中國目前有接近54萬(wàn)個(gè)數據中心在運營(yíng),并且正在以每年18%的復合增長(cháng)率在高速增長(cháng),雖然多地自2012年開(kāi)始,不再審批“傳統的數據中心”,但以“云計算數據中心”為名義新建的數據中心基礎設施,仍然遍地開(kāi)花。
目前中國市場(chǎng)存量的數據中心類(lèi)型各異,既有建立在龐大高新園區的高等級數據中心,也有藏身于辦公樓、商業(yè)大廈中的“商業(yè)數據中心”,但所有這些數據中心所面臨的問(wèn)題都是相同的:提高利用率、降低風(fēng)險、建立可靠可信的數據中心基礎設施。
但客觀(guān)的說(shuō),一方面是某些數據中心在建設過(guò)程中即存在不按標準施工、粗制濫造以及技術(shù)等級不達標等問(wèn)題;另一方面,數據中心疏于管理維護,不重視能耗、散熱與安全性的情況也普遍存在,這些不僅極大地制約了國內數據中心建設、運維的平均水平,更是形成了大量的浪費和隱藏的安全風(fēng)險。
中國數據中心建設水平亟待提高
2013年工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、國土資源部、電監會(huì )、能源局等五大部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于數據中心建設布局的指導意見(jiàn)》的重要原因之一正是如此,在這一指導意見(jiàn)中,五部委聯(lián)合提出建立數據中心要“市場(chǎng)需求導向原則,資源環(huán)境優(yōu)先原則,區域統籌協(xié)調原則,合理規劃建設數據中心”。
指導意見(jiàn)同時(shí)提出,要積極布局PUE值低于1.5的“低能耗綠色數據中心”,而對PUE值2.0以上的數據中心,要“整合、改造和升級達到相關(guān)標準要求”,對于新建數據中心無(wú)法達到這一標準的,不再給予保障和支持,尤其是在電價(jià)、土地審批、資質(zhì)認證等方面。
隨著(zhù)云計算、大數據的興起,數據重要性被挖掘起來(lái)的同時(shí),數據變得更加集中,因為只有大數據量、大數據副本為基礎才能夠獲得準確的數據挖掘、數據分析結果,而這也就意味著(zhù),數據、應用以及背后的業(yè)務(wù)變得更加集中和整合。
在這樣的背景下,數據中心的可靠性、可用性、安全性以及可擴展性,成為了這一行業(yè)必須要快速解決的問(wèn)題:試想,在一個(gè)無(wú)法保障安全、可用性及可靠性的數據中心,卻承載了多家企業(yè)的大數據平臺,或是涉及用戶(hù)量極大的私有云、公有云或混合云平臺,一旦出現問(wèn)題,會(huì )有多大的影響?
類(lèi)似的情形,就像是CSDN、京東、攜程、如家、漢庭等社區、電子商務(wù)網(wǎng)站以及酒店服務(wù)業(yè)的數據泄露一樣;就像是2013年接連不斷發(fā)生的銀行業(yè)業(yè)務(wù)中斷,導致無(wú)法存取款、信用卡業(yè)務(wù)停斷一樣,將會(huì )造成巨大的負面影響。
數據中心應該如何建設?如何保證安全性,又如何合理的規劃基礎設施?此次富士通論壇間隙對富士通FIP橫濱數據中心的訪(fǎng)問(wèn),有不少可以借鑒的經(jīng)驗。
橫濱數據中心:選址與應用前景
富士通FIP橫濱數據中心是富士通FIP(富士通子公司)在日本全國的第16個(gè)數據中心,建成于2010年,位于離東京大約40分鐘車(chē)程的橫濱,毗鄰富士通FIP于2002年建成的橫濱港北數據中心,最大建筑面積26000平方米,位于一個(gè)獨立的園區的獨棟建筑中。
作為一個(gè)地震多發(fā)、臺風(fēng)海嘯等自然災害多發(fā)的國家,日本企業(yè)在數據中心選址上一直比較講究,十分注意避開(kāi)各種可能發(fā)生災難的影響,橫濱數據中心也是如此:這一數據中心所在的地理位置,避開(kāi)了日本廣布的地理活躍斷層;與海岸線(xiàn)有一定的距離(海岸線(xiàn)最近11km),海拔處于相對較高的60m位置;支撐底層經(jīng)過(guò)探查,處于不易液化的地層上,不必擔心可能存在的土地液化風(fēng)險。
選址同時(shí)還考慮了交通和經(jīng)濟圈的位置等因素,臨近首都(東京)圈的橫濱屬于首都圈地區城市,40分鐘左右的車(chē)程可以讓用戶(hù)企業(yè)以無(wú)縫的方式連接這一數據中心,與富士通FIP其他的數據中心之間,也可以依靠發(fā)達的陸路高速交通網(wǎng)及公共交通網(wǎng)連接,方面用戶(hù)企業(yè)訪(fǎng)問(wèn)數據中心。
此外,這一數據中心還涉及了常駐型的員工宿舍,以提供真正的24x7的客戶(hù)服務(wù)。
在規模上,橫濱數據中心目前有可設置2100個(gè)機架(5個(gè)機房,每個(gè)400個(gè)左右的機架)的第一棟建筑樓,共支撐著(zhù)179個(gè)客戶(hù)的13臺主機系統和3798臺各類(lèi)服務(wù)器,第二棟樓早已經(jīng)在一期設計時(shí)考慮到,目前只是計劃用地的第二棟樓占地位置在同一個(gè)園區內,同樣可以容納2100個(gè)機架。
橫濱數據中心提供了空間租用、系統租用以及云服務(wù)三類(lèi)服務(wù),用戶(hù)覆蓋制造、零售流通、公共、通信、金融等行業(yè)。值得注意的是,該數據中心的政府客戶(hù)中,主要是以多地地方政府合作云服務(wù)平臺,并同時(shí)使用這一平臺來(lái)提供公共服務(wù)的形式而存在的,顯示出富士通在大量政府合作、公共服務(wù)云化方面的成功經(jīng)驗。
據介紹,這一數據中心的設計PUE值為1.5,得益于良好的散熱冷卻,以及東京地區的氣溫,數據中心實(shí)際運行的PUE值主要是在1.4的數值左右擺動(dòng),雖然在夏天可能會(huì )達到1.6,但基本上全年平均計算下來(lái),會(huì )低于1.5更接近1.4的水平。
此外值得一提的是,橫濱數據中心有14名富士通FIP負責數據中心監控的員工,這些人不單是管理橫濱的這一數據中心,他們管理著(zhù)富士通FIP在全日本的16個(gè)數據中心的近700個(gè)客戶(hù)的7000多個(gè)機柜,共計超過(guò)2萬(wàn)臺服務(wù)器,全部監控點(diǎn)有9000多個(gè)。
緊繃的“安全神經(jīng)”:橫濱數據中心讓人印象深刻
訪(fǎng)問(wèn)橫濱數據中心讓人印象最深刻的第一件事就是安全性,在這其中,安全性分為兩部分:第一是放置盜竊、尾隨等人為犯罪的安全性;第二是防止自然災害的安全性防護,在這兩方面,數據中心的安全性保障措施可為絲絲入扣、嚴絲合縫。
首先來(lái)說(shuō)防止人為犯罪的安全性問(wèn)題。為了保證訪(fǎng)問(wèn)數據中心的用戶(hù)的身份,進(jìn)入橫濱數據中心除了要輸入密碼、對照二維碼之外,還需要采集比對訪(fǎng)問(wèn)者的手掌靜脈認證,雙重的防范避免了身份盜用的風(fēng)險。
此外,在進(jìn)入數據中心時(shí),需要通過(guò)多道安全防護門(mén),而要進(jìn)入核心區——數據中心機房——橫濱數據中心的設計者們,設計了雙重門(mén)的防尾隨設計:兩道門(mén)之間設置基于圖像識別的相機識別裝置,不僅前一道門(mén)未關(guān),后續門(mén)不能打開(kāi),還必須要等待識別相機識別來(lái)訪(fǎng)人員圖像,確保人數正確,才可以通過(guò)。
為了在最后一道關(guān)——系統機柜——進(jìn)行更進(jìn)一步的保護,設計者們使用了服務(wù)器機柜電子開(kāi)關(guān)管理系統以及管理員工所在位置監控管理系統,前者保證了只有經(jīng)過(guò)授權的訪(fǎng)客才可以打開(kāi)特定的、具有權限的機柜,后者則保證實(shí)時(shí)避免職員本身出現安全問(wèn)題。
在避免地震這一日本的多發(fā)自然災害方面,橫濱數據中心采用彈性滑動(dòng)支撐和多層橡膠支撐的綜合防震方式,建成后即經(jīng)歷了2011年的3·11大地震,未發(fā)現任何因震動(dòng)出現的問(wèn)題。
橫濱數據中心另一個(gè)有趣的設計,是將傳統上置于地下室的柴油發(fā)電機組放在了建筑物的最頂層,暴露在樓頂上,對于這一設計,數據中心方面的員工表示,主要是考慮了震動(dòng)(置于免震結構的大樓樓頂上較地面及地下更為安全)以及噪聲的問(wèn)題,這是此次訪(fǎng)問(wèn)行程中,所看到的最令人吃驚的地方。
貫徹富士通的綠色IT主張
利用太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的路燈、無(wú)處不在的規模化太陽(yáng)能發(fā)電、高效率電源設備、使用熱流體模擬進(jìn)行高冷卻效率配置設計、機柜問(wèn)題實(shí)時(shí)監控與冷熱分離的數據中心部署方式,橫濱數據中心在綠色數據中心方面,同樣有不少可圈可點(diǎn)之處。
據介紹,橫濱數據中心完全采用冷暖分離方式,但卻是以非常低的成本實(shí)現的:不是歐美很多數據中心使用的完全搭建隔離板的方式,而只是使用了透明的厚制塑料布,進(jìn)行熱空氣的控制,確保了冷熱通道之間互不干擾,不僅是實(shí)現的能耗降低非常顯著(zhù),本身的操作成本也非常經(jīng)濟。
這一數據中心基于水冷+風(fēng)冷的方式,充分利用了橫濱地區秋冬季節較低的環(huán)境溫度,數據中心機房的冷卻水經(jīng)過(guò)水泵的提升到樓頂,經(jīng)過(guò)多組碩大的風(fēng)冷散熱片進(jìn)行降溫,再返回數據中心冷卻機柜,相比空調制冷其花費在水泵上的費用,“幾乎可以忽略不計”。
此外,熱風(fēng)利用的設計十分獨特,由于采用風(fēng)冷的數據中心往往處于或較長(cháng)時(shí)間處于溫度較低地區,橫濱數據中心也不例外,因此數據中心外的員工宿舍需要一定的取暖設備及熱源。橫濱數據中心的設計者,將數據中心內部的熱風(fēng)積聚起來(lái),傳送到24x7的數據中心管理團隊宿舍中用于取暖,極大的節省了取暖的成本和對熱源無(wú)謂的浪費。
在這樣的一個(gè)數據中心,富士通FIP提供了管理、技術(shù)以及系統運行服務(wù),幫助用戶(hù)支持其業(yè)務(wù)操作和系統監控,保證了數據中心運作、管理的統一化、專(zhuān)業(yè)化與自動(dòng)化,以ITIL v3為基礎,實(shí)現了預防事故發(fā)生、防止問(wèn)題擴大、力求效率最大化的“云計算時(shí)代最高水準的數據中心”的設計、建設與運維。