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如何经济而高效地提升数据中心的容量

一种技术结合了智能软件和专用的电力控制硬件,将电力转换成可以在整个数据中心内动态汇集的资源。

作者:布加迪编译来源:51CTO|2018-10-26 08:00

【51CTO.com快译】传统的电力架构让大型数据中心无法扩展以满足需求,同时又保持冗余和可用性。本文介绍了结合基于策略的电力管理和专用的电力控制硬件如何帮助它们同时做到两者。

更智能的冗余电力管理

全球计算容量在发生变化:大中小企业正在将工作负载从自己的基础设施转移到云端,被OpEx成本模式、灵活性和几乎无限增长的空间所吸引。消费者也日益使用云(有时没有意识到这点),存储从电子邮件、文档、照片到健康数据的所有内容。

随着全球需求不断增长,构成“云”的庞大网络数据中心正被推向极限。许多运营商不断地处理资源,确保能够满足每个客户的要求。

云电力挑战

最稀缺的资源常常不是服务器或存储容量(购买比较容易),而是电力。增加数据中心的电量可能需要进行复杂、昂贵而耗时的基础设施升级。

数据中心运营商正在设法优化用电方式。已出现了更高效的冷却和湿度控制系统,使用室外空气和雨水,而不是传统的空调。现代服务器也更高效,闲置耗电量低。因此,大型数据中心现在可以获得优于1.2的电力使用效率(PUE)。

以2N数据中心为例,有一种新方法可以进一步利用现有的电力拓扑结构,因而可靠地为额外机架(以及因此的额外收入)留出余地。想了解它,不妨看一下2N冗余机制。

数据中心的2N冗余

传统的2N数据中心使用一对不间断电源系统(UPS)。每台UPS必须能够自行为数据中心的所有工作负载供电。但在大多数时候,两台UPS都投入运行,这意味着两台UPS运行时都不超过额定容量的50%。因此,只有在紧急情况下或在计划维护期间,才动用两台UPS上最多50%的剩余容量。

2N冗余还假设数据中心的一切都是关键任务系统,而且全天候运行关键任务。实际上,通常情况并非如此:比如说,测试、开发及其他非生产环境通常不需要高可用性,甚至不需要一直运行。同样,生产系统可能在某些时候才需要高可用性。

作为一应俱全的方法的一部分,始终提供全面的2N电力冗余,可以防止数据中心的大部分电力被用于别处。

因此,即使有场地装得下额外的服务器,数据中心可能也无法为其供电。

更智能的电力管理

一项开创性技术将智能软件与专用的电力控制硬件结合,现在可以将电力转换成可在整个数据中心内动态汇集的资源。

对于运营商来说,这非常重要。运营商可以放心地获取以前为了冗余用途而搁置起来的电力,因而为其他非关键工作负载留出了余地。至关重要的是,即使一台UPS不可用,运营商也可以在不影响关键任务型2N工作负载可用性的情况下做到这一点。

工作原理

SDP软件每秒从每个机架中的电力控制硬件收集数据。它利用预测分析和机器学习来处理这些数据,全面了解数据中心的总体电力需求后,为每个控制单元发送针对特定设备的电力策略。

这些策略每隔10秒发送给控制硬件,含有关于其中一个UPS不可用时该怎么办的操作说明。如果发生这种情况,电力控制硬件将自动执行以确保2N机架仍然正常运行,非关键机架则关闭。这种关闭可能立即关闭,也可能在预定义的滞留期之后关闭,以便正确地关闭或迁移工作负载。

调峰(peak-shaving)和动态冗余是采用的两种最有效的技术。

调峰

调峰允许在低用电量期间对电池充电,到时可以用来为峰值负载供电。在这种情况下,第一台UPS失去功效时,调峰可以保护第二台UPS,因为它确保第二台永远不会超容量使用。调峰暂时为系统提供了额外的电力,以便用于初始滞留期,或满足来自2N机架的短期需求增长。

动态冗余

动态冗余可以区分关键(2N)工作负载和非关键工作负载,从而应对这个形势:数据中心中的一切都需要高可用性。借助动态冗余,两台UPS都投入运行时,可以将冗余容量的一大部分用于非关键工作负载。

在这种情况下,只要一台UPS不可用,电力控制硬件就会查看它从控制软件收到的最新策略,行动起来以确保2N工作负载处于活跃状态。

原文标题:The Cost-Effective Way to Increase Data Center Capacity,作者:Mark Adams

【51CTO译稿,合作站点转载请注明原文译者和出处为51CTO.com】

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】


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