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数据中心可视化管理

对数据中心管理者而言,需要有一个统一的平台能够同时管理到IT和基础设施,实时监控设备的容量、功耗、空间、承重等信息,从而防患于未然,提高数据中心的可靠性。可见,能够兼顾IT设备和基础设施的管理,是DCIM系统最基本也是最重要的要求。但是,DCIM涵盖的功能众多,像上述的资产管理、容量管理、能源管理等,如何整合这些功能,本身就是个难题;而且,对于数据中心而言,不论是IT设备,还是基础设施,各自被管对象的数量都是及其庞大的,更何况要整合到一起去管理。可见,功能的整合和被管对象的整合是DCIM系统要解决的问题之一。


数据中心的管理者需要众多的分析数据支撑,来完善对数据中心的管理。而数据中心的物理性、立体性特质,决定着很多分析结果并不是一张简单的二维表格就能满足要求,如何用一种更直观的方式来表示,提高决策支持的有效性,也是DCIM建设中需要考虑的。如机房平面图,二维表格方式的机房设备列表清单等,这些展现方式包含大量的逻辑图形信息或者文字信息,还是要靠人脑去将这些信息和物理世界建立关联关系,这个过程中会导致信息缺失,进而影响管理决策的正确性。


因此,可视化的工具可以作为提高DCIM系统效能的一种方式,通过将数据中心的基础设施和IT设备的真实外观以可视化图形方式反映出来,让用户直观的浏览数据中心的各种设施设备及相关监控参数并进行相关操作。


可视化管理功能


一、冷量可视化管理


对于数据中心来说,对冷量以及气流进行良好的组织和管理意味着更少的能源消耗,更可靠的设备运行工况和更低的人工管理成本,而在DCIM中通过CFD方式进行的冷量和气流的管理不仅可以对数据中心冷却能力进行可视化的分析和管理,而且还有预测的效果,使意外发生过热事件的几率大大降低,而随着数据中心内设备单位功耗与风量的增加,传统的经验将很难准确预测气流的组织情况,因此只有通过“现状分析 预测分析”的这种现代化且具有前瞻性的冷却管理的方式才能更好的完成DCIM所应尽的对设备冷却可靠性方面的保障和要求。


气流组织是数据中心冷却管理中需要考虑的重要环节,当前针对气流组织的管理大多数是靠环境监控系统对温、湿度等指标的跟踪,而没有直接的手段对气流进行实时监控,因此就谈不上对于气流的组织和管理。而由于气流有着看不见摸不着的物理特性,因此需要采用专业的计算流体动力学(CFD)方法对气流组织进行仿真与分析。即通过构建数据中心3D模型,对包括基础设施、机柜及服务器、空调等制冷系统在内的设施进行建模,在输入相应的参数后经过离散化的非线性微分联立方程组的数值计算,得到数据中心气流组织分布,从而能够对局部热点问题进行合理的分析,并提出优化方案。


由于常规的温度管理方式仅能得知传感器处单一点的温度、压力等数值,因此更偏向于例行检查与重点区域的定点监测与监控,因此一维的点监控对三维的整场的环境,尤其是对整场中数据采集以及气流管理这些需要考察变化趋势、三维运动的轨迹可以说是完全无法捕捉的,因此获得全场的温度/风速/压力分布,以及将气流运动的轨迹表现出来是进行制冷管理的基础。而在这方面现阶段只有CFD软件可以做到对包括整场温度、速度、压力、气流轨迹的可视化成像效果。


对数据中心气流的管理在采用CFD模拟后,可以通过考察整场的温度分布来判断气流组织管理的效果(如下图所示):


 CDF模拟数据中心气流的管理


CFD模拟空调使用情况与送回风气流组织分布效果图


空调的送回风流线与利用率在CFD软件中的表现


与此同时,还需要直观的反映出IT设备吸入的气流的温度,这样才能真正的监测到空调送出的冷量是否真正的随气流进入了IT设备,还是由于气流短路、热风回流等因素导致了IT设备入口温度过高。美国ASHRAE(AmericanSociety of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.)标准中给出了机房内IT设备的入口温度范围的建议值为18℃-27℃。而针对“设备入口温度”这个关键性的指标也应当能够在CFD软件中反应出来。如下图所示:



CFD模拟出的机柜最高进口气流温度

 

二、环境可视化管理


环境可视化管理功能采用3D虚拟仿真技术,实现数据中心的园区、楼宇等环境的可视化浏览,清晰完整地展现整个数据中心。配合的监控可视化模块,可以与安防、消防、楼控等系统的集成,为以上系统提供可视化管理手段,实现数据中心园区环境的跨系统集中管理,提高数据中心园区掌控能力和管理效率。


1、地理园区虚拟仿真。以3D虚拟仿真的全新展示形式,完整呈现数据中心园区的外貌,包括土石、园林、河流、道路,构建与真实园区一致的虚拟环境。并以虚拟仿真的全新展示形式,完整呈现数据中心建筑的外观,根据建筑物的真实外观完成3D 建模,展示建筑的基本规格信息。


地理园区虚拟仿真3D图


2、楼层机房虚拟仿真。实现以虚拟仿真的形式完整呈现数据中心楼层机房结构,根据楼层的实际建筑结构完成3D 建模,可模拟真实标识展示各机房的信息和设备摆放情况,可进入每一个机房查看,浏览其中的设备信息。


楼层机房虚拟仿真3D图


三、资产可视化管理。数据中心内的设备资产数量庞大,种类众多,传统的表格式管理方式效率低、实用性差,资产可视化管理功能采用三维互动技术手段来实现对数据中心资产配置信息的可视化管理,与设备档案管理系统的数据库集成,也可以将各种资产台账表格直接导入,提供以可视化方式进行分级信息浏览和高级信息搜索的能力,让呆板的资产和配置数据变得鲜活易用,大大提升了资产数据的可用性、实用性和使用效率。建议功能及示例如下:


1、分级信息浏览。以直观互动的3D 场景浏览技术,层次化递进地实现区域级,园区级,机房级,机柜级,设备级和端口级浏览,查询资产相关信息。


2、全设备虚拟仿真。实现数据中心各类资产设备的虚拟仿真,包括空调、机柜、发电机、配电柜、UPS 等独立设备,以及PC服务器、交换机、路由器等架式设备。


全设备虚拟仿真3D图


3、多种模型库支持。内置多种设备模型的模型库,支持市场上主流设备的真实模型,模型库可根据用户需求和市场状况保持不断更新,确保仿真设备模型保持与真实型号厂牌一致。


4、资产信息查看。在3D环境中点击设备可以查看设备的资产配置信息,可查看包括单设备信息、机柜汇总等信息,调取设备档案管理系统中的相关数据汇聚展现,实现与管理系统的自动同步。


资产信息查看3D图


5、快速模糊查询。具有查询、搜索资产功能,能对资产进行任意字段的模糊查询,可将设备位置、分布数量等搜索结果在3D 场景中直观展现,并能进行快速定位查询。


快速模糊查询3D图


6、高级组合搜索。能够按各类条件进行高级组合查询,直观高效地展现设备分布情况,建立全局资产索引,支撑复杂的信息查询需求。


7、资产信息编辑。支持在3D 场景内对设备的资产信息进行编辑修改,并与设备档案管理系统的数据库自动同步,在3D 场景中自动生成和删减设备,实现3D 场景更新的自动化,让资产可视化管理真实可用。


四、容量可视化管理


容量可视化管理功能实现以机柜为单位的数据中心空间容量管理,以树形数据呈现和三维场景展现两种方式同时表现机房和机柜整体使用情况,对于已用空间和可用空间进行精确统计和展现。帮助数据中心在更加有效管理机房的容量资源,让机房的各类资源的负荷更加均衡,使运维人员可以实现以机柜为单位的数据中心容量管理。


1、空间统计可视化。在3D 可视化环境中支持机房机柜空间容量统计及分布统计,能根据不同颜色区分相关机柜的U 位使用情况,如已经使用的U 位与剩余U位;支持对机房机柜空间分布图的可视化渲染表现。


空间统计3D图


2、功率统计可视化。在3D可视化环境中支持机房机柜额定功率分布统计,能根据不同的颜色区分相关的机柜功率大小;支持对机房机柜功率的分布图可视化渲染表现。并可实现与PDU监控集成,实现机柜实时功率分布统计和机房PUE展示。


3、承重统计可视化。在3D可视化环境中支持对机房承重分布情况统计,能够以柱状图方式直观表现当前机房中每个机柜的承重状态,方便管理员实时了解机房布局并进行有效调整。


承重统计可视化3D图


4、机位统计可视化。在3D可视化环境中透视目前机房环境中已经使用的机位与剩余机位的情况。


5、机房容量查询。在3D可视化环境中支持对机房中所有机柜的连续可用空间分布查询,从U高,电力和承重三个维度综合完成空间统计,统计结果能够在3D环境中以柱状图方式直观表现。可以查看机柜的U位、电力、承重的占用情况。


机房容量3D图


6、设备上架查询。选择的待上架设备,自动根据其规格属性推荐适合的可用空间,运维人员可以在三维场景中对被推荐空间进行浏览和查看,选择到合适的机柜后,只需用鼠标移动设备到具体位置,即可实现在三维仿真场景的设备上架操作。


五、配线可视化管理


机房基础设施中的设备是通过端口和各种线缆实现连接的,以3D可视化的形式展现设备之间的连线关系和管线分布及走线情况。实现网络配线、各系统之间连接的光纤线3D展示。


1、跳线管理。机房IT设备的端口和跳线配置管理,可配置管理和展示设备端口之间一跳的连线。


2、链路管理。机房IT设备的链接配置管理,可配置管理和展示设备端口之间一条完整的链路。


3、链路告警。展示要求机房的所有告警信息在机房3D展示界面上实时展示。点击告警图标或者告警链路展示详细告警信息。


4、设备管理系统集成。设备管理系统进行集成,或可以直接导入数据表格,根据数据自动在3D场景的机房和机柜内生成3D设备,并可在集成的设备档案管理系统或数据表格的数据发生变化时,自动更新设备间的网络链路。


六、管线可视化管理


管线可视化管理以3D可视的手段帮助梳理数据中心日益密集的电气管道与网络线路,让管理与技术人员从平面的图纸及网络跳线表中解脱出来,更加直观的了解数据中心的管线分布及走线情况,更加快速排查及修复管线类故障,提高管线管理水平和故障解决效率。


1、暖通系统管路可视化:对楼宇内暖通系统的管路进行虚拟仿真展示,帮助管理人员直观查看暖通系统线路分布情况。实现暖通系统设备、管线路由的3D展示,包括暖通设备、管道、阀门及其他附件、暖通供回水方向展示。


暖通系统管理3D图


2、动力系统管线可视化。在3D可视化环境中实现动力系统电力电缆管线路由的3D展示,包括所有中压系统线缆、低压系统至UPS输出柜之间的线缆、UPS和电池间线缆、变电所至冷冻机间线缆等的展示。


动力系统管线3D图


3、消防系统管线路可视化。对数据中心消防系统管线分布进行虚拟仿真展示,帮助管理人员直观查看消防系统线路分布情况。


七、机房信息可视化管理


与底层数据采集系统进行集成,能展示温湿度监测点位置、漏水监测点位置,能实时查看温湿度、漏水监测等动环数据,并支持以云图形式表达机房温度分布状况,能实时查看空调设备运行数据,能实时显示动环监控系统告警信息,能在关键位置故障发生时一键调用故障点附近摄像头进行查看,能生成设备运行报表和故障报表。


1、温湿度监控。集成温湿度感应器的监控数据,在可视化环境中采用小面板的形式展示每个温湿度感应器的湿度、湿度、运行状态等监控数据和告警信息。


湿温度监控3D图


2、温湿度云图。集成温湿度感应器的数据,在可视化环境中以云图的方式来呈现整个机房内温湿度环境信息。


湿温度云图


3、精密空调监控。集成动环监控工具里的空调设备的监控数据,在可视化环境中采用小面板的形式展示每个空调的温度、湿度、运行状态等监控信息和告警信息。


精密空调监控3D图


4、冷热通道展示。在可视化环境中按照机房的实际冷热通道配置,展示机房中冷热通道气流信息。


冷热通道3D图展示


5、视频监控。机房内的视频监控系统的摄像头布局展示,以及摄像头实时视频内容展示入口,调取视频监控实时画面。


视频监控3D图


(本文节选自《中国数据中心运维管理指针》,如需购买或转载请留下您的联系电话及邮箱发送留言至本公众号,将有工作人员与您联系)

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