如何有效描述和溝通模塊化架構(gòu)
以上介紹了模塊化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)包含的基礎內(nèi)容,下一步要做的是在實際的工程項目中如何描述一個模塊化架構(gòu), 例如,由什么元素構(gòu)成,在擴展方式上有什么不同,是如何實現(xiàn)冗余的,如何來進行類型的分析,討論和比較不同的架構(gòu),等等諸如此類的問題。
圖3 數(shù)據(jù)中心模塊化架構(gòu)規(guī)劃圖
一圖勝千言,圖3是一個數(shù)據(jù)中心模塊化架構(gòu)規(guī)劃圖,涉及到我們前邊談到的所有特性。我們可看到各種類型的模塊,包括設備、子系統(tǒng)和模塊關(guān)聯(lián),它們分別部署在IT模塊、機房和設施層次。通過該圖,能夠了解大量架構(gòu)信息。
在圖的左側(cè),列出了構(gòu)成數(shù)據(jù)中心的各子系統(tǒng);疑珬l塊代表設備。如果圖中所有設備塊都存在,則數(shù)據(jù)中心達到了最大配置。模塊化機構(gòu)和傳統(tǒng)方式的區(qū)別在于,設備塊在圖中是按從左到右的部署順序逐步擴展數(shù)據(jù)中心,以滿足不斷提高的IT負載要求。左側(cè)列出的所有子系統(tǒng)的容量都需要與給定的IT容量(kW)相匹配。子系統(tǒng)的灰色模塊必須以符合數(shù)據(jù)中心擴容需求的方式添加。圖3中還提供了不同子系統(tǒng)模塊間的關(guān)聯(lián)。如圖所示,CRAC(精密空調(diào))模塊連接到區(qū)域部署,每三個CRAC設備就有一個備份的機房空調(diào)構(gòu)成N+1冗余,每十二個CRAH(水冷型空調(diào))模塊就部署一個加濕器,且每個機房都與一個加濕器相關(guān)聯(lián)。
圖3中所示的架構(gòu)中的左上方代表一個IT模塊(Pod),假設機柜密度為6KW,則這個IT模塊以60kW的單位。在這一IT模塊架構(gòu)中包括機柜、機架式PDU、配電列頭柜、UPS、機房空調(diào)以及熱通道氣流遏制系統(tǒng)。
在IT模塊為單位部署基礎上,有些設備需要在機房層面部署,如圖3所示架構(gòu)中,加濕器、制冷分配單元、冷水泵和照明進行關(guān)聯(lián)和匹配,同時支持三個IT模塊的部署。在此架構(gòu)中,這些子系統(tǒng)和三個IT模塊的方式構(gòu)成了機房層面的部署。機房的邊界可以是實體墻壁,也可以是一個大型機房中的某個分區(qū),用虛擬邊界隔離。
在機房基礎之上,還有一些需要在整個設施級別優(yōu)化部署的子系統(tǒng),作為更加集中基礎設施。如圖所示的架構(gòu)中,這些子系統(tǒng)包括冷水機組、自然冷卻熱交換器、冷卻塔、發(fā)電機和開關(guān)設備。其中部分子系統(tǒng),如發(fā)電機等,不是模塊化的,而另一些子系統(tǒng),如冷水機組,是模塊化的。
這種方法還展示了在模塊化架構(gòu)中是如何實現(xiàn)冗余的。部署模塊的目的可以是為了實現(xiàn)擴容,也可以是為了實現(xiàn)冗余,在對架構(gòu)的說明中必須明確指出其目的。如圖4中所示子系統(tǒng)為一組從左到右堆疊,以增加容量的模塊。在表示用以增加容量的模塊堆疊下方,還可顯示一個模塊,該模塊是冗余模塊。
集中部署的模塊化基礎設施并不一定要和區(qū)域部署或機房邊界相對應。在此例中,我們部署了一個N+1制冷基礎設施,其中每個模塊能支持4.5個IT區(qū)域部署。部署第一天就必須安裝左邊的兩個冷水機組,以提供N+1冗余,而當系統(tǒng)添加了第五個區(qū)域部署時,再安裝右邊的另一個冷水機組。上面一行冷水機組間的一條藍線表示,它們都連接至同一總管線,屬于擴容,而下面的N+1冷水機組是這兩個冷水機組的冗余設備。理論上說部署較小的冷水機組能夠提供較高可擴展性,與區(qū)域部署相一致,但冷水機組如果劃分為較小模塊,則成本高昂、復雜度增加。在此架構(gòu)示例中,一個冷水機組必須支持相當龐大的區(qū)域部署容量,出于節(jié)能目的應選擇配有變頻壓縮機的型號。
這里要強調(diào)的是,選擇架構(gòu)中的顆粒度(設備、系統(tǒng)模塊大小)、類型、實施層面、以及關(guān)聯(lián)是一個復雜的優(yōu)化問題,需要全面而完善的分析與測試。不同的業(yè)務需求和指標優(yōu)先級的驅(qū)動更使得選擇多樣化。 開發(fā)一個架構(gòu)遠非像將模塊放到圖中如此簡單,但這種邏輯推演方式提供了一個直觀的平臺,有效地規(guī)化推演,比較不同方案之間在各個指標點上的優(yōu)劣,以選擇最合適的方案。