数据中心的“罗利模式”

占地1万平方英尺、原建筑中95%的材料被再利用、80%的材料被回收利用、降低约25%的购置成本、节能增效带来每年180万美元的费用节省、每个机柜供电高达32千瓦的电能且6倍于业内的平均数值⋯⋯

这些令业界惊叹的数据指标来自于IBM美国罗利数据中心――这个始建于2008年的数据中心在15个月内就开始支持客户运营，远少于业界的18〜24个月平均时间。不过，快速部署并不是数据中心“罗利模式”的全部，灵活高效的建设理念才是实现以上所有数字的关键，而这也适应了数据爆炸性增长下数据中心的发展趋势。

有数据统计，近10年来，服务器数量增长了6倍，存储增长了69倍，数据中心每年的能耗费用增加了18%，这些都给企业带来了沉重的成本压力。在中国，许多企业制定数据中心决策时都会以为其行业或城市构建最大的数据中心为己任，盲目追求大规模，而忽视了整体效益，这种布局观无疑使本来就成本沉重的数据中心建设雪上加霜。

IBM的“罗利模式”告诉业界，数据中心其实可以很“经济”，而这种实用的理念与高效、节能并不矛盾。那么，“罗利模式”究竟是什么，它有哪些关键点？近日，本报记者亲赴美国罗利，深入采访了IBM罗利数据中心的相关负责人，并期望以此文为国内的数据中心建设提供有益借鉴。

“实用主义”

催生模块化设计

一座数据中心建成不到5年，高速的业务增长需求已经使其不堪重负，数据中心究竟还能支撑多久？没有人能说得清楚。这种情况在中国并不只是个例，数据中心建设缺乏战略规划已经成为许多企业开始重视的问题。

毫无疑问，数据中心建设必须有战略规划，盲目追求大规模或者走一步看一步的“短视”做法都不是能够支撑数据中心长久发展的观念。那么，数据中心的建设需要具备怎样的战略思想？

“一个数据中心数百万美元甚至上千万美元的投资，需要持续运作20〜30年，但IT技术或计算模型却每两到三年就会发生变化。什么样的方法既能保持数据中心的长久生命力，又能应对数据激增所带来的成本压力？”IBM副总裁Steven Sams认为，模块化的设计能保证数据中心的“随需应变”，而这也是为什么罗利数据中心能够实现经济高效而又智慧节能的关键。

作为IBM第一家企业级模块化数据中心，罗利数据中心是由一座制造工厂改建而来的。IBM工程建设服务总监Philp Calabrese向记者介绍，数据中心占地面积1万平方英尺，现在已建成6000平方英尺，而剩下的4000平方英尺完全可以根据用户的需要快速部署，一边使用一边建设，这主要得益于模块化的设计思想。

什么是模块化的设计？“就是让数据中心具有可伸缩的规模，当我们需要时，我们便会增加数据中心容量，使用模块化方式增加UPS的容量、冷水机组的数量和电气开关装置的数量，可以根据需求随时进行扩展。”Philp Calabrese这样向记者解释。

调查显示，数据中心的资本成本中60%来自于机械与电气系统，而后期的运营成本更是高达前期成本的3〜5倍。模块化设计的数据中心可以有效降低企业的前期成本，延迟40%〜50%的数据中心生命周期成本。

近些年，模块化数据中心的概念也在中国悄然走红，但是能实现真正意义上的“模块化”却不多见。模块化并不是走一步看一步，而是在全面、合理规划下，实现按需取材和快速部署，像搭积木一样地建设数据中心，这将使企业的战略规划面临极大考验。

在参观数据中心时，记者看到整个数据中心的规划非常清晰――N+1的基站为停电时紧急发电留出了充足的备份；水冷系统能够实现冷热水循环交替，冬天时，热水还可以用来为整栋大楼供暖；湿电池组能够在断电的情况下为数据中心提供15分钟的供电，这所有的一切都为上千台机柜能够正常工作提供保障。

Philp Calabrese提到，从基站到水冷系统、从电池组到机柜摆放，模块化数据中心的机械和电气设备将支持每个模块，“我们已经安装了必需的基础设施，比如空调管道的预设可以支持以后增加的其他机房空调，为此，我们只需多付出5%〜10%的成本，而不必日后再用多出30%的费用去安装设备。这一切都取决于初建时的合理规划。”

云计算为高效护航

目前，全球积累的数据数量之庞大是人们无法想像的。有数据显示，在短短3年内，IP流量总数预计将超过1.2 zettabyte（即1.2兆兆亿字节）。要获得数据背后所蕴藏的价值，就要拥有强大的数据分析能力。在这种情况下，企业需要通过基于云计算模式的优化系统来实现大规模的数据优化与分析，IBM将这一模式称之为“智慧的运算”，它是实现“智慧的地球”战略的重要技术手段。而数据中心所具有的数据分析与管理的强大能力，使数据中心成为承载“智慧的运算”的一个理想平台。

其实，IBM自身也是云计算的受益者。在IBM全球，跨越6大洲的3.5万多名IBM市场人员日常采用IBM基于云计算的Marketing Operations解决方案进行跨地区协作；超过1.9万名员工采用Blue Insight，这是全球最大的业务分析私有云技术，它整合了近100个不同信息仓库和数据库的信息，为IBM节省了数千万美元；此外，IBM中国研发中心以及美国和印度呼叫中心团队的1200多位用户已迁移到桌面云环境，使客户端配置节省了20%〜30%。

“云计算带来了经济高效并且灵活的选择。利用云计算，IT专家能够在数据中心之间动态迁移工作负载，或者在需求高峰期间将工作负载迁移到公共云，释放出内部容量。”作为IBM云计算数据中心之一，IBM全球信息科技服务部市场总监David Lapp向记者详细介绍了罗利数据中心的云计算服务模式，并由此阐述了IBM的全球云计算服务，这也是中国记者首次了解到IBM全球的数据中心云计算部署。

数据中心为企业提供的云计算服务划分为两大类――“Enterprise”和“Enterprise+”。“Enterprise” 是一个敏捷的云基础设施，为企业提供类似Iaas（基础设施即服务）的模式，旨在提供能够快速部署、高安全性的企业级虚拟服务器环境，适合用于开发和测试活动。因此，“Enterprise”的客户是以研发为主的企业，IBM为其提供云计算服务的系统和软件，以满足客户的业务需求。

“Enterprise+” 则是由IBM所有并运营的一个可以实现自我配置的云基础架构，主要针对企业的核心业务流程。通过“Enterprise+”的交付服务，企业可以提升工作流的反应速度并降低成本，多层次的隔离和99%的可利用性对客户意味着可以放心地把业务核心流程放到云上去。

在罗利数据中心，客户可以选择最优的解决方案，将公共云和私有云结合在一起。识别工作负载特性是将云计算与整体IT策略整合的第一步，是公共云的理想应用；相互依赖或安全性要求更高的数据库和应用工作负载更加适用私有云。目前，罗利数据中心的公共云方案中包括了桌面、测试和开发的解决方案，其中每一个解决方案都可以大幅度降低总体拥有成本，最高可达40%。

David Lapp在和记者交流时表示，业务流程的重新设计、跨越异构环境和用户的无缝整合、完整性与安全性是成功实施云计算的三个关键挑战。“无论是公有云还是私有云，都意味着理念的全新改变。”

打造“服务管理”能力

对于数据中心，物理结构、系统利用率与可用性并不是所关注的全部，其交付能力、应对变化的能力以及预测容量需求和系统异常的能力更能考验数据中心的生命力，这些被称为“服务管理”能力。IBM对CIO的一项调研报告指出，数据中心未来容量可能存在减少50%或增长200%的突况，因此，运营好一个数据中心往往比建设好一个数据中心需要面对更大的挑战。

如何用系统化的方法管理数据中心的建设和运营？在建立一整套管理运营体系方面，“罗利模式”确实值得国内企业借鉴。在高灵活性的模块化战略选择下，罗利数据中心采用了“所见即所得、集成优化控制、融合流程支持”的一站式管理理念，即针对数据中心的业务类型和个性化需求，无缝集成各种先进的IT 、资产和机房管理的技术、方法和流程，主动有机融合多源监管系统和多源数据，消除传统运营管理的孤岛和“烟囱”效应。

整合的管理模式需要集成化的解决方案，“罗利模式”则采用了先进的软件分析工具和技术，对数据中心的运营进行优化，同时采集详细信息来帮助制定容量规划，以实时监测，实现持续的能源管理。

“罗利模式”集成了IT设备、数据中心，并且构建了楼宇自动化系统，设立了超过8000个分支电路监测点用来自动监测IT系统，利用2000多个传感器采集计算机机房空调的温度，同时还安装了3万多个基础设施和环境传感器。

而这所有的数据均被软件加以集成、分析。在数据中心，记者能清晰地通过IBM Tivoli软件从显示屏上看到整个区域的温度显示，绿色代表温度较低、红色则代表温度较高，IBM卓越工程师、Tivoli行业解决方案首席架构师Jim Fletcher向记者介绍，在集成化的解决方案下，所有的设备都变得更为智能。“我们安装新设备，甚至在订购前就可以从软件中了解电力、占地面积和冷却等方面的需求量；基于采集的传感器数据，能够产生3D热量图；利用先进的计算机建模技术，还可以模拟服务器摆放的场景，从而确定最为理想的服务器部署。”

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“罗利模式”的高能效方法

罗利数据中心高能源效率方面的最佳实践每年为IBM节省180万美元的成本。而如何实现高效能，有时往往并不是采用多么先进的技术，“经济实惠”也同样能够达到高效能的目的。

IBM院士、首席工程师Roger Schmidt是“Heat Exchanger-Rear Door（背式热交换）”专利的发明人。这种专利技术通过改变机柜的摆放方式就能将整体温度降至26.25摄氏度左右，而一般的机柜温度是37.5摄氏度左右，有时甚至能达到50摄氏度。

背部是机柜散热温度最高的部位，这种摆放方式即将机柜背对背摆放，将热空气集中在中间；而装有水冷装置的机柜正面则释放冷气，如此做到冷热空气隔离并循环交换，能迅速降低机柜背部所散发的热气（如图）。在罗利数据中心，记者所见的机柜全部是背对背摆放，仅这一项技术就能将机柜温度下降10摄氏度左右。

此外，还有供水侧节能装置的自然冷却技术，即使用室外较低温度的空气对数据中心进行冷却，这样每年能节省44%的能源成本；计算机机房空调水泵和冷水机组，可以按需进行制冷量的调节，大幅降低了功耗；而高效UPS系统和配电系统，则带来了大量的能耗节省，3年之内便可收回全部投资。