DoSERV分析:机柜的未来将会比肩服务器

      机柜一直被看作是IT应用中的低值、附属产品,只是用来容纳服务器等设备的容器,并不被重视。但是,低价的机柜却是昂贵的IT设备最直接的物理保护。重视IT设备本身,却忽视了其所处的IT微环境,更多的数据中心被引向了危险的边缘。
  
      机柜是什么?很多人把机柜看作是用来装IT设备的柜子。机柜是柜子,但并不仅仅如此。
  
      随着计算机与网络技术的发展,数据中心的服务器、网络通信设备等IT设施,正在向着小型化、网络化、机架化的方向发展。这都给数据中心的构建模式带来了新的变化。而机柜,正在逐渐成为这个变化中的主角之一。对数据中心而言,机柜正成为其重要的组成部分。
  
      据IDC数据统计,2003年中国市场交付的30万台服务器中,约有25%是机架式服务器。到2005年,全球服务器已经有66%为机架式服务器。来自Intel公司的数据同样说明了这一点。IT设备机架化的趋势,为机柜带来了日益繁荣的市场。
  
      但是,IT设备机架化,使得机柜的规格出现了变化,最明显的表现就是单个服务器的体积缩小。服务器占据的高度空间日趋减小,而深度空间越来越大,因此对机柜的深度要求也在逐步提高。
  
      另外,IT设备安装密度最大化,已经成为目前机架式服务器的发展趋势。1U刀片式服务器的大量运用,使得42U机柜最多可能安装42台服务器,而每个服务器中所使用的CPU多为两个(甚至更多),硬盘也多采用内部阵列的形式,运行中会释放更多的热量,导致机柜内热量密度非常大。忽视机柜内部设备的制冷问题,也可能导致IT设备发生故障、寿命降低。
  
      同时,机柜的兼容性也是用户头疼的问题。如今,数据中心的机柜中会安装来自不同厂商的设备,所以要求机柜必须具备良好的兼容性。如果机柜兼容性不好,在升级IT设备时,原有机柜可能无法满足需求,用户被迫更换整套机房设备,这种无谓的成本耗费在早期机房建设中屡见不鲜。兼容性的不足,必然导致机柜整体方案的可扩展性差,无法满足IT业日新月异的变化需求。对用户而言,显然降低了系统的生命周期,产生了过多的成本开支。
  
      综合起来,用户对机柜的需求集中在可用性、可管理性、可服务性、可扩展性以及生命周期成本等五个方面。新一代的数据中心,其机柜解决方案必须兼顾以上五点,从线缆分布、电源分配、机柜散热以及兼容性等方面提升管理水平,从而为用户创造满意和可扩展的IT微环境。
  
      随着数据中心建设向着整体可用性的方向发展,机房对机柜管理的需求日益增长。可以预见,全面符合数据中心需求,并具备未来可扩展性的机柜解决方案,将能够更好地解决用户的问题,提升用户IT系统的管理水平。
  
      线缆出现问题怎么办?在规模巨大的机房里,在林立的机柜中穿行尚且困难,更别提快速寻找和维修出现故障的线路了。未来,机柜的整体解决方案是否到位,机柜对于线缆的管理,将成为考察的关键环节之一。
  
      线缆在机柜中合理布局
  
      从机房的布线方案来看,架空地板下走线,是传统机房线缆附设问题的解决方式,它将所有管道(空调、供水等)、电缆都聚集在地板和地面之间。显然这是有缺点的,不仅电源线缆和数据线会相互干扰,而且一旦空调水管漏水,线缆和设备也会不可避免地受到影响,严重情况下会引起设备的宕机,甚至烧毁。
  
      架空地板也带来机房精密空调风道设计上的困难,为了避免与线缆、管道的交叉,必须增加空调风道拐弯,这样将直接导致送风压力减小,降低了空调系统的效能。更麻烦的是,由于采用底部走线,在线缆出现故障时,就需要将机柜挪开,再打开地板进行维护。而且随着时间的增加,可能会导致越来越多的废弃线缆由于拆卸不变,留在架空地板下的空间中,形成“老鼠线缆”,机房的维护也会变得越来越烦琐。
  
      除此之外,架空地板也会增加机房的整体造价,一般来讲,机房的防静电地板每方米投资达到300~400元,在机房的整体投资中占很大比例。因此,越来越多的用户,选择通过桥架的上走线方案,它通过在机房屋顶结构上打眼、焊接等方式,安装桥架,并把各种线缆通过空中分布到机柜。
  
      这种方式与底部布线方案比较,在安全性、散热、维护性等方面有所改进,但仍然有其不足。
  
      首先,桥架安装会涉及建筑的整体结构,从而可能造成对建筑结构的负面影响,而且桥架安装会导致机房施工周期比较长(如600平方米的桥架机房需要将近半个月的时间施工)。
  
      另外,在成本方面,作为现场定制的专用部件,桥架造价及施工费用受到现场条件的影响,成本相对较高。而且,由于现场条件的变化,该成本具有不确定性。同时,施工完成后的桥架不具备可扩展性,不方便在需要的情况下对机房布局进行改变、调整。
  
      从机柜内部线缆附设的角度看,今天的数据中心,机柜配置密度更高,容纳的IT设备更多,大量采用冗余配件(如冗余电源、存储阵列等),机柜内设备配置频繁变换,数据线和电缆随时增减。
  
      所以,机柜必须提供充足的线缆通道,能从机柜顶部、底部进出线缆。在机柜内部,线缆的敷设必须方便、有序,与设备的线缆接口靠近,以缩短布线距离;减少线缆的空间占用,保证设备安装、调整、维护过程中,不受到布线的干扰,并保证散热气流不会受到线缆的阻挡;同时,在故障情况下,能对设备布线进行快速定位。
  
      以往传统的布线方案已经无法适应机柜应用发展的要求,面对日益复杂化的IT设备和机房环境,规范的布线方案和日常维护,至少可以使用户在如下四方面受益。
  
      保障安全:规范的布线可以避免系统在维护、安装、迁移时,由于人为因素导致的紊乱、故障甚至崩溃,减少触电等意外事故的发生,保障操作人员的安全。另外,规范的布线,能使数据线与电源线之间的干扰降至最低。
  
      便于管理:整齐有序的线缆布置和标示,能使管理和维护工作更加方便高效,不仅在机柜内部,即使在很多机柜并列时,各类线缆也更容易接近和操作。
  
      利于散热:杂乱的线缆和不规则的穿孔,可能会阻碍制冷通道的布置,导致空气对流不均匀。
  
      美观大方:整齐有序的线缆排列,会使机柜和机房显得更加美观。
  
      单个机柜中可安装的服务器数量不断增多,直接导致机柜中的数据和电源线缆大幅增加,机柜内的线缆布局规范与否,将会对系统工作产生直接影响。线缆管理的不科学,会导致维修过程复杂繁琐、甚至设备运转不正常。
  
      未来的数据中心,线缆管理将会更规范、可扩展性更强、安装和维护过程也会更简便,在机房管理中的重要性也会提高。
  
      机柜如何应对电源密度的上升?随着机柜内IT高密度安装趋势的日益显著,机柜能否发挥其应有效能,配电系统成为关键环节。
  
      多IT设备考验机柜配电系统
  
      随着机柜内电源密度的逐步上升,电源分配管理的重要性日益凸现。随着机柜内安装设备数量的增加,以及单个机柜中设备多样性、复杂性的存在,直接要求机柜的配电系统能够为机柜内的每一个负载提供足够的、合适的电源分配。
  
      合理的电源分配直接关系到整个IT系统的可用性,而且是整个系统能否发挥其应有效能的重要基础环节,而这也是过去被很多机房管理人员忽视的问题。
  
      由于IT设备日益小型化,机柜内设备安装的密度不断增加,这种趋势正在使机柜内IT设备的电源分配,成为一个严峻的课题。以1台7U的刀片式服务器为例,1台大约需要3kVA的配电,而1台42U高的机柜可能安装多达8台这样的服务器,其配电总需求量将达到24kVA。这就对机柜内配电系统提出了严峻的挑战。
  
      与此同时,输入、输出端口的增多,也对配电系统安装的可靠性提出了很高的要求。再考虑到目前大多数服务器双电源供电的需求,更使得机柜内电源分配越来越繁杂。
  
     同时,用户对电源分配中负载的大小需要随时了解,以避免因为过载带来的系统断电危险;对于一些特殊应用,如IDC、ISP等,用户还希望对配电系统实施远程、多用户的管理、控制。
  
      而现阶段,由于大多数机柜生产厂商对IT应用及电源系统仍存在认识不足,其生产的机柜在电源分配环节上大大滞后,不仅无法提供专业的机架式配电产品,更谈不上大负荷的配电的解决方案,在电源管理上就更是与用户的需求相去甚远。
  
      目前,市场上大多数的机柜产品仍然采用民用插座为机柜内昂贵的IT设备配电,不但无法提供可靠的电源分配,而且由于负载容量增长的不确定性,甚至带来了严重的安全隐患。
  
      机柜内电源的密度呈不断上升的趋势,这已是不争的事实。合理的机柜电源分配系统的设计,则应遵循以可靠性设计为核心,专门针对机柜系统设计,与配电系统充分协调、无缝配合的原则,同时要考虑安装的方便性,以及智能化管理、适应性强、便于操作与维护等特点。
  
      机柜的配电系统,在设计原则上,应使电源更接近负载,以减少电源通路中的故障点。同时应逐步实现负载电流的本地及远程监控,以及电源分配的远程控制,使电源分配管理纳入机房整体的智能化管理体系中。  
  
      选择机柜需要考虑
  
      可靠的质量保证,选择一款适合的服务器机柜和布线机柜非常重要,稍有疏忽,则可能导致巨大的损失。不管是哪一个品牌的产品,质量都是用户首先要考虑的环节。
  
      承重保证,随着机柜内所放置产品密度的加大,良好的承重能力,是对一款合格机柜产品的基本要求。不符合规格的机柜,可能因为机柜品质差劣,不能有效妥善保护机柜内的设备,结果可能会影响整个系统。


       温度控制系统,机柜内部有良好的温度控制系统,可避免机柜内产品的过热或过冷,以确保设备的高效运作。机柜可选择全通风系列,可配备风扇(风扇有寿命保证),在炎热的环境下可安装独立空调系统,在严寒环境下可安装独立加热保温系统。
  
      尺寸,机柜尺寸要符合国际仪器安装标准。
  
       抗干扰及其它,一款功能齐备的机柜应提供各类门锁及其它功能,例如防尘、防水或电子屏蔽等高度抗扰性能;同时应提供适合附件及安装配件支持,以让布线更为方便,同时易于管理,省时省力。
  
      售后服务,企业所提供的有效服务,以及所提供的全面设备保护方案,可为用户的安装、维护带来巨大的便利。