数据中心是互联网、云计算和大数据等产业的重要基础设施,经过数十年的发展,数据中心的设计和构建日渐规范,运营管理措施也日臻成熟。随着信息技术和相关基础设施的发展,数据中心的运营维护策略和措施也在不断更新和提高。不过,数据中心也面临着许多严峻的挑战,比如数据中心的安全运营,存在操作失误、人员素质、生命周期等问题。因此在数据中心设计和运营方面应当注意如下问题。
　　
　　1 降低数据中心设计与维护的风险
　　
　　对于数据中心来说,要具有一定的弹性和冗余措施。数据中心运营商和用户在评估投资风险时,必须考虑到数据中心的设计和维护之间的利弊权衡。
　　
　　(1)评估风险:数据中心设计
　　
　　数据中心规划阶段是风险评估入门的推荐点。这包括确定IT需求的最佳方面,可以评估应该得到缓解的风险,并围绕这些因素考虑所规划设计的数据中心设施。一旦数据中心设施建成后,其后续维护和灾难恢复的预案应该得到执行。
　　
　　①选址。当选择一个新的数据中心或评估现有的数据中心的位置时,应用了解当地地理条件、区域位置、数据中心相关的地方政策,以及建筑的风险,以便降低数据中心停机时间的影响。而当地气候、电价、激励措施,以及规章制度等都应该加以考虑。
　　
　　②IT需求。为了确定用户的IT需求,数据中心运营商必须首先明确数据中心的功能,是直接负责支持关键事务还是只进行设备故障的转移?这些要求可以帮助运营商确定IT基础设施的水平,以及满足安装IT设备的需要,以保持数据中心正常运行,包括电力和能源可靠性。
　　
　　③风险测试。通过运行操作故障测试,数据中心运营商应当明确每个方案对电源和冷却IT设备产生什么样的影响。通过风险测试,工作人员可以得到经验或教训,选择接受或消除哪些风险。
　　
　　④设计。一旦对IT进行了评估和风险识别,数据中心的建设者就可以确定传统方式或预制构建的方式是否更适合他们的要求。
　　
　　(2)避免风险:维护数据中心
　　
　　在这一点上,数据中心管理者还必须考虑到平衡的IT需求和风险与效率,另外数据中心设施必须符合一些具体的规定。
　　
　　各单位的IT部门设法集中和优化现有的技术,以适应新的预算要求,并达到降低功耗的目标。譬如UPS供电系统解决方案就是一个相对容易入手的地方,在提高效率的同时,可以降低成本。
　　
　　传统的UPS系统耗费了大量的电力,并且产生大量的热。通过升级到现代的UPS系统,其效率可以提高到96%。数据中心的运维不仅可以降低直接功耗成本,而且大幅减少冷却需求。
　　
　　制定备灾计划可以确保数据中心设施保持最佳的性能,避免宕机的高昂代价,这些代价包括:生产损失、资金紧张、客户赔偿、名誉损害等全面的灾难。而准备计划应包括准备和预防、侦查与事件分类、救灾、减灾以及恢复。这些计划应该定期更新。
　　
　　在数字驱动的IT世界中,数据是重要的。在数据中心停机的情况下,将产生长期的不良影响。在数据中心空间中,这一环节尤其如此。很多数据中心不仅预算严格,而且要在令人难以置信的压力下,提高数据中心运营效率,同时确保其安全性。通过评估风险,设计最佳的功能性,保持运行连续性,其数据中心才能确保设施稳定安全地运营。
　　
　　2 延长数据中心的生命周期
　　
　　随着能源成本的急剧上升,数据中心运营商和他们的客户都意识到数据中心的能源效率是未来业务增长的关键。管理数据中心的硬件生命周期是一个持续的过程,需要不断更新。通过识别和隔离热点和低效率的设备,在实施和设备升级之前,可以避免昂贵的故障率和停机时间。
　　
　　传统服务器的使用寿命大约是三到五年,但这种状况现在可以维持八年之久。而有些数据中心的服务器必须运行更长的时间。由于硬件的损耗,设备需要更多的维护,但是这会增加数据中心的成本。因此,数据中心面临的问题是,数据中心工程师如何延长其设备的工作寿命,并与此同时保持一定的成本?
　　
　　延长数据中心生命周期的方法如下:
　　
　　(1)工作人员需要采取最佳做法,如适当的房间密封,热通道/冷通道机架的部署,以及预防性维护,可以优化现有的数据中心冷却系统的性能。安装一个附加的冷却基础设施,可以延长设备的寿命,并推迟建立一个新的数据中心的需要。
　　
　　(2)使用模块UPS是必不可少的,因为模块UPS的输入功率将最终可以支持确定多少设备。模块UPS的功率不应少于数据中心设施负载功率的1/3。
　　
　　(3)为了帮助系统运行更长的时间,至少每月一次需要完成几个任务。例如,确保操作系统的更新,部署驱动程序和滚动窗口;防病毒系统更新。现在有了更好的技术和资源,这比以往任何时候都更容易和更有效地完成。
　　
　　(4)最好的方法是采用自适应技术,给人们带来最大的灵活性。虽然可用性仍然是基础设施设计的第一因素,但其灵活性也很重要。
　　
　　(5)定期检查机器内部硬件的运行,确保所有风扇的运行和验证,所有组件和电缆头都非常重要。还需要密切关注是否有灰尘堆积,因为这可能导致器件过热或短路造成电气故障,影响服务器的运行。
　　
　　(6)智能控制使得部署在一个房间中的多个计算机机房空调作为一组集中控制,提高系统效率。智能电源插座还提供插座级的可视性,以及实现对机架级设备功率的控制。
　　
　　(7)需要保持必要的警惕。以往的运行情况表明,具有完善维护方案和经验可以减少其停机时间,并延长其数据中心设备的使用寿命。
　　
　　对电气和物理环境进行优化,有助于服务器工作持续更长时间。这包括以下重要因素:电力、温度和空气质量。
　　
　　(8)电源质量起着决定设备
　　
　　寿命的关键作用。维持IT设备的安全运行,管理输入服务器的电压是非常关键的。电源的尖峰会严重损坏电脑,而使用UPS和电力监控设备可以监测到服务器或机架服务器输入电压的数值。
　　
　　(9)大多数服务器正常运行的房间温度应该在15℃～30℃之间,并应保持在50%至75%稳定的湿度水平。
　　
　　(10)空气质量也很重要。计算机要有适当的空气流通,可以防止其过热。在设备之间保持良好的气流是非常必要的。服务器需要远离墙壁,并让通风口的热空气和冷空气正常循环。
　　
　　3 数据中心运营中需避免的失误
　　
　　如今,数据中心以其独特的功能在全球各行业内得到了广泛的应用。数据中心中部署了计算机系统和相关IT组件的设备,如服务器、存储器等系统。
　　
　　为了提供高可靠、高冗余、高效率的业务运营环境,数据中心通常部署数据通信连接、电源备份、安全保护装置、灭火和空调等设备。大型数据中心消耗的电力可供一个小镇使用,其柴油发电机的运行也造成大量的空气污染。在互联网发展时期,数据中心的建设和运营更加繁忙。多年来,大规模数据中心发生了很多操作错误,主要是由于运维人员的失误造成的。
　　
　　为了获得更好的效率,数据中心运营者必须确保业务方案是全功能,并且是成功的。下面是一些发生在数据中心常见的错误:
　　
　　(1)过分依赖于数据中心的设计
　　
　　当前企业在数据中心设施的冗余设计上投入了大量的资金,不是集中精力在业务上。这是人们舍本逐末的一种情况。许多数据中心更专注于委派专家进行数据中心的设计,却不重视配备管理关键业务的专家。
　　
　　(2)忽视设施设计的经营团队
　　
　　这是一个单位需要实现平衡公司的资本支出的措施。这个步骤有助于企业控制和理解自己的运营支出。
　　
　　(3)未能解决人力资源配置问题
　　
　　许多数据中心托管公司低估配置适当人员的需要。人员配备不足可以导致严重的紧急情况。因此,最好在创建计划期就调配适当数量的人力资源。
　　
　　(4)人才培养问题
　　
　　一旦企业招用新人或有资格的人,最重要的是要提供必要的培训和支持。并提供吸引员工的氛围和环境,保留优秀才。企业需要一步一步地落实培训计划,并将专业知识和技能教授给他们。
　　
　　(5)未能始终如一地测试技能
　　
　　数据中心需要安排测试技术人员,有助于在第一时间得出正确的反应。单独训练不能获得完全的技能,只有定期测试和评估,才能提高在紧急情况下的整体反应技能。
　　
　　(6)没有正确实施适当的程序和流程
　　
　　企业必须在正常的工作时间内实施适当的程序和流程,并产生良好的结果。企业需要有一个正式的更新程序和流程,以寻求最高效率。一些程序包括EOP(应急操作程序)、应急响应、标准操作程序、供应商管理程序等。
　　
　　(7)忽视使用软件管理工具
　　
　　一些数据中心运营商忽视软件管理工具的安装,以最大限度地降低运营成本。当一家公司开始为更多的客户提供相关服务时,如果管理团队文档管理水平很差,就可能产生风险。
　　
　　(8)没有严格落实质量体系
　　
　　数据中心需要实现高效率、低成本和可靠的硬件。而确保系统正常质量的最佳途径就是保证团队素质要高。以上这些都是保障数据中心设施正常运营的重要措施。
　　
　　4 未来数据中心的发展与愿景
　　
　　从目前市场总体的反馈来看,表明大部分行业领域仍然看好数据中心行业,而且IT领域以后还将有所持续创新。
 
    那么人们会期望2016年的数据中心有哪些进步呢?这可能和人们今天所知道的数据中心有着明显的不同,大概1/4的受访者认为2025年的数据中心比现在更加节能,规模更小,甚至其能耗可能是现在的1/10。这些数据中心可以进行自我优化和自我修复,并将支持一个强大的云计算基础设施,提供必要的计算和存储容量。2016年的数据中心消耗电能的30%将来自可再生能源。
　　
　　(1)经过长期的努力,数据中心功率密度将大幅上升机架密度,近十年来一直相对平缓,因为功率密度峰值约每个机架6kW,但专家预测2025年机架的平均功率密度将攀升至52kW,这将从根本上改变数据中心的物理环境。

    另外还有一个巨大的变化,如何为数据中心供电:专家认为,各种来源的能源组合将为数据中心提供电力,以及受访专家中65%的人认为未来超大规模数据中心设施可能由私人发电供电,太阳能发电将会占到数据中心电力需求的21%。其次是核能、天然气和风能的比率几乎相等。亚太地区和拉丁美洲的太阳能发电的比率均高于美国和欧洲,其采用太阳能发电的潜力更为乐观,并预测亚太地区采用太阳能的比率为25%、西欧为18%、美国为15%。很明显,受访者都期望技术进步可以提高这些能源的收益。
　　
　　(2)数据中心基础设施管理
　　
　　(DCIM)将扮演重要的角色受访专家中29%的人预测2025年的数据中心所有系统和层次都具备全面的可见性,而43%的人预计2025年数据中心能够自我修复和自我优化。总之,这将表明近3/4的专家认为DCIM在某种程度上将被部署在数据中心。在这方面,亚太地区和拉丁美洲最为看好,约有1/2的受访者预测到了自我修复数据中心的发展。
　　
　　(3)数据中心IT利用率会更高
　　
　　提高知名度有望带来更高效的整体性能,因为大多数业内专家预测,2025年IT资源利用率至少为60%,甚至其利用率高达70%。与此相比,估计目前的IT资源利用率为6%～12%,而最好的IT资源利用率介于30%和50%之间。
　　
　　(4)数据中心IT人才将供不应求
　　
　　受访的241名美国人认为自己在2025年将会退休,有专家预计,2025年37%的IT人员到了该退休的年纪,届时数据中心会面临一个显著的管理困境,越来越需要自动化以及培训措施。
　　
　　(5)云计算的预测偏于保守
　　
　　业内专家预测2025年2/3的数据中心计算业务将在云计算中完成,这实际上是一个相当保守的估计。据思科全球云指数表明,云计算工作量约占当前数据中心工作总负载的46%,2017年将达到63%。
　　
　　(6)效率提高
　　
　　大多数(64%)的人认为2025年的数据中心与目前相同水平的数据中心相比将需要更少的能量。而84%受访者认为数据中心基础设施的设备工作效率将会更高,67%的人认为IT设备将变得更加高效。这很可能是某些参与者在回答能源消费总量方面的问题时表示的。

  在数据中心有限的生命周期内,设施的运营成本是投资成本的3～5倍,因此数据中心的安全、智能、高效地运营迫在眉睫。未来的数据中心将更专注于运营和维护问题,这对于数据中心的安全运营非常重要。
　　
　　数据中心的技术正在发生着日新月异的变化,这也为数据中心行业的发展提供了很好的机遇。未来的数据中心技术发展将遵循着安全性、稳定性、绿色化、智能化这四个特点,不断在技术细节上进行完善,在这些方面将会衍生出越来越多的技术。而以数据中心为整体目标实现的节能降耗正在成为重要的发展方向。
　　
　　人们相信,在行业厂商和用户的共同努力下,未来的数据中心一定会变得越来越智能安全、绿色环保。
　　
　　编辑：Harris