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DCIM全面智能管理数据中心的解决方案

众所周知,数据中心是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等方面的有机组合。从应用层面看,包括基于数据库的分析系统和业务系统;从数据层面看,包括操作型和分析型数据以及数据的整合;从基础设施层面看,包括服务器、网络、存储和整体IT运行维护服务。

1.应运而生的数据中心基础设施管理(DCIM) 

  如今,数据中心在规模、密度和复杂性上都有所增长,企业都在寻找更有效的工具来降低成本,同时提高工作效率,减少能耗。因此,数据中心基础设施管理(DCIM)的概念应运而生。在行业应用中,数据中心基础设施管理的定义为:“数据中心基础设施管理(DCIM)系统收集和管理数据,包括数据中心的资产、资源利用情况和整个数据中心的生命周期的运行状态的数据。然后将这些信息以分布、集成、分析和应用的方式,帮助管理者满足业务和面向服务的目标,优化数据中心的性能。” 

  DCIM可以理解为面向物理数据中心基础设施的管理软件工具,人们通过DCIM管理物理系统的电网、冷却、网络连接,甚至IT资产,如服务器和存储设备。 

  随着DCIM理念的推行与实施,DCIM相关产品在数据中心市场开始占据重要位置,如智能PDU、通用管理网关这样的DCIM产品,已经成为数据中心建设的必备元素。如果说前几年由于技术发展不够成熟、行业认知不够深入、DCIM市场没有真正形成的话,如今情况已经发生了显著的变化。高密度数据中心建设已成主流,数据中心管理的复杂度大幅度提升,DCIM技术渐趋成熟。 

2.数据中心基础设施(DCIM)管理的必要性

  经过多年的发展,数据中心无论是从规模上、密度和可靠性方面都比以往取得了突飞猛进的进步。尽管已有了如此卓越的进步,但仍然存在很大的局限性。人们不断追求实现最富成效的数据中心输出,以便平衡数据中心的可用性和能源效率的竞争约束。这方面的局限性往往既不是技术也不是金融问题,而是需要克服的是来自中断相关的信息收集和共享的组织界限,并断开数据中心管理中团队和用户之间的业务流程。 

  为了更好地管理好数据中心,数据中心的管理人员日益关注数据中心基础架构管理(DCIM)解决方案的应用。这是因为其可以提供数据中心和设施基础架构的整体视图,因而带来了众多益处。这种解决方案让IT部门能够详细地查看电源和温度实时使用方面的数据,并且提供监控、管理、自动化、优化以及容量规划和预算规划等功能,这一切有助于简化、改善能源使用情况和总体效率。数据中心的控制与监控与其他商业建筑一样,在其基础架构中拥有各种独立的系统。包括环境变化、布线、防火、照明、暖通空调、建筑安全、视频监控、门禁访问控制、应用设备远程管理等。 

  在高密度的数据中心和IDC机房,管理是用户关注的热点问题之一。数据中心基础设施管理解决方案旨在配线、跳线管理、供电、微环境等方面为管理者提供相关的管理工具和数据。其最大特点在于尽可能地减少人工处理的部分,提高管理员的工作效率。另一方面,进行严格的流程管理,每一步操作都会有提示,并且随时可以进行连接信息验证,操作准确性得以保证。对于数据中心维护、调整时实际的工作量与复杂度来说,其解决方案带来的优势更加明显。 


3.数据中心基础设施管理的应用需求 

  在许多情况下,数据中心工作人员一般无法迅速地找到数据中心的故障设备、故障点等,这增加了故障的平均修复时间,降低了整体可用性。然而,数据中心基础设施管理所包括的绝不是简单的定位数据中心资产,它还涉及在可视化管理界面下、方便地实现容量管理、资产管理、能源管理、变更管理、环境管理、电源管理。在此前提下,帮助数据中心维护人员规范工作流程,实现精确规划;完善分析处理能力、报告处理能力、审计处理能力。

3.1实时监控:在评估一个数据中心基础设施管理解决方案的实时监控功能时,应考虑一些重要的属性。其中一个重要的考虑因素是希望监视什么设备。另一个要考虑的属性是实时监控是否使用硬件组件。基于硬件的系统没有什么本质上的错误。事实上,基于硬件的系统可能比基于软件的系统更快、更频繁地收集数据的能力。

一个额外的属性是考虑系统是否支持自动检测发现设备。自动检测发现设备提供了许多好处,包括更快、更容易安装和减少用户错误手动设定设备的机会。值得注意的是,并非所有的设备可以被自动发现,发现要依赖于设备的配置和使用的通信协议。

3.2容量规划:数据中心基础设施管理应用系统所收集的数据,一个主要的用途是提供信息的容量规划。管理者想要保证数据中心的高效、稳定运行,取决于能否最大限度的掌握和利用资源,特别是电力和网络物理资源。数据中心管理人员通过使用数据中心基础设施管理工具,分析存储资源消耗时间和分析的增长模式,可以更准确地预测给定的资源何时将被耗尽,更有效地管理资源。

3.3工作流程规划:许多数据中心已在某种程度上实施了符合ITIL的过程。一个数据中心基础设施管理解决方案可以帮助用户来协调这些进程。例如,安装一个新的服务器通常有多个步骤,其中有些可以通过数据中心内不同群体执行。一个数据中心基础设施管理解决方案可能会允许追踪各个步骤,不同群体能够报告各自任务的状态,以验证所需的所有步骤已经完成。在这种情况下,工作流功能将协调服务器的安装步骤,使技术员安装在机架中的服务器之前,各项筹备工作已完成,从而简化整个过程。数据中心基础设施管理工具所提供的工作流程功能是相当重要的,合理的工作流程能够适应用户已定义的工作过程结构,而不必经常修改流程。

3.4分析和报告的处理:数据中心基础设施管理解决方案的另一个重要功能是数据分析和报告。随着数据中心生成成千上万的报告,并随着投入运行的时间不断推移,其收集的数据量相当庞大。DCIM系统可以将所有必要的管理信息实时、精确、完整、统一地存储在系统的数据库中,并快速排序,通过这些数据为管理团队提供可操作的数据分析和报告,为管理者提供管理建议。这些建议也可以用报警信息的形式,显示随时间发生的变化历史数据的图形和报告。数据中心基础设施管理工具可以有预先定义的报告,但也可支持用户在已有数据基础上的特别报告,满足不同管理角色的管理需求。

3.5可视化:数据中心基础设施管理解决方案的一个重要组成部分是物理和虚拟基础架构。今天市场上的数据中心基础设施管理工具的功能大不相同。一些互动的可视化工具如AutoCAD或Visio,而其他的则可以为管理者提供了一个可视化编辑器;虽然目前大多数解决方案提供自上而下的考察方法,有些还提供三维功能。许多解决方案提供了各种层次的数据中心视图功能,查看各种参数如温度、功率、机架利用率等。

  数据中心基础设施管理工具在机架上的设备提供了一个可视化视图的工具。可视化视图可以延伸到数据中心的任何管理节点,这种视图显示了设备在一个机架内的实际位置,也可提供额外的数据,如在各个点的温度,已经在机架和机架内的电源使用情况、布线物理链路走向等。

3.6整合能力典型的数据中心基础设施管理解决方案包括独立的变更管理、CFD模拟、资产管理、建筑管理系统、维护管理及其他第三方或内部开发的工具等。所以,一个良好的数据中心基础设施管理解决方案将提供一些与外部系统的集成整合能力,包括Excel电子表格装载到数据库,直接交互复杂的基于Web的API(应用程序接口),允许数据信息进出数据中心基础设施管理系统,能够实现信息的共享、分配、融合,将所采集数据信息更好地为用户提供服务。

  

4 数据中心基础设施(DCIM)解决方案的构成

4.1DCIM方案需解决的问题

  每一个数据中心虽然其表面上看起来是相似的,实质上却都是独一无二的。因此,当数据中心的管理人员想了解自己管理的数据中心的真实情况时都比较困难,究其原因,主要受限于目前数据中心的管理模式的管理工具:所有的记录信息分散在不同的管理人员、不同的管理系统中;每一个管理人员,因工作角色不同,很难快速查寻到关联系统、关键问题出现点的信息。从而产生很多的管理困惑。这些困惑例如:(1)数据中心的资产位于何处?(2)哪里是放置新的服务器的最好位置?(3)数据中心是否有足够的空间、电力、冷却和网络连接?(4)如果数据中心发生事故,会对服务产生什么影响,如何去解决这些问题?(5)数据中心是否具备充分的可利用资源?(6)数据中心在发生故障或维修的状况下是否会有足够的电源或冷却资源? 

  数据中心基础设施管理所提供的信息,就是为了帮助用户,提供数据中心基本情况可视化的数据信息仓库,方便管理人员查询、调阅、部署、管理。

  

4.2 管理能力  

  建设“物理设施”可视化管理系统,并运用科学的统计方法管理,变被动维护为主动,真正基于管理规范,实现日常高效的运维、可靠的日常运维工作,是数据中心管理者期望达到的目标。 DCIM的整体解决方案,可实现数据中心机房内物理设施可视化管理,借助图形界面展现数据中心应具备的所有IT设施的部署位置、连线关系、资产信息、配置变化等信息,为规划绿色数据中心寻求最佳组合,并结合专业服务,协助企业构建一个不断优化的数据中心架构,实现物理设施的精细化管理。DCIM的完整蓝图如图1所示。

(1)资产管理 

  DCIM可让用户对整个数据中心进行精确实时检视,包括机架设备(例如服务器)、储存装置、网络设备、机架PDU、配线盘或甚至应用程序。更重要的是DCIM可绘制这些装置的实体关系对应图,让用户轻松了解数据中心所有装置的实体连接方式。而这些数据全都储存于数据库中,不需亲自到数据中心进行存取,也不用再整理档案。

  运用DCIM资产管理系统,可帮助用户精准地了解所拥有的资产,快速制定明智决策,提高数据中心工作人员的效率。同时,为简化管理过程,可为用户提供智能资产管理传感器/资产管理标签系统,可自动识别、跟踪用户设备资产信息。 

(2)容量管理 

  DCIM是一套易于使用的整体解决方案,可让用户对整个数据中心进行精确实时检视,包括机架可用的实体空间、电源、网络与散热,以及基础设施(例如UPS和PDU)的容量。DCIM集中存放用户的所有数据与相关链接,可大幅简化寻找、放置与保留资源的工作。

(3)变更管理 

  数据中心的营运变得前所未有的复杂,这是众所皆知的事。在任何特定时间和地点,都会经常性地新增、移除一些设备,并改变设备用途与重新分配工作。这代表数据中心的运营人员都会面临如下问题:如何管理众多的装置移动、新增与变更?要由谁来执行这些工作?如何得知工作何时完成?如何得知工作是否正确完成?直到现在,要能快速回答这些重要的问题,一直都是充满挑战和麻烦的任务。 

  DCIM解决方案的变更管理功能,为这类问题提供了解决之道。DCIM是由专业的数据中心人员所设计构建的,可将现有的作业、资产和基础建设进行全面优化管理以及变更需求。在部署之后,变更管理解决方案可协助管理人员完成:使用正确定义的变更管理程序,维持理想的工作状态,并提高运行效率;数据中心使用者可发出变更要求,由授权的数据中心管理员进行检视及审核;在变更程序的所有阶段中,自动传送状态电子邮件通知给要求人、核准人及维护人员;完整记录要求和工作顺序,以配合内部及主管部门的审核需求;使用内建的软件工具实现设备自动化;根据可用的数据中心资源,决定分配最适合的设备。 

  DCIM解决方案为用户提供了强大的智能型工具,可将工作流程自动化,从而可以提高资产数据库的精确度,提升工作效率;了解工作顺序和状态,减少意外状况,节省时间与成本;改善服务质量,并以专业方式运营数据中心。

  

4.3 DCIM系统解决方案的设计结构  

DCIM解决方案从设计上分为三层结构,分别为信息收集层,信息汇总层和管理层。 

  (1)信息收集层。信息收集层位于机房各区域内,包括部署每个机柜上的资产管理探测器,部署在每一台机柜内设备上的资产管理标签,二者配合可实现数据中心设备的精确定位和盘点;部署在每个机柜的温度、湿度、气压、气流等传感器,实时探测机柜级微环境。 

  (2)信息汇总层。信息汇总层位于每列机柜的中部或头部,每列机柜需要部署环境/机架控制器,收集来自该列每一个机柜所部署的智能标签和环境传感器获取的数据,再统一上传至DCIM系统

  (3)管理层。管理层使用DCIM系统,将所有收集来的数据以可视化的技术进行展现,并根据设置提供各类资源的定位和追踪;数据收集的手段包括:智能标签和环境传感器及第三方的智能PDU、智能配电柜、各类支持SNMP的职能IT设备和基础设施。

4.4 DCIM系统的精细化管理

  (1)整合管理数据中心内的各种系统:由一个精确的权威数据库来容纳数据中心及所有物理资产站点的所有数据,包括数据中心布局(包含IT的详细数据)、电源系统和各种设备及端对端网络和电源线连接。 

  (2)图形化的界面:所有数据中心资产及其相关物理和逻辑属性的图形可视化、跟踪及管理,包括服务器、结构化布线设施、网络、电源基础设施及冷却设备。 

  (3)资产发现和资产跟踪:用于采集资产、资产详细信息、相互之间关系和依赖性的工具。 

  (4)新系统的快捷部署:用于支持新系统的快速和可靠的部署及新系统所有相关物理和逻辑资源的自动化工具。 

  (5)实时数据采集:与实时监视系统相集成,采集实际的用电量和环境数据,以优化容量管理,使得检查实时数据及根据铭牌上所示数据假设的数据。 

  (6)精确的变更管理:变更管理工作流程,用于实现全面、精确的添加、变更以及移动操作。 

  (7)进行容量规划:用于确定未来机房空间和机架空间、电源、冷却扩展需求及执行“假定”分析和建模所需的容量规划工具。 

  (8)生成各种报表:简便的报表功能,以用于确定运行目标、测量性能和推动改进。 

  (9)适合所有部门使用:跨接设施、网络及系统各组织领域之间的桥梁,以填补所有职能空缺;可供数据中心的所有领域及分组使用,不管其层级如何,其中包括管理人员、系统管理员及技术人员。

 5 结语

  DCIM解决方案可以直观地显示数据中心所有物理资产和逻辑资产的完整清单,可以明确地了解数据中心的设备运行状态。数据中心的管理人员利用DCIM软件,可以在实施任何可能严重影响数据中心性能变化的措施之前建立复杂的假设场景,利用模型来模拟任何数据中心设备的移动、添加或变化情况。然而DCIM并不是行业中某一个厂商单独的概念,它是一个行业的共识,是在协助完成数据中心运行过程中的重要决策而形成的。相关企业只有精准地了解所拥有的资产,才能快速地制定出明智的决策。

  根据有关机构调查表明,DCIM解决方案可将部署服务器的时间缩短50%,延长数据中心的寿命五年以上。DCIM的出现大幅缩减了数据中心整个生命周期的运维成本,因此DCIM成为当下数据中心建设不可缺少的一个重要组成部分,将会越来越受到数据中心管理人员的重视。