数据中心系统RFID解决方案.docx
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数据中心系统RFID解决方案
数据中心RFID资产和环境监控解决方案
1项目可行性分析(4
1.1云计算时代将形成高速增长的大型数据中心(4
1.2困扰数据中心管理者的实际问题(5
1.3RFID资产管理和环境监控的必要性(6
2系统简介及先进性(8
2.1RFID系统简介(8
2.2系统先进性(8
3项目整体方案及实施建议(10
3.1整体架构设计(10
3.2项目分步实施建议(12
4RFID资产管理监控方案(12
4.1系统组成和架构(13
4.2功能列表(14
4.2.1设备管理(14
4.2.2机房出入口监控(14
4.2.3机柜内部设备监控(15
4.2.4固定资产管理(16
4.2.5设备移动报警(16
4.3安全方案(17
4.3.1实现严禁的访问控制(17
4.3.2数据安全(17
4.3.3备份方案(17
4.4资产新增处理(18
4.4.1新增设备监控(18
4.4.2新增监控节点(18
5数据中心环境监控系统(18
5.1机房环境监控(18
5.1.1硬件设备(19
5.1.2软件方案(20
5.2机柜级环境监控(22
5.2.1硬件设备(22
5.2.2软件方案(22
5.3环境监控展示平台(23
5.3.1集中监控(24
5.3.2功能列表(24
6数据中心人员定位系统(29
6.1需求分析(29
6.2系统目标(30
6.3系统功能及特点(31
6.3.1出入管理(31
6.3.2位置管理(31
6.4系统功能描述(32
6.4.1标签管理(32
6.4.2人员进出登记管理(32
6.4.3监控管理(32
6.4.4信息综合查询(35
6.4.5统计报表(35
6.5非功能性要求(36
6.5.1定位精度(36
6.5.2定位周期间隔(36
7业界成功案例分析.....................................................................错误!
未定义书签。
7.1中国建设银行/云南电网................................................错误!
未定义书签。
7.2大连银行..........................................................................错误!
未定义书签。
7.3万达集团..........................................................................错误!
未定义书签。
7.4某搜索引擎公司..............................................................错误!
未定义书签。
1项目可行性分析
1.1云计算时代将形成高速增长的大型数据中心
云计算被普遍认为是IT产业发展的新阶段,是计算机和互联网创新发展的关键性、战略性技术。
传统的系统设计考虑的主
要是单机环境,而云计算主要考虑的
环境却是数据中心。
企业对IT基础
架构的需求越来越高,虚拟化的普
及,使得数据中心飞速发展。
简单来说,云计算就是利用系统
架构技术把成千上万台服务器整合
起来,为用户提供灵活的资源分配和
任务调度能力。
云计算的特点决定了
数据中心的特点:
●一是超大规模,包括机器的数量、用户的数量和并发任务的数量;
●二是资源整合,成千上万台的服务器资源能集合起来做一件事情,比如存储大量数
据,或者处理一个大型任务;
●三是灵活与快速交付,大规模的服务器资源能进行灵活的调配,按应用需求分解成
若干个虚拟的资源池,快速地支持大量的并发请求或作业。
随着大型数据中心的飞速发展,数据中心面临高度智能化的管理需求以及能耗管理的需求。
数据中心的管理有如下的特点和趋势:
实现资源整合、集中化管理
无论是出于IT成本过高、复杂性过大,还是资源利用率过低等各种原因,目前几
乎所有企业都在尝试将IT资源进行整合和集中化管理,首选的就是通过数据中心
的整合,简化IT、实现降低运营成本、集中化管理、提高安全性能等目标。
绿色节能技术更受关注
能耗的问题在数据中心建设初期矛盾并不突出,但近年来,随着企业的数据大集中
和业务大集中,能耗这一矛盾逐渐显现出来。
数据中心正面临降低能耗、提高资源
利用率、节约成本的严峻挑战,构建节能型的数据中心受到越来越多的数据中心
管理人员和IT厂商的关注,并成为未来数据中心的发展趋势。
对数据中心运行安全的重视提高到前所未有的高度
数据中心建设的热度不断提高,其内在的安全建设也成为热点。
如何构建安全的
IT基础设施架构,让数据中心远离安全威胁,使其在管理、运维服务上向安全靠
拢,将成为下一代数据中心建设的重要趋势。
保障业务的连续性将成为未来重点。
未来企业业务连续性的重要性将更加凸显,而数据中心的安全和风险直接影响到
企业是否能够可持续运行。
虚拟化
虚拟化是下一代数据中心的重要特征之一,随着应用的不断成熟,越来越多的企业
用户意识到虚拟化的价值并不仅限于服务器的整合,而是对传统数据中心IT管理
模式的变革。
通过虚拟化实现集中并共享IT资源,可以优化资源的利用,在降低
成本、提高灵活性的同时,进而实现按需供应。
在未来几年,虚拟化技术将成为解
决数据中心问题,优化整合数据中心IT资源配置、快速应对业务需求的必由之路。
虽然虚拟化应用能够给数据中心带来高效低能耗,但相应带来的是更复杂的管理问题——用户部署虚拟化的初衷,往往是希望借此来控制物理服务器的快速增长,但在实践过程中可能会产生出虚拟服务器蔓延的问题。
因此在企业数据中心内如何实现对物理和虚拟设备的统一管理,成为亟待解决的问题。
因此整个数据中心行业急需自动化、智能化的管理手段来支撑数据中心高效运行。
对很多企业来说,业务部门需求不断增加和变化,对数据中心挑战很大,增加数据中心的自动化和智能化程度,提高资源共享率,在有效控制成本的同时满足业务需求,是大多数企业对于其数据中心的下一步期望。
预计未来几年数据中心对自动化的需求将会大幅提升,快速向全面智能化、自动化管理的方向发展。
1.2困扰数据中心管理者的实际问题
根据IDC针对CIO和IT经理调查得出的数据显示,困扰数据中心管理者的关键问题排序如下:
前6大问题占比为81.7%
❑能耗问题--1❑设备管理--2❑冷却问题--3❑空间不足--4❑宕机时间--5❑技术人员不足--6❑布线问题❑
环境保护❑整体投资回报
❑其他1、能耗问题:
中国IDC圈3月29日报道:
日前,工信部发布《工业节能"十二五"规划》,针对数据中心的能耗问题提出明确要求,到2015年,国内数据中心PUE(数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比值需下降8%.
2011年我国数据中心总耗电量达到700亿千瓦时,数据中心能耗占全国能源耗电总量的5%,是美国的3倍。
数据中心作为能耗大户,如何提高能源利用率,降低能耗,减少无谓损耗,成为数据中心绿化迫切解决的问题。
2、设备管理:
随着数据中心IT基础架构越来越复杂,IT设备的管理变得越来越让管理者担忧。
从管理预算、管理人员的角度,以及短期效益和长期投资之间需要平衡的角度看,IT管理者需要更加智能的手段来提高设备管理的效率。
3、冷却问题、空间不足:
规模不断扩大,冷却系统的效率,成为数据中心管理者最关注的top业务之一。
WalkHorizon沃科公司RFID解决方案,能够分别从不同的角度对IT管理者最关注的6大问题有所贡献。
1.3RFID资产管理和环境监控的必要性
在这样的大背景下,沃科合众数据中心IT
资产解决方案可以给客户提供一种智能化、
MostConcernofPRCDataCenterManager
0.0%
5.0%10.0%15.0%20.0%
自动化的管理手段,实现:
大型数据中心的安全管理
通过RFID技术,赋予每个管理人员和每个重要设备一个唯一ID的标签,使数据中
心实现自动化和可视化的安全管理;
通过对环境监控,提高数据中心的能源管理效率
通过对机房环境的监控,以及精确到机柜级的温湿度监控,提高了数据中心的能源
管理效率,为绿色节能数据中心提供了监控管理手段;
资产的准确管理,发现闲置资产和不明资产
通过赋予给每个资产的唯一ID,准确管理资产的数量和属性,以及资产的实时变
动情况,杜绝不明资产,提高资产利用率;
通过资产的精确定位和监控,大大降低事故率
由于设备的账实不符,物理位置管理错乱,导致数据中心存在巨大的管理隐患;
实现数据中心人员的定位
通过对数据中心最宝贵的财富“人”的定位,提高最宝贵资源“人”的工作效率。
系统目标:
通过对数据中心设备的位置监控、环境参数监控,让用户更全面了解设备的运行状况,从而准确掌握资源状况,杜绝不明资产,降低事故隐患;
⏹减少闲置资产,提高资产利用率及空间利用率;
⏹实时的机房和机柜级温湿度、UPS等环境监控,保证机房正常运行;
⏹全面实时掌握温湿度等环境参数,了解冷却系统的使用效果,提升能源管理;
大幅减少运维人员的非技术性工作,把运维资源从繁琐的盘点、抄录数据等中解放出来,使宝贵的IT技术资源能够投入到更有效的工作中。
同时,数据中心的基础环境也非常有利于应用RFID技术,因为通常的数据中心都是在一个有限的区域里高密度地集中放置昂贵的设备,且温湿度等基础环境均非常的良好,这种环境可以降低部署RFID的成本,并提高其效率。
2系统简介及先进性
2.1RFID系统简介
RFID(RadioFrequencyIdentification射频识别技术,主要由读写设备和电子标签组成,读写设备和电子标签之间通过射频信号自动识别目标对象,获取其相关的数据,从而实现对物体的识别,并将采集到的数据传输到应用系统平台进行汇总、分析、处理。
该技术具有读取距离远、穿透能力强、抗污染、效率高(可同时处理多个标签、信息量大的特点。
图表1RFID系统构成
利用RFID的上述原理和特点,对机柜及其内部设备等固定资产加装RFID电子标签,机房出入口及机柜内部安装RFID识别设备,再结合数据中心资产实时监控平台,实现资产全面可视和信息实时更新,能够实时监控资产的使用和流动情况,具体体现为设备所在位置实时查询,设备移动跟踪记录,报警;设备的管理统计报表等管理目标,建立一套先进的、规范的、优化的管理机制。
2.2系统先进性
1适应多层次、多级次、跨地域的行业性、单位性用户使用----系统提供了集权管理、
集中监控和分布式管理等多种模式的单位性运用。
数据中心总控人员既可以实时
了解下属各机构的资产分布状况,又可以实时监控各机构的资产运维情况,全面
掌控客观、真实、准确的数据信息,建立并完善在线预警系统,杜绝资产流失。
2针对数据中心特点,精细管理到单台设备----系统针对数据中心管理特性建立资产
属性信息表,通过登记标准化的资产信息可以非常方便的帮助数据中心掌握资产
状况,理清归属关系,运维系统,为资产建立起全面的动态化电子台账。
3资源平衡、优化配置----数据中心管理者可以清晰地了解各分属机构或业务的IT
设备资源使用状况,通过资产调拨功能,将富余的设备资源调拨到紧缺的机构使用,实现组织内部的资源平衡和余缺调剂。
4过程控制、动态监控----总控中心可实时地监控分属机房的IT设备资源使用情况,
随时查询分属机房的资产报表,并对其业务处理进行有效控制,实现真正的动态监控。
5决策分析、预算控制----管理部门通过动态掌握IT设备的分布使用情况,为公司的
年度或季度提供更加合理的预算,从而更加有效盘活资产,合理利用资源。
6流程化管理,明确到人----资产管理具有信息量大,涉及岗位、人员众多的特点,
通过对资产使用部门、使用人员的信息收集,真正实现“分级管理、责任到人”。
系统提供了资产在日常过程中经历的资产申请、分配、变更、维护到处置整个生命周期的全程记录,每个管理环节都引进了流程控制的理念,通过对流程的管理不仅可以实现资产管理从定量到定制的根本性转变,而且还可以使资产信息化管理体系更加制度化、流程化。
3项目整体方案及实施建议
3.1整体架构设计
RF-EAM(RFID-AssetManagementSystem数据中心资产实时监控平台,采用集中监控的方式,各地点机房的数据都由中心主机负责监控。
每个地点的一个或多个机房构成一个监控节点,监控主机所在的节点称为中心节点。
在非中心节点只安装数据采集设备,不安装监控主机。
在中心节点既安装监控主机,也安装数据采集设备。
数据采集设备采集到的环境数据,汇聚到监控主机,各监控终端,从监控主机获得环境数据,对各节点环境状态进行监控。
监控主机除了汇聚环境数据外,还统一管理用户、权限、节点、机房、设备等信息,并统一设置报警策略。
各监控节点之间,数据传输都采用基于IP的方案;
整个监控平台采用可跨平台部署的Java平台技术体系实现;
系统设计为纯B/S结构,以方便部署和使用;
RF-EAM系统由RFID资产监控单元、计算机、服务器和系统软件组成。
下图是系统的整体架构:
图表2系统整体架构图
3.2项目分步实施建议
项目在整体规划的基础上,建议根据管理需求效率和精细化程度的提升,采用整体部署分步实施的策略。
实施可以分成两个阶段:
PhaseI-RFID机房级资产监控和机柜级环境监控:
●PhaseI是整体部署阶段,实现所有数据中心机柜资产基础数据的采集和部署;
●为所有资产部署标签,在机房部署Portal,实现机房级资产自动管理;
●实现机房级机柜级环境监控:
系统包括机房温湿度监控,UPS、配电柜、精密空调、
水浸监控。
UPS、配电柜、精密空调、水浸状态由现有设备提供数据,机房温湿度监控需要另外安装需加装温湿度传感器和温湿度数据采集器。
温湿度传感器提供液晶显示功能,能在现场读取数据。
PhaseII-机柜级资产数据实时监控(监控到机柜级和人员定位:
●PhaseII部署机柜级的资产监控一体化天线采集器,实在所有资产实时监控;
●通过3D平台展示,实现油田数据中心机柜资产数据实时监控管理;
●通过为工作人员配备有源RFID胸卡,实现数据中心内人员的实时定位管理。
4RFID资产管理监控方案
4.1系统组成和架构
RFID机柜资产监控系统由电子标签、读写器、计算机、服务器和系统软件组成,本系统为B/S方式。
下图是一个RFID机柜资产监控系统的系统架构:
主控中心主机/服务器存储
主控中心主机
光纤
节点机房安装1台节点监控主机,做为数据的节点集中采集设备,同时也做为监控软件平台的服务器。
主控中心,安装2台互为热备的主机/服务器,另外为了保留监控历史数据,需安装存储设备,对数据做长期备份。
资产盘点软件部署在RFID手持设备上,支持多个设备同时使用。
4.2功能列表
4.2.1设备管理
●建立设备设施数据库,把机房中的所有设备设施加入到该数据库中,以
清晰管理各个设备设施,为监控提供必要的基础数据;
●为在监控界面,动态显示各位置的设备,所以在新增设备时,需要或者
选择原有设备型号,或者新增为设备型号时,提交该设备正面实物等比例的照片;
●为设备设施建立分类;有“有效”、“失效”两个互斥的状态及“启动”
或“关闭”的状态;
●每个机房的监控节点中,保存完整的本机房的设备设施数据;
●设备设施数据由每个机房的管理员管理更新;
4.2.2机房出入口监控
●机房出入口安装RFID射频识别设备,形成一个天线覆盖区域;
●任何安装有RFID标签的机柜在通过该天线覆盖区域时都将被读到机柜
标签;
●数据实时上传到监控平台,进行相应数据记录,及是否报警处理。
4.2.3机柜内部设备监控
安装示意图如下:
●机柜内部安装RFID定制天线覆盖机柜内部设备的RFID标签;●系统可根据客户设定的时间实时采集机柜内设备上的RFID标签数据;●自动形成该机柜内部设备变化的记录;
●系统可根据预设的报警值,实现资产的监控报警。
4.2.4固定资产管理
手持式读写器是该部分的核心设备,工作人员可随身携带,设备具备条码扫描,RFID标签扫描的性能,可实现固定资产的条码和RFID标签的转换,固定资产的盘点,及资产移动部署等多种应用。
数据通讯可采用无线通讯或批处理的方式。
4.2.5设备移动报警
报警功能由部署在监控节点的报警引擎实现,例如,当有设备XX搬离当前所属机柜或者某机柜设备离开所属机房时,都会触发告警。
4.3安全方案
4.3.1实现严禁的访问控制
采用基于角色的访问控制方案
●根据对系统访问的控制方便性,在系统中定义一系列的角色,把权限
赋给各个角色,每个权限可以赋给多个角色,每个角色可分配多个权
限。
●给用户分配角色,从而把角色的权限分配给用户。
一个用户可以分配
多个角色。
用户分配到的角色所具有的权限的并集就是该用户在系统
中拥有的权限。
●用户登录系统时,系统会根据用户名或用户标识识别用户,根据用户
与角色的对应、角色与权限的对应取出登录用户的权限表。
●为系统中的每个功能和权限之间建立对应关系,一个功能对应一个权
限,权限控制就变成了对使用系统功能的访问控制。
●当用户要使用某个功能时,先验证用户的权限表中是否有此权限,如
果有,用户可以使用该功能,如果没用,系统将提示权限不足。
4.3.2数据安全
●保证Server上的数据不被窃取和不被篡改
●保证数据传输过程中的数据不被窃取和篡改
●实行访问控制,保证只有经过授权的人,才能看到对其授权过的信息,
使用对其授权过的服务
●保证系统中的数据不缺失,不损坏
4.3.3备份方案
数据均保存在监控中心主机/服务器上,所以需对中心主机/服务器上的数据做备份;数据库备份可以利用数据库管理系统自身的备份功能,具体的备份要求根据数据和客户情况进行设计。
4.4资产新增处理
4.4.1新增设备监控
新增设备,如果是原有型号的设
备,只需在管理配置功能处,输入设
备名称、型号和位置数据,就能在监
控界面自动展示出来。
如果是一种新型号的设备,除了
输入设备名称、型号和位置以外,还
需要把该设备的长宽高、和设备正面
照片一同提交给监控节点系统。
4.4.2新增监控节点
新增节点的事情很少发生。
要新增一个监控节点时,首先是硬件、连线的部署配置,然后才是软件平台的部署配置。
设备连接调试,系统部署调试通过后,要把节点的机房配置模型提交到系统中。
然后要为该节点增加监控设备,选择设备型号并输入设备位置后,就可以在该节点上访问监控系统。
要能从监控中心,监控新增节点,只需把该监控节点向监控中心注册,监控节点的监控就会被登录使用的用户监控到。
5数据中心环境监控系统
5.1机房环境监控
机房环境监控系统包括机房温湿度监控,UPS、配电柜、精密空调、水浸监控。
UPS、配电柜、精密空调、水浸状态由现有设备提供数据,机房温湿度监控需要另外安装需加装温湿度传感器和温湿度数据采集器。
温湿度传感器提供液晶显示功能,能在现场读取数据。
5.1.1硬件设备
机房温湿度传感器安装在机房四周的墙壁或机房中间的支柱上。
5.1.2软件方案
机房环境监控子系统主要模块:
机房环境监控子系统软件部分运行在环境监控主机上,主要包括温湿度数据采集模块,UPS、配电柜、精密空调、水浸数据采集模块,UPS、配电柜、精密空调、水浸位置配置模块,温湿度传感器位置配置模块、机房环境报警策略设置、机房环境报警引擎和提供给环境监控平台的机房环境数据读取接口。
UPS、配电柜、精密空调、水浸位置配置模块主要功能是把上述各种设备编号,并详细标明每个设备的位置信息。
位置信息包括:
所在数据中心、机房、区域、3维坐标等。
温湿度传感器位置配置模块,主要是配置每个温湿度传感器对应的数据中心、机房、区域、3维坐标。
温湿度数据采集模块,以一定的频率,定期读取所有位置的温湿度数据。
UPS、配电柜、精密空调、水浸数据采集模块按一定的频率,从楼宇监控系统接口中,读取UPS、配电柜、精密空调、水浸等设备的状态信息。
机房环境报警策略设置模块设置各点温湿度过高或过低的报警阈值,设置UPS、配电柜、精密空调各设备状态的报警阈值。
可设置多个过高或过低的阈值,对应不同级别的报警。
机房环境报警引擎监视每次采集的温湿度数据、UPS、配电柜、精密空调的状态数据、水浸传感器是否测到积水的数据,如果达到报警阈值或监测到积水则引发报警。
机房环境数据读取接口,把各点各时间的温湿度数据、UPS、配电柜、精密空调的状态数据、水浸传感器监测的是否积水的数据以接口的方式提供出来,供环境监控平台调用。
5.2机柜级环境监控
机柜级环境监控方案分为硬件设备部分和软件部分。
5.2.1硬件设备
设备部分包括温度传感器和温度数据采集器。
设备特点:
●数字化,由每个温湿度探头输出的直接为可联网数字信号。
●采用先进的数字化及网络技术,方便、经济。
●因为每个温湿度探头输出的直接为可联网数字信号,信号传输过程的衰
减不会影响系统精度,且传输距离长。
●采集模块自动识别传感器类型、数量,配置和扩展方便,可以根据现场
安装条件,适当选择模块的安装位置及使用模块的数量,以便降低成本。
●上位机同采集模块之间采用支持距离1.2公里的多子站通信协议
●标准化总线设计,可方便的扩展控制及其他功能及同其他系统互连。
●采用低功耗设计,只需对采集器供电,无需对传感器供电,现场供电点
少,施工方便。
5.2.2软件方案
机柜级环境监控子系统软件部分主要模块:
机柜级环境监控子系统软件部分主要包括温度数据采集模块、机柜位置配置模块、传感器位置配置模块、温度报警策略设置模块、温度报警引擎和提供给环境监控平台的温度数据读取接口。
机柜配置模块主要功能是把机柜编号,并详细标明机柜位置信息。
位置信息包括:
所在数据中心、机房、区域、第几排、第几列等。
传感器位置配置模块,主要是配置每个传感器对应的机柜、以及在机柜的前面还是后面。
温湿度数据采集模块,以一定的频率,定期读取所有位置的温度数据。
温度报警策略设置模块设置各点温度过高或过低的报警阈值。
各机房、各区域可单独设置。
可设置多个过高或过低的阈值,对应不同级别的报警。
温度报警引擎监视每次采集的温度数据,如果达到报警阈值,则引发报警。
温度数据读取接口,把各点各时间的温度数据以接口的方式提供出来,供环境监控平台调用。
5.3环境监控展示平台
环境监控平台,建议采用集中监控的方式,对各地点机房的环境都由中心主机负责监控。
每个地点的一个或多个机房构成一个监控节点;监控主机所在的节点称为中心节点。
在非中心节点只安装数据采集设备,不安装监控主机。
在中心节点既安装监控主机,也安装数据采集设
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