形形色色的數據中心

“液體”數據中心實現完美備份

Iron Mountain是美國一家專注于存儲備份、數據安全的信息管理服務提供商，他們在地下約66米深處擁有著一座安全級別僅次于白宮和國防部的秘密資料庫，用于存放各種最機密和最珍貴的資料。他們還在美國西海岸興建了一座獨特的數據中心，這個數據中心設立在一個石灰巖洞窯中。數據中心采用了獨特的制冷方式——低溫的石灰巖礦壁代替了空調，來給服務器散熱，據稱其散熱的效率可達每平方英寸1.5個英制熱量單位。

像Iron Mountain這樣把數據中心“入地”的，可以說是走了常人沒走過的路。來自美國佛羅里達州阿爾塔蒙特斯普林斯市的IT團隊更是啟用了一個大膽的想法，將數據中心搬到原先用于盛水的水箱中——一個容積達到77萬加侖的水箱。

阿爾塔蒙特斯普林斯市只有45000位居民，位于美國奧蘭多市附近。為何要將數據中心建到水箱中，說來有些話長。阿爾塔蒙特斯普林斯市在建造穩固的災難恢復基礎設施，并且優化數據中心的過程可謂一波三折。

Larry DiGioia是阿爾塔蒙特斯普林斯市的信息服務主管，他還記得，2003年當他從紐約到這里就任IT主管才三天，手下網絡工程師就來對他說，系統停運了，所有服務器、存儲、備份的設備都統統沒法使用了。

為了恢復整個系統，讓DiGioia忙乎了兩周半時間，他通過備份磁帶恢復了大部分數據，但仍有相當一部分數據丟失了。此后不久，DiGioia又遭受了天災的打擊。2004年，阿爾塔蒙特斯普林斯市又先后遭到“查利”、“弗朗西斯”和“珍妮”等時速將近200公里的強烈颶風的襲擊。而阿爾塔蒙特斯普林斯市原先建在市政廳里面的數據中心只能抵御時速118公里#12316;152公里的颶風。為了保護所有的IT設備，每次颶風襲來時，DiGioia不得不所有東西都得打包放入倉庫，等颶風過后再重新搭建起來。

“所有設備都要拆下來打包，這是一場可怕的經歷。”DiGioia說，“颶風期間由于沒有支持互聯網接入服務的基礎設施，應急運營中心也關閉了。”

在拆拆裝裝的反復中，DiGioia認識到這不是一個長久之計，他認為必須要建造一套更好的基礎設施，包括獨立的災難恢復中心，確保關鍵的備份數據隨時可用，并支持恢復點和恢復時間目標。

DiGioia經過考察后發現，已經廢棄的水箱看起來是個合理的場地，這個穹頂式水箱的墻壁厚8英寸，用鋼筋混凝土澆筑而成，離市政廳也僅100英尺之遙。很快，DiGioia的想法得到了市政府的認可。然后該市委托第三方在水箱兩側搭建了兩幢建筑，一幢用來放置網絡設備，另一幢用做行政管理辦公室。

在市政廳的舊數據中心里，網絡基礎設施包括幾條點對點的T1線路，它們通過普通電纜連接至16個市政府機構，比如警察部門和市政工程處。在新的數據中心，DiGioia用暗光纖連接這些機構——暗光纖是指未使用的光纖，必要時可隨時使用。DiGioia還從周邊的縣政府租借了暗光纖，為災難恢復大大增加了帶寬和距離。

在新的數據中心，DiGioia及其團隊還通過部署虛擬化服務器軟件，把物理服務器的數量從80臺減少到運行30個虛擬機的12臺四核服務器，這些服務器配置成了通過SAN來啟動。

為了滿足該市政府各部門的災難恢復目標，DiGioia與各部門會面商談，確定他們各自的需求，然后對系統進行調整，以滿足各種不同需求。與舊環境相比，新的基礎設施延長了正常運行時間，還提供了出色的災難恢復能力。

在新的數據中心，DiGioia先是把數據備份到SAN上。然后再通過持續數據保護(CDP)系統來把這些SAN上的數據復制到災難恢復站點的另一個 SAN上。每個SAN各有25TB的容量。備份數據在硬盤上保留30天，然后被覆蓋，不再使用磁帶，文檔歸檔在光盤和縮微膠卷上。

阿爾塔蒙特斯普林斯市的消防署署長兼建筑官員Anthony Apfelback說，這次升級不但消除了以前經常出現的內聯網停機現象，還讓他的部門得以部署幾個新的應用軟件以便建筑許可證頒發過程實現自動化，從而降低了人工成本。

目前，由于這個水箱中建立的“液體”數據中心的基礎設施比過去具有更高的自動化程度，幫助阿爾塔蒙特斯普林斯市建立起一個在線IT幫助中心，該中心能夠對政府各部門的服務請求提供即時反饋，并估計完成工作單大概需要多久。現在，即使像以往那樣強烈的颶風來襲，政府部門的網站也不會出現停運的情況，甚至可以做到全年365天，每天24小時地提供各項服務。

企業戰略集團的分析師Bob Laliberte說，對于那些資金緊張的地方政府來說，完全可以像阿爾塔蒙特斯普林斯市那樣利用現有的基礎設施或者與周邊社區共享設施。“大家都在尋找更新的、更節能的方法來建造數據中心，為此完全可以將目光轉向過去忽視的自然環境。”

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成就綠色IDC

如果說阿爾塔蒙特斯普林斯市是在一個“濕潤”的自然環境中找到了搭建新型數據中心的道路，那么I/O Data Center公司則相反，在極端干燥炎熱的環境中，正運用諸多綠色技術來打造高能效數據中心。

美國菲尼克斯市地處炎熱干燥的沙漠地帶，通常這里的溫度高達43攝氏度，如果用一種顏色代表這里，絕對不是綠色，而應該是黃色甚至是紅色。

但是數據中心及數據中心服務提供商——I/O Data Center公司就在這里偏偏建造了一個占地18萬平方英尺的商用數據中心。在這個數據中心里面，從特殊布局的空調處理機到服務器機架設計，都結合了眾多節能設計和綠色技術。其中最引人矚目，最“酷”的技術，當屬冰球蓄冷系統了。

在I/O位于菲尼克斯市的這個數據中心中，冰球漂浮在注滿乙二醇溶液的四只巨大水箱中，溫度可冷卻到零下5攝氏度左右。溶液從數百個冰球周圍的冷卻器中抽出來，在夜間電費較低的時候對溶液進行冷凍。到白天，系統抽運冰球周圍的乙二醇溶液，并讓其通過熱交換器，為數據中心提供冷空氣，這樣就減少了白天電費較高時運行制冷器的需求。

開發出冰球蓄冷系統的Cryogel公司的總裁Victor Ott表示，這種系統節省不了任何能源——最多是耗用能源與節省能源兩相抵消，但是的確能省錢。通過將用電時段從白天轉移到夜間，I/O Data Center公司利用電費的差價每轉移一千瓦電能可節省1250美元。

Ott稱，這項技術更環保，因為為了滿足用電需求，電力公司往往在白天高峰時段開足馬力運行又舊又臟的發電設備，排出更多的溫室氣體。他說:“它們在夜間發電所消耗的礦物燃料要比白天來得少;而且夜間溫度比較低，所以電力公司的發電機運行起來更高效?！?/p>

Ott認為，使用Cryogel的冰球構建的蓄冷系統，每小時冷卻成本大約每噸花費約60美元，三五年內就能獲得投資回報。這對一些公司來說可能周期過長，但是投資回報率并非大多數準備使用這種技術的企業所考慮的主要因素。 相反，真正的障礙是系統需要巨大的容器(壓縮容器或常壓儲罐)，以便將冰球裝在相應類型的溶液里。比如在I/O Data Center公司，Cryogel的冰球蓄冷系統需要四只鋼制壓力容器，每只容器直徑10英尺、高22英尺。

這么大的容器的確很占地方，而對大部分數據中心來說最寶貴的莫過于場地了。好在I/O有這樣的條件，可以為這么大的冷卻設備提供一個放置的空間，但大部分數據中心沒這個條件。I/O Data Center公司的座右銘是“越大越好”，因為他們相信大規模數據中心能夠獲得規模經濟效應，使得綠色技術成為可能。

為了裝下這些巨型制冷設備，I/O對原來的一座灌裝廠的廠房進行了改建。2009年6月完成了改建工程的第一階段，主要是給18萬平方英尺的樓面空間裝備26兆瓦的制冷能力。在第二階段，該公司再開發另外18萬平方英尺的樓面空間，為其提供20兆瓦的電力容量，預計將在2010年12月份完工。I/O還在這幢建筑里面造了80000平方英尺的辦公場地。

BMC軟件公司的IT基礎設施和全球運營副總裁Mahendra Durai說:“I/O在菲尼克斯的IDC有一個獨特之處，就是有效地利用了灌裝廠這樣天花板很高的建筑，并利用現有投入來實現節能效果?！蹦壳埃摴臼荌/O鳳凰城數據中心的客戶之一，租用了320kW的容量空間。

惠普公司副總裁兼惠普關鍵設施服務部門總經理Peter Gross也表示，如果場地不是問題，他贊同使用蓄冷技術，“用冰蓄冷是個好想法。它降低了用電需求，還能省一些錢?！?/p>

現在在數據中心中使用蓄冷系統的還為數不多，主要原因就是大家對它的可靠性還比較擔心。例如，在白天，當系統輸送從冰球出來的冷卻水時，數據中心的冷卻器關閉。重啟冷卻器、讓它們全速運轉需要半小時到一小時。要是蓄冷系統在這期間出現故障，數據中心就暫時得不到冷卻?！澳悴坏貌魂P閉整個數據中心，因為等冷卻器恢復運轉后，數據中心會變得過熱?！盙ross說。但是Ott表示，蓄冷系統在工業建筑中已用了20多年，是一項成熟的技術。

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為什么選在菲尼克斯?

I/O公司菲尼克斯數據中心對冷卻有極高的要求，當項目的所有階段都完工后，該數據中心所消耗的電力將高達40兆瓦。那為什么還要選擇在沙漠中修建這樣的數據中心呢?

設計大型數據中心的兆瓦咨詢公司總裁兼首席能源官KC Mares認為，許多用戶都在將數據中心搬往菲尼克斯，其中有部分原因并非是出于節能的目的。例如，BMC公司IT基礎設施和全球運營副總裁Mahendra Durai就表示，BMC選擇菲尼克斯出于一個非常實際的原因是因為菲尼克斯是美國國內極少會受到自然災害影響的地方之一。幾次猛烈的颶風過后，公司管理層決定把公司的主要業務系統搬離休斯頓。

不過I/O公司的副總裁Jason Ferrara相信，外部溫度與數據中心內部運行沒有關系。他舉例說，沙漠干燥氣候本身就具有的一個好處是，有助于節能的蒸發冷卻技術發揮功效。

未來，I/O公司計劃向客戶提供一系列節能技術。這其中包括高能效的密封機架，它可將冷空氣從活動地板直接送到機架，并送到每排機架頂部的回風區，這樣設備與機房空氣完全隔離開來，這樣機架的冷卻負載最多可高達32千瓦。

未來，I/O還會在自己的IDC中使用超聲加濕器，這種設備的能耗可減少93%，散熱量遠低于使用蒸汽的傳統設備。I/O還計劃自己采用綠色的方式來發電，以實現部分電力自給。I/O計劃在數據中心屋頂上安裝數英畝的光伏太陽能電池板，達到4.5兆瓦的發電量。生成的能量將用于減少在白天(收取高峰電費)從普通電網所耗的電量。作為一種回送到電網的補充性電力來源，光伏太陽能電池板效果很好。但作為一種持續性電源，它們并不可靠，哪怕在常年陽光充足的菲尼克斯也是如此。

所以在第二個階段，I/O還會安裝熱電混合系統，可提供冷卻水用于冷卻數據中心，同時還能發電。對于小型環境而言，這種熱電混合系統意義不大，但是對于I/O公司這樣需要40兆瓦以上不間斷電源系統的數據中心來說，意義就非常重大了。