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2020/10/20 17:19

“致广大而尽精微,极高明而道中庸”----烽火建设高效数据中心的智选、智构、智享模式

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烽火通信 李铿

数据中心是新基建的重要方向,也是数字经济转型和双循环的基石。从本次全球性的抗疫来看,数据中心在连接社会各行业的应急能力和支柱作用凸显。咨询机构预测国内数据中心规模年平均增长率达30%以上,然而,从全球数据中心市场来看,国内数据中心数量只占全球的9%,而美国数据中心数量占全球的38%,国内数据中心仍有巨大的发展空间。今年年初,国务院把数据中心写入政府工作报告,各地方政府相继出台利好政策扶持数据中心发展,业界都有强烈感受,即是数据中心的黄金时代正在到来。

而从这些年的数据建设情况看,数据中心建设也出现了新的矛盾。一方面,无论是数据的产生还是对数据的需求都呈现了爆炸式的增长,这就需要数据中心的规模越来越大,导致耗电量剧增,需要占据的土地和建筑资源急速增加。而能提供这些资源的地区往往和数据集中产生的地点是不同的;另一方面,用户需求更为广泛和多样,特别是行业服务对数据服务提出了更多的要求,需要数据中心更加靠近数据产生点,也需要更完善的安全机制。这就使得以单一中心形式的数据中心变得难以满足所有业务形式的需求。因此,在数据中心的选址、技术和服务架构方面都需要做创新。只有明确数据中心的建设宗旨,通盘考虑各类制约因素,制定完善的规划设计,才能最大化发挥数据中心的作用。业界认为一个理想的数据中心应满足以下特征:

1、绿色、节能---在极致PUE下,可持续发展;

2、灵活、可扩展---基础架构、网络架构、计算架构均可弹性部署;

3、快捷、高效---简化的交付流程;

4、智能、安全---智慧运维,主动发现隐患;

5、高速、互联---更大带宽、更低时延、互联互通。

但在具体建设一个数据中心时应该以合适为原则,回归到数据中心的本质,数据的有效利用应该是追求的目标。同时,这是一个动态的目标,很难用一项指标衡量一个数据中心的先进性,必须从多个维度来考虑,包括数据中心的投资者、数据中心的使用者、数据中心的运营者。

基于以上的挑战和特性,除了要考虑数据中心作为一种产品的全生命周期管理,同时还要在整个过程中关注所服务数据的状态。传统数据中心建设模式,在数据中心生命周期考虑上并不完善,各个阶段独立进行,任务式完成工作,前后没有强关联性,目前还没有系统化的解决方案。数据中心还应以数据利用效益为中心,以一个动态的过程来构建,结合反馈循环模型原理,烽火提出了建设数据中心的新理念:规划设计阶段的“智选”、建设交付阶段的“智构”、运维管理阶段的“智享”,通过不断反馈、不断积累、不断完善,寻求最优解决方案。

“智选”简单讲就是规划过程中的服务化。

烽火通过这些年的实践,深刻认识到选择数据中心即选择一种服务,用户根据自身的需求,能挑选适合自身发展路径的服务,这种服务是模块化的,包括算力服务、网络服务、基建服务等,用户做出的选择能够非常简洁而理性。依托烽火ICT2.0战略升级,将数据中心的宏观规划、基础设施、数据和网络、设计施工及运维能力服务化,并逐步实现模块的标准化,大大提升数据中心的适用性和可扩展性。

“智构”通俗讲就是建设过程的模块化。

在数据中心绿色建设过程中,除了保证每个设施的绿色环保外,还需贯穿从绿色设施向绿色运营的整个过程。我们通过Fit Atrix微模块解决方案解决了冷热通道封闭隔离的问题。在此基础之上,我们又推出了FitNeo制冷解决方案,包括氟泵双循环、热管背板空调,以及正在开发的全直流变频空调、间接蒸发冷却空调、制冷智能控制系统等。目标是将PUE由达到国家要求的1.4不断挑战至1.1或以下。目前实现了从绿色设施向绿色运营各环节的完善:绿色建设,即选用中压电力、HVDC、休眠技术、液冷等;绿色运行,即采用容量精细管理、负载平衡技术、AI使能运维;绿色运营,拓展清洁能源使用、废旧电池回收机制、碳排放交易等。

烽火把模块化作为智构的基础贯彻到数据中心建设的各个层面,这种特性总结为三级模块化,即建筑模块化、架构模块化和产品模块化。所谓建筑模块化即把建筑按照功能分区定义为一个个单独功能模块,比如核心机房模块、配电机房模块等;架构模块化即把主要的配电系统、暖通系统、布线系统、消防系统等定义为一个个独立架构模块;产品模块化即把每个子系统的子产品定义为一个个模块化产品。通过三级模块化理念引导,烽火FitDC解决方案正升级为全模块解决方案,除了建筑模块、电力模块、机柜微模块、制冷模块,未来还将开发布线模块、消防模块等,满足数据中心快速交付、去工程化的趋势。

网络是数据中心的重要组成部分,网络在数据中心的的服务化是非常重要的。在构建过程中重点要考虑数据中心的服务模式和资源状况,对物理机和虚拟网络资源实现统一的调度规划,以保证不同客户的需求以及客户对不同业务的需求,针对数据的安全性、承载业务的实时性和可靠性要求,实现确定性网络架构和设施的措施。另外,要注意提升DCI网络的集成度,实现硅光集成,减少物理空间和改善转发效率会提高整个数据中心数据的利用效率。

除了自身的数据安全,数据中心也为社会安全提供保障。国产化的考虑就是一个长期的过程,中国信科目前在建设数据中心的过程中,已经从底层的服务器到云操作系统实现了国产化信创的要求,同时在整个架构的设计上满足全栈国产化的适配要求。目前也是在数据中心各个层面来实现国产化的生态系统。当然整个工作也不是一蹴而就,因为要实现整个数据中心的数据利用效率问题,有一个逐渐磨合的过程,但是在服务器和云操作系统上我们会一直坚持这条信创的道路。

智享:概括讲就是运维中的智能化。

数据中心的全生命周期在规划设计和建设交付占10%,而运营运维占90%以上。在运维方面通过AI的融入使能,让我们的数据中心更加智慧,更加符合我们业务发展,具备可持续性,让用户能更好的享受数据中心带来的便利与价值。

一方面,通过对实现CPS系统来完善数据中心的数字化建模,通过和大数据的结合实现数字空间和物理空间的互动。

在数据中心的构建工程中,需要提前考虑运维的关键节点,比如暖通、电气、环境、网络、安全,系统的执行末端、监控末端、设备反馈端进行规划和布局采样点,在智能运维平台端定义运维标准和流程,数据采集后的数据分析通过算法及经验积累,逐渐自学习故障病理的过程,快速模拟和呈现故障病理诊断,使数据所见即所得。

另一方面,通过机器学习和智能算法建立服务模型,实现资源和服务之间的最优匹配,让数据中心的资源发挥最大的价值。

我们将数据中心所有的资产资源化,让算力资产、物理空间资产、基础环境资产、网络资产、安全资产变成可以用于服务的资源,并通过资源配置算法,按业务的需要投入所需的资源。对运营人员来说,在所有的资源可量化后,运营的目标指标化、可量化考核,可通过智能运营平台清晰呈现数据中心再用资源、可用资源,数据指导运营,实现更高效的运营目标。

智选、智构、智享建设需要逐步积累和完善,目前已经取得初步成果,比如在建设楚天云数据中心过程中,融入反馈循环建设模型,在规划和建设阶段增加对运营业务系统特性考虑与信息反馈,选择风液结合方案,针对超高密业务区(GIS地理信息+大数据业务)单机柜密度超过30KW区域,选择液冷服务器及液冷解决方案;针对高密区及其他普通区域,选择风冷+自然冷方案;在运维阶段引入AI,通过实时预警网络风险,创新数据备份方案和虚拟资源的安全机制,使数据安全可靠性得以大幅提升,同时在暖通系统实现基于负载变化趋势的自动化控制,通过电气拓扑学习及故障模拟,实现病理切换、故障溯源,通过BIM与GIS结合的VR技术,实现运维立体可视化,故障快速定位等。

数据中心是一个产业化的行业,涉及上下游产业链合力,国内国外技术的融合。在烽火向市场推出FitDC整体解决方案系列的一年时间里,已经得到了市场的检验,列间空调已有2600多套应用于市场,背板空调出货8500多套,微模块1000多套,室外一体柜1500多套。未来烽火将继续发力,现有的Fit Atom/Fit Array/Fit Atrix/Fit Berg整体解决方案不断升级功能,并自主开发更多符合市场需求的模块化整体解决方案。此外,烽火还会加强生态平台的合作建设,面向客户、面向合作伙伴、面向行业,进行数据中心全生命周期的深度合作,与合作伙伴共同创造领先、可靠的解决方案,助力数据中心产业的长足发展。

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