數據中心的“羅利模式”

占地1萬平方英尺、原建筑中95%的材料被再利用、80%的材料被回收利用、降低約25%的購置成本、節能增效帶來每年180萬美元的費用節省、每個機柜供電高達32千瓦的電能且6倍于業內的平均數值#8943;#8943;

這些令業界驚嘆的數據指標來自于IBM美國羅利數據中心——這個始建于2008年的數據中心在15個月內就開始支持客戶運營，遠少于業界的18#12316;24個月平均時間。不過，快速部署并不是數據中心“羅利模式”的全部，靈活高效的建設理念才是實現以上所有數字的關鍵，而這也適應了數據爆炸性增長下數據中心的發展趨勢。

有數據統計，近10年來，服務器數量增長了6倍，存儲增長了69倍，數據中心每年的能耗費用增加了18%，這些都給企業帶來了沉重的成本壓力。在中國，許多企業制定數據中心決策時都會以為其行業或城市構建最大的數據中心為己任，盲目追求大規模，而忽視了整體效益，這種布局觀無疑使本來就成本沉重的數據中心建設雪上加霜。

IBM的“羅利模式”告訴業界，數據中心其實可以很“經濟”，而這種實用的理念與高效、節能并不矛盾。那么，“羅利模式”究竟是什么，它有哪些關鍵點？近日，本報記者親赴美國羅利，深入采訪了IBM羅利數據中心的相關負責人，并期望以此文為國內的數據中心建設提供有益借鑒。

“實用主義”

催生模塊化設計

一座數據中心建成不到5年，高速的業務增長需求已經使其不堪重負，數據中心究竟還能支撐多久？沒有人能說得清楚。這種情況在中國并不只是個例，數據中心建設缺乏戰略規劃已經成為許多企業開始重視的問題。

毫無疑問，數據中心建設必須有戰略規劃，盲目追求大規模或者走一步看一步的“短視”做法都不是能夠支撐數據中心長久發展的觀念。那么，數據中心的建設需要具備怎樣的戰略思想？

“一個數據中心數百萬美元甚至上千萬美元的投資，需要持續運作20#12316;30年，但IT技術或計算模型卻每兩到三年就會發生變化。什么樣的方法既能保持數據中心的長久生命力，又能應對數據激增所帶來的成本壓力？”IBM副總裁Steven Sams認為，模塊化的設計能保證數據中心的“隨需應變”，而這也是為什么羅利數據中心能夠實現經濟高效而又智慧節能的關鍵。

作為IBM第一家企業級模塊化數據中心，羅利數據中心是由一座制造工廠改建而來的。IBM工程建設服務總監Philp Calabrese向記者介紹，數據中心占地面積1萬平方英尺，現在已建成6000平方英尺，而剩下的4000平方英尺完全可以根據用戶的需要快速部署，一邊使用一邊建設，這主要得益于模塊化的設計思想。

什么是模塊化的設計？“就是讓數據中心具有可伸縮的規模，當我們需要時，我們便會增加數據中心容量，使用模塊化方式增加UPS的容量、冷水機組的數量和電氣開關裝置的數量，可以根據需求隨時進行擴展。”Philp Calabrese這樣向記者解釋。

調查顯示，數據中心的資本成本中60%來自于機械與電氣系統，而后期的運營成本更是高達前期成本的3#12316;5倍。模塊化設計的數據中心可以有效降低企業的前期成本，延遲40%#12316;50%的數據中心生命周期成本。

近些年，模塊化數據中心的概念也在中國悄然走紅，但是能實現真正意義上的“模塊化”卻不多見。模塊化并不是走一步看一步，而是在全面、合理規劃下，實現按需取材和快速部署，像搭積木一樣地建設數據中心，這將使企業的戰略規劃面臨極大考驗。

在參觀數據中心時，記者看到整個數據中心的規劃非常清晰——N+1的基站為停電時緊急發電留出了充足的備份；水冷系統能夠實現冷熱水循環交替，冬天時，熱水還可以用來為整棟大樓供暖；濕電池組能夠在斷電的情況下為數據中心提供15分鐘的供電，這所有的一切都為上千臺機柜能夠正常工作提供保障。

Philp Calabrese提到，從基站到水冷系統、從電池組到機柜擺放，模塊化數據中心的機械和電氣設備將支持每個模塊，“我們已經安裝了必需的基礎設施，比如空調管道的預設可以支持以后增加的其他機房空調，為此，我們只需多付出5%#12316;10%的成本，而不必日后再用多出30%的費用去安裝設備。這一切都取決于初建時的合理規劃。”

云計算為高效護航

目前，全球積累的數據數量之龐大是人們無法想像的。有數據顯示，在短短3年內，IP流量總數預計將超過1.2 zettabyte（即1.2兆兆億字節）。要獲得數據背后所蘊藏的價值，就要擁有強大的數據分析能力。在這種情況下，企業需要通過基于云計算模式的優化系統來實現大規模的數據優化與分析，IBM將這一模式稱之為“智慧的運算”，它是實現“智慧的地球”戰略的重要技術手段。而數據中心所具有的數據分析與管理的強大能力，使數據中心成為承載“智慧的運算”的一個理想平臺。

其實，IBM自身也是云計算的受益者。在IBM全球，跨越6大洲的3.5萬多名IBM市場人員日常采用IBM基于云計算的Marketing Operations解決方案進行跨地區協作；超過1.9萬名員工采用Blue Insight，這是全球最大的業務分析私有云技術，它整合了近100個不同信息倉庫和數據庫的信息，為IBM節省了數千萬美元；此外，IBM中國研發中心以及美國和印度呼叫中心團隊的1200多位用戶已遷移到桌面云環境，使客戶端配置節省了20%#12316;30%。

“云計算帶來了經濟高效并且靈活的選擇。利用云計算，IT專家能夠在數據中心之間動態遷移工作負載，或者在需求高峰期間將工作負載遷移到公共云，釋放出內部容量。”作為IBM云計算數據中心之一，IBM全球信息科技服務部市場總監David Lapp向記者詳細介紹了羅利數據中心的云計算服務模式，并由此闡述了IBM的全球云計算服務，這也是中國記者首次了解到IBM全球的數據中心云計算部署。

數據中心為企業提供的云計算服務劃分為兩大類——“Enterprise”和“Enterprise+”。“Enterprise” 是一個敏捷的云基礎設施，為企業提供類似Iaas（基礎設施即服務）的模式，旨在提供能夠快速部署、高安全性的企業級虛擬服務器環境，適合用于開發和測試活動。因此，“Enterprise”的客戶是以研發為主的企業，IBM為其提供云計算服務的系統和軟件，以滿足客戶的業務需求。

“Enterprise+” 則是由IBM所有并運營的一個可以實現自我配置的云基礎架構，主要針對企業的核心業務流程。通過“Enterprise+”的交付服務，企業可以提升工作流的反應速度并降低成本，多層次的隔離和99%的可利用性對客戶意味著可以放心地把業務核心流程放到云上去。

在羅利數據中心，客戶可以選擇最優的解決方案，將公共云和私有云結合在一起。識別工作負載特性是將云計算與整體IT策略整合的第一步，是公共云的理想應用；相互依賴或安全性要求更高的數據庫和應用工作負載更加適用私有云。目前，羅利數據中心的公共云方案中包括了桌面、測試和開發的解決方案，其中每一個解決方案都可以大幅度降低總體擁有成本，最高可達40%。

David Lapp在和記者交流時表示，業務流程的重新設計、跨越異構環境和用戶的無縫整合、完整性與安全性是成功實施云計算的三個關鍵挑戰。“無論是公有云還是私有云，都意味著理念的全新改變。”

打造“服務管理”能力

對于數據中心，物理結構、系統利用率與可用性并不是所關注的全部，其交付能力、應對變化的能力以及預測容量需求和系統異常的能力更能考驗數據中心的生命力，這些被稱為“服務管理”能力。IBM對CIO的一項調研報告指出，數據中心未來容量可能存在減少50%或增長200%的突發情況，因此，運營好一個數據中心往往比建設好一個數據中心需要面對更大的挑戰。

如何用系統化的方法管理數據中心的建設和運營？在建立一整套管理運營體系方面，“羅利模式”確實值得國內企業借鑒。在高靈活性的模塊化戰略選擇下，羅利數據中心采用了“所見即所得、集成優化控制、融合流程支持”的一站式管理理念，即針對數據中心的業務類型和個性化需求，無縫集成各種先進的IT 、資產和機房管理的技術、方法和流程，主動有機融合多源監管系統和多源數據，消除傳統運營管理的孤島和“煙囪”效應。

整合的管理模式需要集成化的解決方案，“羅利模式”則采用了先進的軟件分析工具和技術，對數據中心的運營進行優化，同時采集詳細信息來幫助制定容量規劃，以實時監測，實現持續的能源管理。

“羅利模式”集成了IT設備、數據中心，并且構建了樓宇自動化系統，設立了超過8000個分支電路監測點用來自動監測IT系統，利用2000多個傳感器采集計算機機房空調的溫度，同時還安裝了3萬多個基礎設施和環境傳感器。

而這所有的數據均被軟件加以集成、分析。在數據中心，記者能清晰地通過IBM Tivoli軟件從顯示屏上看到整個區域的溫度顯示，綠色代表溫度較低、紅色則代表溫度較高，IBM卓越工程師、Tivoli行業解決方案首席架構師Jim Fletcher向記者介紹，在集成化的解決方案下，所有的設備都變得更為智能。“我們安裝新設備，甚至在訂購前就可以從軟件中了解電力、占地面積和冷卻等方面的需求量；基于采集的傳感器數據，能夠產生3D熱量圖；利用先進的計算機建模技術，還可以模擬服務器擺放的場景，從而確定最為理想的服務器部署。”

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“羅利模式”的高能效方法

羅利數據中心高能源效率方面的最佳實踐每年為IBM節省180萬美元的成本。而如何實現高效能，有時往往并不是采用多么先進的技術，“經濟實惠”也同樣能夠達到高效能的目的。

IBM院士、首席工程師Roger Schmidt是“Heat Exchanger-Rear Door（背式熱交換）”專利的發明人。這種專利技術通過改變機柜的擺放方式就能將整體溫度降至26.25攝氏度左右，而一般的機柜溫度是37.5攝氏度左右，有時甚至能達到50攝氏度。

背部是機柜散熱溫度最高的部位，這種擺放方式即將機柜背對背擺放，將熱空氣集中在中間；而裝有水冷裝置的機柜正面則釋放冷氣，如此做到冷熱空氣隔離并循環交換，能迅速降低機柜背部所散發的熱氣（如圖）。在羅利數據中心，記者所見的機柜全部是背對背擺放，僅這一項技術就能將機柜溫度下降10攝氏度左右。

此外，還有供水側節能裝置的自然冷卻技術，即使用室外較低溫度的空氣對數據中心進行冷卻，這樣每年能節省44%的能源成本；計算機機房空調水泵和冷水機組，可以按需進行制冷量的調節，大幅降低了功耗；而高效UPS系統和配電系統，則帶來了大量的能耗節省，3年之內便可收回全部投資。