本文作者为施耐德电气IT事业部(APC)数据中心解决方案资深产品经理

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一、前言

当下数据中心缺少一个对软件管理工具进行分级的权威性系统。因而对确保数据中心安全高效运营的管理系统的必需性和选择性造成误解。本文将数据中心管理工具分成四个子分类 并加以阐述。通过使用这个分级系统，数据中心专业人员就能够量体裁衣地决定各自具体的数据中心需要哪些基础设施管理工具。

大多数专业认识所熟知的数据中心包括两部分。第一部分，信息技术（IT），指的是数据中心所有信息处理层面上的系统（例如服务器，存储设备和网络设备）。 第二个部分，则包括确保IT部分正常工作的物理基础设施及其控制。这第二部分包括数据中心内为IT机房内设备提供支持的物理基础设施系统，以及大型数据中心设施本身。例如设施电源、制冷和安防系统。本文描述的管理软件分级系统着重于第二部分。

两个部分相互关联，但各自的子系统则是由不同的用户调用、管理和维护的。例如，设备和工程部门保有并对建筑设施及IT基础设施系统进行运维。而IT部门的人员则负责IT设备。随着数据中心的整体发展， 这些部门将会有越来越多的业务交叉进行，作为提供支持的各管理系统也会相互关联得越来越紧密。

理想的状态下，数据中心的经理们应该可以通过一个管理软件包满足他们所有的基本需求。然而，这种单一系统的概念在实际应用中是不存在的。尽管众多厂商争相承诺一个终极统一管理系统的美好愿景，但这始终只是一个可望而不可及的梦想。原因在于以下三点：

需要用简单的工具满足特定需求 --IT和设施管理人员需要处理的业务有着不同的优先排序，没有一个工具包能同时满足他们的所有需求。因而针对特定要求的简单的工具更受欢迎。

对已有系统的投资 --大部分数据中心专业人员已经安装了具有部分管理功能的软件。在很多情况下，取代现有软件既不可行也不经济。

开放性协议可实现不同软件的集成--建筑设施和IT基础设施管理软件工具是高度专业化的，但这些软件工具又是基于标准化的开放协议，能够简单便捷地根据需要向现有工具包中添加和集成新的工具，并且能保持它们之间有效的沟通和协同工作。因此，这种功能淡化了对简单统一的系统的需求。

二、分级系统

一个数据中心设施和IT基础设施部分包括四个子分类。取决于特定数据中心的规模，完整数据中心（IT和基础架构两个部分）可能包含数以百计的管理软件子系统。将这些子系统进行分级的第一步是把它们归入四个基本子分类。 尽管本文是主要讨论设施和IT基础架构管理软件，但是子分类也能够对IT管理软件进行分级。

各子分类都与图形用户界面（GUI）或者人机界面（HMI）相联系，而且智能仪表盘层是跨分类信息可视化的主要区域。

对于准备评估管理软件的数据中心运营人员来说， 第一步应该是检查数据中心的关键基础设施系统，例如供配电系统、楼宇的暖通空调和制冷设施、IT机房和安防等。这样有助于判断哪些子系统管理工具已经安装，以及下一步哪些子系统管理工具是需要安装的。例如，一个托管数据中心可能不需要管理IT机房的子系统，但是暖通空调控制和电力管理的子系统却可能是很关键的。一个安置着100台机柜的小型或中型的数据中心则可能没有设施控制和电源管理子系统， 而是把这个工作交给设备工程部。 另一方面，IT员工可能希望通过安置一个机房管理子系统直接监测性能数据。

三、监测和自动化

纳入监测和自动化子分类的子系统能够确保：

1.数据中心按设计的性能工作；

2.自动维护和优化数据中心的可用性和效率。

监测和自动化软件根据用户定义的阈值执行告警、记录日志以及控制物理设备。监测和自动化子分类的各子系统包括设施电力、设施环境控制、设施安防子系统和IT机房管理（如图2所示）。表2按主次功能区分几种主流的监测和自动化子系统。

监测和自动化子分类中存在的四个子系统分组：

 

设施电力

设施电力管理子系统对包括数据中心在内的建筑物内整个供配电网路（从市电接入，经过变压器、配电单元到机柜）的状态和运营提供详细的监测。电气工程师和咨询顾问使用这些子系统来管理供配电网路。这类子系统的最重要功能包括电流状况的监测（关键和非关键负载）、电源告警和电源分析。这些功能为以下关键动作提供支持，例如：电力网路问题的通知和响应、维护（例行和非例行的）、容量规划、设施扩展/翻新项目、能源效率项目、电源质量分析和电源可靠性分析。

设施电力管理子系统提供清晰完整的设施供配电系统的视图。同时也可以基于细化的电气数据提供综合且有的放矢的信息。 例如：功率、能耗、功率因数、电流、电压、频率、谐波和波形。子系统的输出包括设施的3D视图、电气单线图和设备详细信息。设施电力管理子系统同时提供可视告警指示和告警通知、数据分析工具，以及安排和发布报告的能力。

设施电力管理子系统既能为小型数据中心提供简便基本的电力监测功能，又能为大型站点提供高速高性能的反馈。

 

设施环境控制

传统意义上的设施环境控制子系统只满足设备工程部门的要求。除了对设施暖通空调系统的控制，设施环境控制子系统还能集成消防系统、水、蒸汽和燃气系统。设施环境控制子系统经常采用的通讯协议包括有”BACnet，LONworks，和Modbus“。

设施环境控制子系统的日常功能包括开关阀门和风门挡板，对风机调速和水泵启动，对建筑设施内目标空间进行受控的加热和制冷。

 

设施安防

随着先进的光学视频管理、生物识别和远程管理系统等新技术更广泛的应用，传统的”门卡-警卫“安防模式正逐步被能够提供主动身份验证和数据中心人员活动跟踪的设施安防子系统所取代。身份识别技术正随着受到它保护的设施、信息和通讯的迅猛发展而快速变化。

IT 机房

IT机房管理子系统监控IT机房内的电源和制冷系统，以确保服务器、通讯设备和存储设备的正常运行。数据中心的IT机房管理子系统是按照机房操作员对快速实时信息的需要和要求开发的。IT环境特有的快速变更，智能设备和基于异常状况的管理哲学，各子系统还能与机柜行列内的安防摄像机相结合使用。

IT机房管理子系统的设计允许对多个系统进行固件同步升级，以及通过验证反映行为参数超过预设阈值的异常来监测电池健康状况。机房管理子系统期望用与其他IT应用类似的方式来操作电力和制冷监控系统，也就是说，由软件自动安装，软件自动检测所连接的组件。简单来说，每一个程序都拥有变更配置的能力。这些子系统通常使用IP网络通信协议。

三、规划和实施

规划与实施子分类所包含的子系统能够实现：

1.新设备的高效部署；

2.数据中心设施变更计划的执行；

3.数据中心内的资产跟踪；

4.模拟潜在变更来分析对数据中心今后的影响。

规划和实施的功能包括：

1.预测和建模(“我如果这样做会发生什么？”)，

2.变更跟踪 (“在什么时候我的系统会过时弃用？”),

3.资产跟踪 （“我如何跟踪一件设备的移动和历史记录？”），

4.依存关系分析 （“如果我改变一个机柜的设备配置会对冷却系统产生什么样的影响？”）。

在规划与实施的子分类中存在着五类子系统：

设施资产管理

这个子系统实现对资产部署，资产相关部件指标参数的生成，校准和建筑物内设备资产的成本核算和跟踪等的管理。

设施容量管理

这个子系统除了预估项目对电源和制冷基础设施的影响之外，还提供能耗和水流量的实时测量来协助设施管理人员计划在制冷间和电气间内设备的移动和变更。

IT机房工作流程管理

这个子系统通过呈现数据中心不同地点分级，包括总体和本地的视图，以及成批或者单一的资产的综合概览来帮助执行设备的添加，移动，和变更，

 

IT机房容量管理

从能效的角度讲，这个子系统确认电源，制冷，和机柜级别IT设备的最佳安置地点。用户提出的要求，例如冗余, 网络使用 和业务分组等，也作为参数计算在内。 通过使用真实的数据来模拟变更，在发生变更之前分析得出变更会产生的影响。这个层面的计划可降低电力和制冷系统的搁浅容量。

 

IT机房资产和生命周期管理

这个子系统实现IT机房的资产管理，数据中心布局的可视模型能够跟踪IT资产和可用空间。对数据中心布局展示描绘还可以实现单个机柜功耗的可视化，以及电力故障识别和定位。

数据采集

数据采集子分类包含设备仪表、电源保护设备、嵌入式插件、可编程逻辑控制器（PLC）、传感器和其他类似设备。这些设备执行的是收集数据和把数据转入管理软件进行处理等基本功能。

智能仪表盘

所有数据中心经理都要求通过某些途径来整合关于各自数据中心性能的关键信息。不但这些关键信息要汇集，而且要使看到这些数据的用户明白它的意义并能采取行动。事实上，通过一个智能仪表盘来使数据可视化是允许产生跨四个主要子分类视图的重要功能。

可操作的智能仪表盘所提供的数据包括以下这些：平均温度和湿度、某一时段中最高的温度和湿度、IT负载、数据中心总体负载和10项最近的关键告警信息概要等。从安防的角度讲，智能仪表盘还能强调显示最近10次物理进入及其发生的时间。负责控制能源成本的运营人员还可以在智能仪表盘上显示PUE数据。

一些数据中心运营者可以选择不通过智能仪表盘，而直接读取原始数据。例如，把对SQL表格的查询生成或者转换成Excel文件，由此产生的报告可以满足对实时性能信息的要求。各种监控子系统，可以强调显示紧急的问题。但是随着数据中心变得越来越复杂，更需要把信息简便的组织并呈现在正式的智能仪表盘中。智能仪表盘本身代表着第四个子分类， 它可以获取来自于其他三个子分类的数据，然后把数据更新到管理软件包，通过现有网络提供KPIs和数据综述。

有一些智能仪表盘更专注于IT设备的性能，而另一些则提供简单的物理设施的视图，例如制冷，电力和安防。智能仪表盘从监控和自动化，规划和实施，以及数据采集这些子分类获取信息。

可视化软件

尽管智能仪表盘是汇集那些对行动有指导意义的数据的关键核心部件，但是还有各种层面的人机交流界面（HMI）和图形用户界面存在着，而且允许特定的用户通过数据中心的各种子系统查看对他们有意义的数据（如图1中GUI和HMI所示）。尽管设施工程师是所使用的HMI不同于IT操作者所使用的GUI，但是两者都基于用户喜好的优先权从系统中提取数据。

【作者简介】

刘海峰

施耐德电气IT事业部(APC)数据中心解决方案资深产品经理

施耐德电气IT事业部全球数据中心解决方案资深产品经理。目前主要从事数据中心解决方案的研究、策划，及推广工作。长期与中国数据中心团队协同工作，将国际先进理念引入中国，使其与国内数据中心发展动向有机结合并念顺利在中国落地。

刘海峰于2005年加入APC，任职数据中心电源解决方案高级应用工程师，曾参与Bank of America，Intel，Digital Realty Trust等大型数据中心项目的设计工作。加入APC之前，曾先后在Powerware， Emerson Network Power等公司工作， 十多年的数据中心从业经验，先后从事过UPS及配电产品以及数据中心整体解决方案的应用、技术支持，产品管理，市场推广，以及相关标准/白皮书的制定工作。

刘海峰毕业于北京航空航天大学，拥有电子工程硕士学位。以及罗德岛大学，获得工商管理硕士学位，Beta Gamma Sigma荣誉学会会员。