泛达李大鹏：泛达数据中心能源解决方案

　　2015年4月15日，由中国计算机报主办，中国计算机行业协会、中国计算机用户协会、中国信息化推进联盟数据中心专业委员会协办的“2015年第八届中国数据中心大会”在京召开。以下内容是美国泛达网络北京高级技术顾问李大鹏发表的题目为《泛达数据中心能源解决方案》的主题演讲。

　　李大鹏：各位好，很高兴今天下午跟大家交流今天下午我想跟大家分享的主题是如何针对数据中心的节能以及成本的优化我们能够做的一些工作。泛达可能在很多的同事或者客户的心目中，或者我们在过去有一些清晰的认识。泛达是一家美国企业，一直从事机房和楼宇之间的基础设施的建设。我们主要相关对基础设施里面包括比如说机柜、比如说乔架甚至标签表示，以及基础设施管理的小的辅件，我们都有一些产品和设计。今天我们主要对数据中心做一个相应的考量。稍候我还有一些图表帮大家算一笔帐，我我们在机房里面如何优化我们的建设成本和运营成本。

　　算帐之前我们先来看一个比较简单的机房。这个机房是在美国的一个数据中心，这个数据中心建立已经有两年到三年的时间了。其实建立以后到今天一直运维的。我先介绍一下这个机房的背景。在建立之前当时也是赶上我们数据中心的大集中的一个方式。当时的思科在全球大概有50几个机房，它希望它的机房进行整合和融合，尽少的减少管理的方式。它从原有的50几个机房减少到20几个机房。这个数据中心对思科非常重要。由于非常集中的在一个机房里面，因此对机房的无论是能耗，连接、管理都提出相对比较大的挑战。

　　其实如果我们经常去进入数据中心或者机房看到，这个图片还是有一点不一样。这个机房无论片花还是地面，都没有任何的结构的。和我们经常进入的机房有一定的区别。为什么这样做?思科在建立机房之前也花非常多的时间和力气对整个机房的能源的优化做了相当多的考量。那么这个机房全部是采用整个机房的这个热通道封闭系统。我们过去讲机柜的时候经常会讲到机柜的通风率，有的客户希望越高越好，就希望把所有的冷风传递给设备服务器。但是整个机房里面热能的机柜在后面的实体是没有任何通风的，它都回流到空调的回风口。每个机柜都有对应的安全。这样的话所有的热风都可以回到空调的地方，提高机柜的效果。

　　除此之外还可以看到一个比较明显的效果整个的机柜是白色的，通常我们的这个机房看到机柜都是黑色的。为什么采用白色的机柜?就是它希望尽量的降低整个机房的能耗。我们之所以采用白色的机柜。第一，白色相对来讲更不一样一些。整个机房由于采用的是LED照明，它进一步希望整个机房能够更明亮一些。另外一点，白色通常来讲对热吸附并不是很敏感，夏天我们穿一个白色衬衫会更凉快一些。这个方方面面动对这个数据中心进行了考量。

　　我们在建设我们自己的数据中心的时候，我们也要考虑很多。我们知道机房是一个相对来讲一个比较大的课题，里面不仅仅有送风、制冷包括设备的管理等等，那么很难有一位专家能够把整个机房的所有的面都考虑情况。因此我们要看看在机房里面到底有哪些在我们建设初期占有率比较高的地方。相对来讲这是一张我们在行业里面第三方拿的图，很清晰。在黄色的占比的部分，全部都是我们设备的投入，几乎占到了整个资本投入的70%到85%，那么是相当高的一个份额。

　　同时我们之所以有这样的投入，在后期的时候如果我们希望将这些设备可以良好的运营起来，那么也需要我们对这些设备进行供配电、进行管理进行能耗的管理。我们从过去到现在，从过去的机房到今天的模块化，我们的机房大概分了几代的演变，但是我们从中看到一个比较容易可以找到的规律，就是我们可以看到从80几年到今天，机房有一个非常重要的演变，就是 我们对能耗的要求越来越高，对能耗的要求的排放越来越高，这时候我们希望将我们的POE值降得越低越好，希望对我们机房的考量越来越重要。

　　为什么我们要考虑我们的能耗PUE值呢?PUE大家已经很清楚了。我们从PUE的2.0到1.5，我们付1.7毛电费的话，从1.0到2.0的降低，大概能够降低45%的能耗，我给大家介绍的是六万千瓦的一个机房，这个最后给我们节省大量的成本，帮助我们去节省去升级和运用机房。今天的话，我希望跟各位介绍一下我们泛达如何来帮助我们的客户去减少我们的排放，去减少我对整个机房的运营的成本的投资。

　　泛达主要通过四个方面来帮助我们去减少成本的这种控制，包括空间、包括硬件、电源的能源，以及包括运维四个方面。最多可以降低多少?最多可以降低40%，如果过去每天我需要花一百块钱，那么今天我只需要花六十块钱，是一个非常显著的一个能耗的降低。

　　从节能的角度来讲，我们做了一个整体的一个热量的一个管理，其中我分散开来，那么中间密封到封闭到风控。把我们的机房比成自己的建家里的话，我们在夏天的话我们每个人的个体类似于我们的机柜，或者是我们的每个舍。我们尽量将我们的空调，我们在最小的成本下，使我们的设备得到更好的通风和效率的结果。所谓的逆风就是当我们的家里的夏天到了，我们需要开空调，第一件事情做什么?我们一定要把我们的门窗进行关闭，保证我们的冷气外气，在机房也是一样的，帮助我们进行正比的控制。倒风也要有理解，感觉我们我虽然把家里的门窗都关上了，但是依然不够凉爽，我第一个事情要站在空调底下。泛达也通过这样的方式将机房和设备进行冷却。

　　我们先看第一个解决方面密封。我们知道在机房里面很多客户在进机房的时候，尤其是一些认为自己的机房要发电的时候，他通常做一个事情，需要把空调和冷风送风的问题设好。我进机房之前如果有条件和环境的话，我们进去之前会借一件外衣，很多的客户为了让机房更安全，那么机房的温度会降到很低，保证设备很好的运行，避免热电的存在。针对我们机房各个的角落，把溢出的地方进行一个封堵和阻塞。我们会做很理想的规划，比如说我可能需要一百台甚至更多的机柜，我们可能需要更多，我们可能仅仅使用50台，剩下的机柜没有装设备，没有装设备的机柜却承载了设备的热风道的一个设备的载体。如果没有设备进行制冷，这时候冷风会直接推向热风。

　　那么泛达提供一些相对的短版。这个时候我们很多客户觉得挡板。泛达还会提供一个比较有简单的东西，就是在我们的屏幕的左下脚，它是一个拉链。安装的时候一个一个的机装，当拆下来我可能没有办法来使用。我主要提供的产品是什么呢?提供我的导言，我一次性使我的机柜从4U到4U就逐步的结合起来，这样的话我们一次性一个设备解决了我们42个所有的挡板的困惑。

　　除此之外泛达还提供一些没有，比如说胶带，比如一些封套，帮忙我们机柜在角落里面进行封闭。除了机柜以外，泛达还会提供一些相对的导风，假如说不是家里的冷风不够用的话，在我们的卧室也会加一个空调。那么相对来讲比较理想，比如我的服务器和我的存储，大部分机房满足我们机柜的前期冷风，后排热风，也就是满足了我们的机柜的冷风道和热风道。那么在前段时间的时候，我也是和我的客户在BAT其中的一个客户，他们在每个机房里面都有一个核心的交换机，这个交换机通常由于密度过高，带宽过大它的设备的散风方式是有很大的差别。通常是测接风，假如说一台设备的话，有可能造成单个机柜的热量循环，如果有更多交换，会有一个热传递的问题。我们可以看到假如说单个的核心的交换机，由于它是侧排风，热风很难在前面排出去，这个时候会形成一个循环。泛达专门为这个核心交换机做一个导风槽。

　　这是一个我们在实验室做的一个案例。我们可以看到由于所有的机柜都是侧接风和侧排风。这个是比较早的案例，大概是三年前。到今天的话核心的交换机的功率越来越大，这个实验已经几乎无法做下去了。之前我们有一些客户有一些类似这样的案例。只有两个核心的这样的交换机。初期的时候可能只有一台核心机型的使用。只是两个机柜。第二台交换机，经常会出现这种重启、死机的问题。发送到热传递，但是在我们传统机柜机房建设的时候，是不知道用那些派风方式的。

　　将每个机柜的风量接近于它正常使用的情况。除了我们核心的交换以外，在更多的情况下我们会遇到我们的猎头柜，在今天我们的很多的客户在使用机柜的时候，就是同进同出，我们光在机房里面的图片会越来越少。什么方式?通常在机房里面是用TUR的方式，我们可能会制定一个介入的交换机。但是我可以想象一下，我们通常来讲所有的服务器全部是前输风和后输风，这个像单个机柜一样，管理机柜内部的服务器。它的面对并不是机柜前端，而是机柜后端。也就是说整个机柜最高的位置，这个机柜内部的所有的服务器，管理所有的服务器。

　　由于这样的特殊位置，造成这个交换机介入我们正常机柜，我们排出的冷风。当它的功率过高的话会出现温度过热。泛达会给这样的交换机提供云平台，帮助它冷风在热风端排出去。

　　除此之外我们在整个机房建设的时候，我们还会面临一些问题。我们在建机房的时候，大部分的客户很难将机柜内部摆满，可能会首先供电的问题，也会受到温度过热的问题。通常在机柜一米八的位置会遇到两个问题。一个问题是当我的冷风不够足的时候，那么我红色部分是温度比较高，那么这样的话造成了我的热风在底部进行一个环节。除此之外，当我的冷风过足的时候，我冷风的逃逸没有经过加热，说明我可能很多制冷已经被浪费掉了。那么泛达通过我们的一些解决方案，帮助我们建立服务器的一个方式，帮助我们客户冷风和热风的混合。方式很简单，在整个冷通道的底部增加一个挡板，这样的话将我原有的冷风道进行一个封闭，这样的话将所有的冷风封闭到这个里面。

　　目前行业里面，国内大部分的客户相对来讲是比较容易的，但是这种方式虽然很容易，但是它对整个机房的温度的降低还是有限，我有的客户希望我的温度可以节省的更好一些。它的方案是什么?将我所有的机房冷通道没有进行冗笔，在机柜的底部回到我的空调回风口。我们看到的思科机房它使用的全球的热通道的系统，将我的机房的效果会更好一些。但是当我进行更高封闭的时候，在前期我需要和我的空调和我的配电和我的布线通常会进行这种交界，可能还会碰到照明各式各样的问题。同样，我们还有很多客户，我的机房已经建好了，但是我仍然会碰到冷通道热通道泛点的问题，那么我们泛达可以给大家提供通用的解决方式。泛达通过一个通用的解决方案帮助你们的机房进冷通道和热通道的封闭。

　　这是我刚才介绍了很多冷通道和热通道这种建立的方式。我为什么这样做，其实我们背后是帮助我们的客户去计算一下到底我们的机房里面，通过这种方式能够节省多少成本。这个事情我们之前早有耳闻，但是到底能帮我节省多少钱，到底我的投资的投入能不能收回我的成本投入?那么我们有一个简单的机房，我们可以看到分了大概ABCD四个区，A区是我们的设计区，大部分机房是我们的设计区。B区是我们的存储区域。C区主要是我们的MPA区，最后一个区是空调的制冷区。无论是五百的机房还是五万的机房，所有的机房都会进行模块化的处理。这样的机房更有典型性。

　　这个机房部分的一个背景。这个机房大概500多微米，整个机房有180多个机柜，每个机柜的扩展大概8.7千千瓦，也跟目前我们国内常见的机房非常的相似。在我们什么也没有使用的情况下，我们只是增加了一些负载，那么这时候看一下机房里面出现了什么事情?也就是说通常90%的机房会出现这样的问题。其实这是一个CFD的分析，根据不同的颜色来判断我整个机房的排部和状况。那么也就是红、蓝，相对来讲非常的清晰。那么在自己的热风区，冷风在自己的冷风区。但是我们可以看到在第一排，第二排，甚至在第四排，我们可以看到一些红色的地方，说明我们有一些冷风热风混合的地方，只要有混合，说明我们的冷风就被浪费掉了。相对来讲有一些相对比较蓝的地方，第三排是冷风比较集中的东西，大部分的冷风在是这里的。

　　在这个环境情况下我们进行了一个改造。将这个机房改造成为一个冷风道的系统。那么改造完以后，第一组机柜和第二组机柜成为了一个小组，将冷风道进行了一个封闭，那么中间的蓝色非常的清晰，那么两边是红色。所有的冷风，到了第三组和第四组，由于有一些核心的MPA区，由于设备的科技型，这时候我没有办法做到这个完全的封闭，那么基本上会有一些混合的现象。

　　将我们的冷风道拆除，在每个机柜顶部，我们增加了一些通道。整个机房相对来讲变成了一个冷值。那么效果相对来讲会好一些，但是依然会有一些相对比较热的地方，由于设备没有办法安装热通道的设备。这个是我们的检测的结果。由于三组，第一列是我的所有的设备在通常的情况下的方式。第二列是在冷通道的一个结果。第三列是做热通道封闭的结果。最后一列冷通道和热通道同时使用的情况的结果。相对来讲是比较严苛的环境。那么看，所有的负载是一样的，因为我负载设备没有变化，我变化只是对机器整体的冷风热风的管理的方式。这个气流没有调整，但是冷却气流我们做了调整。我们可以看到我们的冷风由28万降低到了20万。

　　再看看我的整个空调的回风口的温度。30华氏度的一个计算，也是从59提到78。我们机房的温度越高，其实整个的能耗节省的效果会更好。理论上是有一个值，就是说当我的空调的送风口的温度每提高一度，每年的耗电成本大概是节省5%左右。后面的话还有一个数据，相对比较专业，我们可以自己看看，但是我们最终有一个结果出来，是我们整个机房的耗电的结果，再加上每度电的成本。那么在一个外部的机房里面，我可以节省40万美金，这是我实实在在的数据，我们的机房到底是那种方式更有效的。

　　我们家里的客户去买节能灯，我们客户觉得节能灯很省电，但是家里面还是用一块钱的灯泡。我们很容易用这样的方式告诉客户，在未来有效的环节下节省很大的成本。

　　除了我们的能源的节省以外，万达还在我们的基础设施上做了一些相应的工作。比如说我们帮助我们的客户做线缆的升级整理。泛达是一家基础设施的提供商，主要的设备以外，还做很多线缆的设备。在国内有很多客户，在考虑线缆的时候，就做一件事情，看我的线缆到底有多种，里面到底占多大份量。泛达往往与我们客户做的是与事实项背的。我们通常做一些更细的电缆，在原有的带宽之内做一些优化，目的是在我们的机房寸土村金的地方，在我们的机房里面在未来升级有一些更好的余地。

　　除此之外在整个机房设备管理的时候也做了一些相应的优化。在过去在机房里面我们会安装一些电架，做一个电阻的一个连接。在过去的话，在机柜的底部配合交换机和设备。进行弱电的这种传输。泛达为了节省每个机柜的空间，将过去原有水平的配线调整为垂直的配线。将原有的很多两米、三米，调整为20公分。线板更短了，这样我们的客户在管理设备的时候会更加的容易一些。

　　这个我们做了一个计算。在每六个月我们可以帮助客户节省出一个机柜的空间。在机房寸土寸金的地方，用于将来的管理和使用。除了机柜内部，我们还在机房里面做一些事情，比如说在我们存储，在我们做配线的时候也不是很容易。我很多客户讲，对不起我没有这样的环境，这时候我在我开放的网络下，安装配线，甚至交换机，甚至一些管理设备。将我原有的设备从机柜内部拿出来放在我的桥下，现在的话可以随时的移动和管理。

　　除了我们降低了能效，节省了空间以外，泛达还可以做节省我们机柜的通道的安装时间。我们过去的话传统在使用机房里面离不开一件事情就是调价，但是我们所有的设备摆放完以后进行链接。通常的方式下我们在机房的内部做很多线的连接。泛达通过一些机柜的总线棒，在每个机柜上一个非常简单的一个帽子，进行铺设和安装，而且不需要大规模的明火的安装，随时可以调整。

　　除此之外，泛达在机房内部还做这个所谓的 。今年的话泛达为客户，通过像我们插一些USB口一样，人工只需要一个插版，需要配合的问题一次性解决了。同时我们还配合我们整个机房提供了一个整体的基础设施的管理方案，将所有的文本进行电子化，可以看到机房的温度、亮度还有资产的容量。

　　泛达还帮助客户进行前期有利的规划。很多客户在设计完了以后非常的漂亮，无论是CAD图纸还是设计图纸都非常的漂亮。可能在设计的时候并没有很好的清晰。泛达，为机房每个亮点的每个位都非常的清晰。这个是我们通过软件进行模拟的结果。机柜里面的所有的设备，在设备前期都可以非常清晰的定义好。我们每个设备后面有多少的亮点都可以清晰的看到。

　　通过我以上的综述，帮助我们客户减少40%的能耗减少，通过我们的空间节省15%的空间，通过线缆节省了30%左右的安装时间，以及预连接节省了30%的安装时间，降低了客户的安装、实施、运行的成本。如果客户有兴趣可以跟我们的工程师团队进行沟通，谢谢大家。

(本文不涉密)
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