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以集装箱为载体的模块化数据中心的理念

  【IT168 技术】作为互联网信息的管道和平台,数据中心扮演着越来越重要的角色。数据中心机房的建设,涉及供电、空调制冷、安全、管理、物理结构及装修装饰等多行业、多领域,一种好的数据中心建设模式带来的价值不言而喻。

  而集装箱通常被用于货运行业,和IT行业很少有交集,但恰恰这种组合,却成就了数据中心机房建设模式的天作之合。

  集装箱数据中心应运而生

  时代在进步,科技在发展,人们的生活更加丰富,其中在信息的沟通交流上表现尤为明显。三十年前,信件还是远距离交流的主流方式,二十年前,固定电话开始“上山下乡”,十年前,移动电话在全国范围内逐渐普及。

  到了今天,人们沟通交流的方式愈加多样,FaceTime、在线游戏、高清视频,使人类的沟通在世界每一个角落都触手可及,体现在信息流量上则是呈几何级数的增长,建设更多的数据中心势在必行。

  传统的数据中心机房建设周期通常在两年以上,远不能满足流媒体等数据业务井喷式的发展需求,集装箱式的数据中心解决方案应运而生。2006年,SUN推出全球首个集装箱数据中心Blackbox,随后HP、IBM、华为也相继推出了集装箱数据中心方案。作为一种新型的建设模式,集装箱式数据中心具备如下特点。

  颗粒适中

  一个集装箱数据中心通常可以提供500-1000U的标准19英寸安装空间。安装机架式服务器,可以满足2000人以上企业的信息化需求,如果布放刀片服务器,可以支持的用户会在4000人以上甚至更多。基于这种颗粒度进行模块化的扩展,管理成本和建设成本都较为适宜。

  简单快速

  集装箱式数据中心,外壳采用符合业界海运要求的工业集装箱箱体,集成配电、监控、制冷、机柜、布线、消防、安防等所有基础设施子系统,经装饰后可以满足数据中心的性能及维护需求。内部所有的部件以标准的工厂预安装完成部署,快速完成生产。客户仅需提供场地、电力和网络即能获得完整的数据中心。

  扩容灵活

  在园区前期的整体规划中只需考虑电力的可扩展性,市电输入的高低压配电应预留合适的开关。当业务进行扩容,只需要对应成套增加集装箱箱体,通过预留的开关为其提供电力输入。每期的扩容,可以按首次部署的安装调测过程批量复制。

  高效节能

  集装箱数据中心内部空间结构紧凑,冷热气流隔离,空调近端制冷,在节能上易形成一定的优势,通过高效水冷方案,可实现10千瓦/Rack以上的高密度部署。

  随需而变

  华为充分理解数据中心建设的复杂性,致力于将解决方案产品化,为客户提供可用性好、交付快、应用灵活、综合成本低的机房产品。

  华为的集装箱式数据中心产品分为两大类标准产品:一类称为“All-in-one式集装箱”,即一个标准集装箱内集成所有的基础设施;另一类称为“集群式集装箱”,即由不同的箱体形成制冷、供配电、设备安装等功能模块,进行灵活组合应用。

  All-in-one:真正实现一体化

  All-in-one式集装箱受空间尺寸限制,容量密度都不会太高,最突出的优势一是“快”,从生产到安装调测完成,不超过8周时间;二是“简单”,运输、安装、维护过程简单可靠。三是高移动性,标准海运集装箱,适合野外勘探、军事演习等移动场景。

  基于客户对容量的需求,华为All-in-one集装箱提供不同规格系列的产品:20英尺All-in-one式集装箱,内置3-4个机柜,可支持部署约30千瓦的IT负载;适用于快速部署的小型数据中心,以及野外开采、军事演习、影视拍摄等移动性场景数据中心。40英尺All-in-one式集装箱,内置8-10个机柜,可支持部署约80千瓦的IT负载,并且可以根据客户需求定制T3工况的解决方案;适用于大学、研究所、医院、交通、石油矿山企业等中小型数据中心、运营商异地容灾备份中心等。

  华为的All-in-one集装箱基于“去工程化”的理念,将所有硬件设施的安装连接全部在工厂完成,6周内即可全球发货,箱体结构符合船级社认证海运要求。到客户现场后无需外挂功能部件,无需专业施工,接好输入电源线缆即可开始部署业务;而在需要搬迁时,可以将集装箱连同设备一起整体搬迁运输。

  麦肯锡大学是巴西最大的私立大学,随着近年网络教育、网络实验室的规模扩张,现有数据中心已不能满足需求。华为为其推荐了All-in-one集装箱方案,利用2个半月时间,快速低成本地完成了其教育互动平台的建设。在实际应用过程中,其稳定可靠的优异表现获得校方高度认可。

  集群式集装箱:将模块化设计理念展示到极致

  华为的集群式集装箱按功能模块化设计了三款不同的标准箱体:供电箱、制冷箱和业务箱。三种箱体在功能上既相互解耦,又能快速灵活地组合应用,进而形成完整的机房系统。一套标准集群式集装箱数据中心,支持部署400千瓦的IT负载,组合方式可以是一个供电箱+一个制冷箱+一个高密的业务箱,也可以是一个供电箱+一个制冷箱+多个中低密度的业务箱。根据建设规模,支持并箱、堆叠的部署方式,适用于中大型企业、IDC、交易中心等大型数据中心大规模部署。

  并且,集群式集装箱通过双套20英尺供电箱和双套制冷箱部署,实现整体2N系统的解决方案,适合金融等高可靠性需求的应用场景。另外,三种箱体还可独立应用,每个箱体支持按实际需求选配不同数量的核心功能部件。这是解决方案层面的模块化设计。

  供电箱核心部件为双总线供配电系统,UPS最大输出功率为480kVA,根据实际业务容量还可选200kVA/300kVA输出。蓄电池支持15分钟备电,同样可选不同的AH数适配。制冷箱可输出最大440千瓦的制冷量,其核心部件为4台模块化的冷水机组,实际应用可选配其中的1-4台,支持断电后15分钟连续制冷,其数量也可以根据业务容量调整。业务箱提供18个45U标准19英寸安装服务器机柜,分为3个舱,形成独立的冷热通道。每个舱从集装箱两侧开门,可形成一个独立的模块,部署不同的业务。另外,运营商在出租业务上,可对门禁设置独立权限,提供给不同的客户使用。

  除了上述三种箱体外,华为还提供标准的模块化附件,如:箱体间连接的管路、线架、并箱密封连接件、堆叠时的维护旋梯平台等,现场用简单工具即可完成安装。这是箱体配置层面的模块化设计。

  华为集装箱内选用的关键部件,从软件和硬件上也均采用了模块化的设计理念。制冷机组内含两个压缩机可独立控制;空调的风机、多组风机支持热插拔、分区调速;模块化UPS支持按最小颗粒度20千瓦进行扩容。这是部件规格层面的模块化设计。

  通过这三层的模块化设计,不仅数据中心建设成本大幅降低,客户业务实现按需部署,避免初期过度投资,而且提高了设备的负载率,实现最佳的运行效率。

  全球首个TierIV等级的集装箱数据中心于2012年8月在华为基地K3园区落成。由于华为原有的数据中心已不能支撑公司业务发展,公司急需建设一个可以支撑2万人桌面云的数据中心。面对快速投产、空间有限、高密部署、灵活扩容、智能管理等挑战,华为IT部门创新地使用了IDS1000集群式集装箱数据中心解决方案,在短短3个月时间内,便建成了可提供总数36机柜、1620U安装空间、7千瓦/Rack,PUE1.4的高效绿色数据中心。

  系列规格应对差异化需求

  华为的集装箱产品,在设计和规划上充分考虑了客户的各种差异化需求。针对全球不同电源制式及环境温度,华为均可提供系列化的集装箱与之对应;在配置上可从单柜密度3千瓦-22千瓦的平滑扩展,兼容IT和CT的主流设备安装,在低温地区,还可提供节能系统,使最优PUE达到1.25。

  目前,华为的集装箱产品已在中国、拉美、中东多个地区成功应用,涵盖电信、教育、石油、电力等多个行业,满足客户在运营业务增长、校园信息化、办公自动化及临建指挥中心等多种需求场景。

  对比传统楼宇式建设模式,集装箱数据中心不仅在快速建设上具有无可比拟的优势,而且按需扩容更方便灵活,在综合成本上也有较大的优势。随着对数据中心建设的理解和体会的不断加深,华为也开始致力于协助CCSA(ChinaCommunicationsStandardsAssociation,中国通信标准化协会)等组织推动相关标准规范的制订和优化,希望促进其在应用上的标准化和成熟化。我们相信,集装箱式的数据中心建设模式,在全球的信息化进程中,必将写下浓墨重彩的一笔。

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