数据,实现更快的吞吐和非阻塞I/O访问;RAM高速缓存加快了频繁访问内容的响应速度;针对互联网而优化的磁盘高速缓存最大程度地提高了存储和检索效率;可扩充性。
运用Inktomi的管理集群技术可进行扩充,以支持您的网络通信在极限负载条件下的高质量传输;高容错性。
自动的虚拟IP故障切换确保在发生硬件故障时不会丢失任何请求,系统超载检测和抑制使系统能够避免通信高峰和“拒绝服务”的冲击;安全性。
隐蔽内部服务器,以避免用户了解到网络结构,支持HTTPS和IP访问限制。
负载均衡服务
Internet在飞速地发展,而网络用户的要求越来越高,如何更有效地来满足日益增多的需求,成为了网站的一个新课题。
仅以一台服务器来支撑整个网站显然不是一个理想的解决方法。
对拥有多台服务器的托管者讲,不是全部服务器都发挥了其应有的效力,负载均衡服务的出现,使每台服务器的处理能力都得到了充分的发挥。
功能特点:
提供真正面向应用层的,WWW、DNS、FTP等多种应用的负载均衡;
无需改动网络拓扑结构,就能够实现功能;功能强大,支持RIP2和OSPF路由协议;支持包括HTTPS在内的绝大多数TCP/UDP应用的负载平衡;能够实现SSL硬件加速;根据实际响应时间的负载平衡算法来实现真正的合理的流量分配;支持访问控制列表(AccessControlList)、SNMP协议以及日志记录。
带宽应用调整服务
带宽应用服务可高效地管理网络通信、提供差别服务并控制广域网带宽分配,使您能够赋予带宽优先级,以提高关键业务应用服务的带宽,限制非关键或大容量应用的带宽。
这就提高了众多应用和服务的性能。
功能特点:
使用安全可靠,无需改动网络结构;根据定制的带宽计划,为不同级别客户提供高质量服务;对带宽分配和网络效率进行分析并给出具体报告。
独特服务:
平衡流量-----根据不同的应用,定制各个应用上的带宽策略,起到流量平衡的作用。
关键应用的保证-----当网站碰到流量高峰的时候,能够强行把定制的带宽分给关键应用,比如在DNS、WWW、SMTP等应用同时争抢有限带宽的时候,可以根据定制的策略硬性的把流量留给关键应用WWW,从而保证了网站的运行。
统计服务器流量-----对带宽分配和网络效率进行分析并给出具体报告。
3.互联网数据中心的结构
网络建设
IDC主要是靠其有一个高性能的网络为其客户提供服务,这个高性能的网络包括其-AN、WAN和与Internet接入等方面。
IDC的网络建设主要有:
-IDC的-AN的建设,包括其-AN的基础结构,-AN的层次,-AN的性能。
-IDC的WAN的建设,即IDC的各分支机构之间相互连接的广域网的建设等。
-IDC的用户接入系统建设,即如何保证IDC的用户以安全、可靠的方式把数据传到IDC的数据中心,或对存放在IDC的用户自己的设备进行维护,这需要IDC为用户提供相应的接入方式,如拨号接入、专线接入及VPN等。
-IDC与Internet互联的建设。
-IDC的网络管理建设,由于IDC的网络结构相当庞大而且复杂,要保证其网络不间断对外服务,而且高性能,必须有一高性能的网络管理系统。
服务器建设
IDC的服务器建设可分为多个方面,总体上分为基础服务系统服务器和应用服务系统服务器,主要有:
-基础系统服务器:
这类服务器是保障IDC为用户提供各种服务的前提,这类服务器有DNS服务器、目录服务器、网络管理服务器、防火墙服务器、各类安全服务器、IDC系统性能监控服务器等等。
-数据库服务器:
它是保证IDC可以为用户提供各种应用服务的基础,IDC的数据库服务器必须能支持大容量访问、多种数据库等。
-数据备份服务器:
它是IDC为客户提供安全服务的内容之一,保证客户的数据安全可靠。
由于IDC的服务器种类繁多、有多种数据库,所以数据备份要支持多机型、多种数据格式等等,而且容量要大。
-应用服务器:
是IDC为用户提供相关应用服务的服务器。
由于IDC的业务扩展,所以应用服务器应具有很好的扩展性,以及支持各类应用软件的数量要多。
-服务器的负载均衡:
这是IDC提供高性能、高可靠性服务的重要方法之一,服务器的负载均衡可由硬件设备(如网络交换设备)或软件的方法实现。
存储系统的建设
存储系统是IDC的重点建设内容之一,作为一个IDC,其存储系统是相当庞大的,特别是在现在的企业中,数据的容量以由GB级增长到TB级,如此大的数据需要有一个更加安全、可靠的存储系统,由于访问的数量也是相当庞大的,所以对存储系统的效率也有很高的要求;而且存储系统应具有很好的扩展性,以满足IDC的发展的需求。
软件系统的建设
软件系统的建设是IDC需要大量投入的方面,它是在前面网络、服务器和存储系统建设的基础上,IDC开展对外服务的手段。
IDC在软件建设的主要有:
-Web系统:
IDC开展Web-Hosting服务内容之一,Web系统软件应支持在一个系统上能建立为多家企业服务的Web系统功能等。
-电子邮件系统:
电子邮件系统应支持多种电子邮件协议,如SMTP、POP3、IMAP4、Web-Mai-和Voice-Mai-等,同时电子邮件系统应有很好扩展性等。
-数据库系统:
IDC应建立多厂家的数据库系统,如应有Orac-e、Informix、SQ-Server、SyBase等厂家的数据库,以满足不同用户的需求。
-安全系统:
如防火墙软件(硬件防火墙除外)、防黑客入侵、防病毒软件等。
这是保证IDC为用户提供安全服务器的前提。
-数据备份软件:
支持多备份设备、多种厂家的机器、多种数据库等等。
-应用开发系统:
IDC应提供相应的开发系统平台,提供相应的开发工具,满足用户或IDC开发相应应用的需求。
IDC自身服务系统建设
IDC是靠其优质的服务来占有市场和赢得客户的,为了做到优质高效服务,IDC在其自身服务器系统的建设上也必须有大量的投入。
IDC自身服务系统主要有:
-客户关系管理系统(CRM):
CRM是IDC与客户建立良好关系的基础服务系统,它为IDC提供的用户的发展动态以及用户的新的需求等。
-计费系统:
计费系统是IDC收入的保证。
-网络与服务器管理系统:
IDC有庞大的网络和服务器系统,要管理好这些系统,必须有一个功能强大的网络、服务器和应用管理系统,此能保证IDC对外的服务质量。
-IDC的内部管理系统:
保证IDC内部各部门能够统一协调工作,完成高质量的服务。
机房场地建设
机房场地的建设是IDC前期建设投入最大的部分。
由于IDC的用户可能把其重要的数据和应用都存放在IDC的机房中,所以对IDC机房场地环境的要求是非常高的。
IDC的机房场地建设主要在如下几个方面:
-机房装修:
机房装修主要考虑吊顶、隔断墙、门窗、墙壁和活动地板等。
-供电系统:
供电系统是IDC的场地建设重点之一,由于IDC的大量设备需要极大的电力功率,所以供电系统的可靠性建设、扩展性是极其重要的。
供电系统建设主要有:
供电功率、UPS建设(n+1)、配电柜、电线、插座、照明系统、接地系统、防雷和自发电系统等。
-空调系统:
机房的温度、通风方式和机房空气环境等。
-安全系统:
门禁系统、消防系统和监控系统。
-布线系统:
机房应有完整的综合布线系统,布线系统包括数据布线、语音布线、终端布线。
-通信系统:
包括数据线带宽、语音线路数目等。
4.互联网数据中心的能耗综述
互联网数据中心的能耗主要类型是电能
主要能耗设备
如图
主要能耗设备可知为制冷设备,服务器。
主流节能措施
(1)Eaton-Williams冷水背板
节能空间:
通过减少数据中心紧密空调的竞争运行,降低数据中心制冷能耗
方案介绍:
应对知识社会发展的要求,数据中心发展速度惊人的加快,处理的速度不断提高,但高昂的场地费用的因素,要求服务器本身体积要越来越小。
高速计算,网络服务器虚拟化以及集中化,其产生的症状就是散热。
当今数据机房的耗能用电已经受到社会很大的关注,控制由于机房高密度化带来的排热已成为严峻的挑战。
传统的机房空调,将室内空气冷却,然后通过架高地板下面再送入室内,已远远不能满足现代化机房的制冷要求,并且耗能巨大。
▲参考项目:
欧洲强子对照中心
伊顿威廉姆斯SERVERCOOL为数据中心机房提供新的制冷解决方案。
冷水背板SERVERCOOL方案可以解决单个机柜高达45KW发热问题。
与传统的空调相比,冷水背板/CDU组合明显提高了能耗效率,在我们实际的应用测算中,节能由40%-75%不等。
采用新的材料,在成本方面几乎降了一半。
现在新的背板整个重量是15.8公斤。
(2)艾默生精密空调组网群控控制器
节能空间:
通过减少数据中心紧密空调的竞争运行,降低数据中心制冷能耗
方案介绍:
在机房中的精密空调存在着竞争运行的情况,每一个空调的位置不一样,受气流组织的影响,空调的运行状态也不一样,有的空调在制冷,有的空调普遍是在温度比较低的情况下解热,还有的在加湿,有的空调在除湿,我们如何处理它们的运行状态,使它们有效运行?
多台机组通过通讯电缆连接后可实现组网群控功能,网内机组之间能实现主备切换、轮巡、层叠、主机报警/断电备机启动等功能。
群控带来的效益主要包括:
运行效率多台机组通信组网工作使整体效率得到提升,机组之间的竞争运行被避免;多台机组互相通信组网工作,优化温湿度的控制精度;多种群控方式,可以满足各个应用场所的要求。
这些最终带来的是数据中心的节能、安全、和机组寿命的延长。
主要的群控控制器及其适合的场景:
iCOM控制器群控,适用于PEX空调;PACC控制器群控,适用于CM及泛品牌空调;AC4、AC8控制器,适用于所有品牌。
(3)世纪互联集装箱数据中心—云立方数据中心
节能思路:
改进建筑设计措施,采用集装箱式数据中心,改进布局和设计,降低能耗。
方案介绍:
集装箱式数据中心的概念:
最早由Sun提出,将服务器、存储以及配套的制冷设备等产品规划进一个集装箱当中。
目前,多家国外公司正在研发集装箱式数据中心,包括Rackable、Verari、HP、Microsoft、Sun、DELL、Google等。
其中,Microsoft和Google已成功实现集装箱式数据中心的大规模应用。
世纪互联集装箱数据中心—云立方:
40英尺标准集装箱高柜,9个54U机架,共486U,每个机架最大负载15KW,集装箱最大IT设备负载99KW,适用于深度不超过800mm的所有服务器。
节能效果:
云立方数据中心缩短送风距离,空调安装于服务器机架之间,缩短送风距离,减少了送风过程中的冷量损失;提高冷通道温度:
将冷通道温度提高到24℃,减少精密空调耗电量,达到环保节能的效果;冷/热通道完全隔离,可以防止冷热空气混合,减少冷量损失;新风系统,仅在人员进入箱体时开启新风机,既保证了操作人员的舒适,又缩短了新风机的运行时间;云立方内外安装隔热保温材料,冬季不结露,夏季冷量不外泄;云立方外表面喷涂反射隔热涂料,夏天防止太阳直射使箱体内温度升高。
其它节能措施:
无人时关闭箱内照明。
(4)思科EnergyWise——智能能源管理解决方案
节能思路:
通过网络能源管理,使IT运营和设备能够测量和精确调整能源使用,以显着降低能耗成本。
方案介绍:
EnergyWise主要是用于实现无边届网络能源管理。
CiscoEnergyWise是一个高度智能的网络解决方案,能够在网络设备和终端间传输能源测量和控制信息。
网络能够发现CiscoEnergyWise可管理的设备,监控其功耗,并根据业务规则采取行动,降低功耗。
EnergyWise采用唯一的域命名,从大量设备群中查询和总结信息,简化传统网络管理功能。
CiscoEnergyWise是一个全新的能源管理架构,使IT运营和设备能够测量和精确调整能源使用,以显着降低成本。
EnergyWise旨在降低所有连接至思科网络的设备的能源使用,包括从IP电话和无线接入点等POE设备到支持IP的建筑和照明控制器。
它利用基于智能网络的方案,使IT和建筑物设施运营能够了解、优化和控制整个公司基础设施的功耗,并可潜在地影响任意用电设备。
(5)双登集团:
蓄电池空调仓技术
节能思路:
机房温升+蓄电池独立温控,降低数据中心的能耗。
方案介绍:
主设备及电源等工作温度范围大,为机房温升创造了条件,同时,提高空调启动温度设定值,减少空调运行时间,达到节能效果,超过35℃时空调启动制冷,低于30℃时空调停止运行,该解决方案采用蓄电池空调仓保证蓄电池的工作温度为15~25℃。
(6)IBMAEM与Tivoli能耗管理框架
节能思路:
通过能耗管理实现节能。
方案介绍:
IBM强调的一个概念是信息中心需要做能耗的健康管理。
就像人一样,经过实际的经验,大部分客户的数据中心跟很多人一样,属于类似亚健康状态。
这些能耗,很多是被白白浪费掉的。
IBM的能耗管理办法,正好说今天向人一样,每年都要定期做一个大规模的健康检查,提早预防,否则一旦出什么问题的时候,损失是不可逆转的。
所以我们的服务围绕在能耗健康管理。
互联网数据中心采用的主流能耗评估方法简介
为引导和规范全球IT行业的节能,相关国际机构会同数据中心的主流供应商组织建立起名为GreenGrid的组织,探讨和研究数据中心的节能与能效改善问题,该组织目前还是以白皮书的形式给行业予以指导。
GreenGrid将在2011-2013年间正式发布数据中心的能效规范来指导全球的数据中心的建设。
沿着改善和提高数据中心能效路径的思路,GreenGrid提出PUE(PowerUsageEffectiveness)和DCE(DateCenterEfficiency)能效指标,它反应的是数据中心节能问题的两个方面:
PUE反映的是数据中心的总体能源使用效率;DCE反映的是数据中心IT设备占数据中心总能耗的比率。
PUE反映的是为满足IT设备的供电要求,数据机房的总供电率,PUE值越小越好,PUE的最小值趋近1,即IT设备能耗。
DCE反映IT设备的能耗占数据中心总能耗的比例,DCE值越大越好,DCE的最大值趋近1。
依据PUE的能效指标来衡量,目前中国在网运行的大部分数据中心,其PUE值约在2-3之间。
根据最新的产品技术水平和数据中心设计水平,PUE值能提高1.6-1.8的水平,而Google则在实验PUE为1.2的数据中心。
PUE是否可以全面的反应出数据中心的能效吗?
我们可以通过分解PUE值就可以知道:
在目前的技术水平下,高能效数据中心的PUE值是在1.6-1.8之间,空调能效因子(CLF)在0.45左右,供配电系统的能效因子(PLF)在0.11左右。
在PUE概念中,IT的能耗始终是个常数1,它所能够衡量的是:
在IT设备运行能耗的基础上,空调、供配电系统及照明等增加的能耗系数。
因此以PUE指标来解决数据中心的节能,只涉及到空调的能效、供配电的能效和其它附属能效的部分,并没有涉及IT设备本身的能效问题。
因此只采用PUE值来衡量整个数据中心的节能是有缺陷的,它只反映了基础设施能效的高低,对选择机房空调系统、供配电系统,以及设计和构建数据中心的基础设施有很指导意义,但还是无法指导整个数据中心的能耗建设。
现在国内有些实体在数据中心的建设中开始引进PUE概念,应用于腾讯、招商银行、平安保险等最近的数据中心建设中,这是个好的应用趋势。
但需要引起大家重视的是:
要在关注IT设备节能的前提下再使用PUE概念才能达到整个数据中心节能的目标。
通过对数据中心的能耗结构、能耗逻辑、PUE和DCE的分析,我们可以得出数据中心节能的三定律:
1,IT设备节能是数据中心最重要的节能基础:
数据中心能耗结构提示我们:
IT设备能耗约占数据中心总能耗的50%左右;数据中心能耗逻辑提示我们:
处理器每减少1W能耗,整个数据中心供电链路可以减少2.84W能耗。
PUE概念提示我们IT设备能耗是数据中心能耗的皮,其基础设施能耗是数据中心能耗的毛。
皮之不存毛将焉附?
由于IT设备能耗在数据中心的能耗比例越来越高,DCE值将趋于最大值,因此降低IT设备的能耗才是数据中心节能的关键。
在IT设备节能方面,目前可以有三个途径:
采用低功耗处理器、采用刀片式服务器、采用虚拟计算技术。
低功耗处理器:
Microsoft做出了探索,Microsoft利用Intel超低功耗芯片Atom(凌动)替代高性能服务器芯片Xeon,微软研究院软件架构总监JimLarus认为:
每个Atom芯片的功耗仅为Xeon功耗的5%,所以整体上在消耗相同能源条件下,基于Atom的服务器更有效率可提供更多的运算量。
刀片式服务器:
IBM的研究表明:
相对于传统服务器,刀片式服务器管理部件的电能消耗要低10%。
虚拟计算技术:
提高服务器的利用率的技术:
在一台物理服务器上设置多逻辑服务器,在运算低谷期减少物理服务器运算数量,将计算业务集中到少数物理服务器进行集中运算的一种节能技术,其典型整合率为8:
1。
但是虚拟计算技术只能解决IT设备在高峰与低谷运行之间的节能,还不能解决整个数据中心基础设施在高峰与低谷之间的节能问题,因此虚拟运算的节能还需要机房空调系统和供电系统的虚拟运行技术配合才能彻底解决数据中心的整体节能问题。
2,降低机房空调系统耗能是数据中心节能的重要方向:
机房空调对数据中心的安全稳定运行起着不可或缺的作用,IT设备的正常稳定运行需要机房空调系统提供恒温、恒湿及符合空气洁净度要求的的机房环境。
由于不良的数据中心机房环境对服务器等IT设备的影响:
1.机房温度无法保持恒定:
造成电子元气件的寿命降低
2.机房局部温度过热:
设备自保护会突然关机
3.机房湿度过高:
产生冷凝水,短路
4.机房湿度过低:
产生有破坏性的静电
5.机房空气洁净度不够:
机组内部件过热,腐蚀
为保障数据中心IT设备的稳定运行,国际、国内都制定了相关的标准。
最新的中国国家
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