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1、 关于关于“系统模块化系统模块化”与模块化与模块化UPS 2009年10月数据中心基础设施存在的问题数据中心基础设施存在的问题 1 1 生命周期成本问题：生命周期成本问题：优化投资问题、装配速度问题、服务费用问题、投资风险问题、降低能源消耗问题2 2 适应性和扩展性问题：适应性和扩展性问题：容量估算过高问题,系统和部件的标准化 与规范化、不可预测的功率密度问题、如何适应不断变化的其他需求3 3 系统可用性问题：系统可用性问题：减少人为操作失误问题、提高系统可靠性、减少引起 大面积故障的隐患、保障系统的可修复和可快速修复功能4 4 管理性问题：管理性问题：系统集中管理问题、UPS输出分路管理、监
2、控负载机柜电源状 态、线缆管理、预防性故障分析等问题5 5 维护服务问题：维护服务问题：降低系统的复杂性问题、减少平均维修时间MTTR的 问题、供应商之间的相互推诿的问题,同一维护合同需求问题数据中心对基础设施设计理念的变化数据中心对基础设施设计理念的变化1 1 从单台设备性能向整个系统设计变化供电从单台设备性能向整个系统设计变化供电2 2 对系统可靠性向可用性变化对系统可靠性向可用性变化3 3 提高系统的提高系统的“适应性适应性”4 4 管理功能的智能化、集中化和网络化管理功能的智能化、集中化和网络化5 系统模块化设计理念系统模块化设计理念 是信息系统基础物理设施的最基本的法则是信息系统基础
3、物理设施的最基本的法则现代信息系统对基础设施的一个基本要求是：该系现代信息系统对基础设施的一个基本要求是：该系统必须能连续工作统必须能连续工作一个能连续工作的系统必然是一个能够修复和可快一个能连续工作的系统必然是一个能够修复和可快速修复的系统速修复的系统一个能修复和可快速修复的系统要求组成该系统的所一个能修复和可快速修复的系统要求组成该系统的所有子系统都必须有模块化功能有子系统都必须有模块化功能系统模块化设计理念系统模块化设计理念-是信息系统基础物理设施的最基本的法则是信息系统基础物理设施的最基本的法则目录目录一、可修复和可快速修复功能是提高可用性的关键一、可修复和可快速修复功能是提高可用性的
4、关键二、二、“系统模块化系统模块化”是可修复和可快速修复的根本条件是可修复和可快速修复的根本条件三、模块化系统的优势三、模块化系统的优势四、模块化系统对基础设施商业价值的贡献四、模块化系统对基础设施商业价值的贡献五、五、“模块化模块化UPS”UPS”是最高级别的模块化系统是最高级别的模块化系统一、可修复和可快速修复功能一、可修复和可快速修复功能是提高系统可用性的关键是提高系统可用性的关键提高设备可靠性MTBF是有局限的：成千上万的元件、器件、焊点、连线 受元器件和设备厂家的技术水平、技术革新限制，整机厂家无能为力降低MTTR对提高可用性是最有效的：设备的可修复性模块化；可快速修复能力-无工具安
5、装，可插拔修复；冗余容错系统可认为：设备故障不影响系统运行，可靠性高；或：设备故障可在不影响系统运行的情况下修复，修复时间为零；二、二、“系统模块化系统模块化”是可修复和可快速修复的根本条件是可修复和可快速修复的根本条件模块的基本特征：模块是系统中一个可独立运行的单元；结构上整体安装、拆卸、更换、移动；相同单元可冗余并机运行；系统模块化概念：系统中任意一个子系统都具备模块化特征系统模块化要考虑的内容设备安装空间：可在线维护、拆卸、设备扩容、移动、更换PDU及线缆铺设：可在线扩容、更换、重组（不允许带电操作）致冷与通风：出风口风量调节和位置变动,冗余模块和在线维护.子系统包括：供电设备：诸如UP
6、S、输入输出配电、ATS、STS、变压 器、机架PDU等；空调设备：空调机、新风机、风道、机架级通风装置等；高密度机架系统：供电、制冷、线缆管理、物理结构等；标准化的模块化布线：一根：一根线缆、或标准的线缆模块冗余配置的模块化子系统模块化系统可插拔更换修复和冗余配置的模块化子系统可插拔更换修复的模块化子系统 模块化系统的四个等级模块化系统的四个等级系统可修复的必被条件系统可快速修复的条件系统可修复且不影响系统运行系统可快速修复且不影响系统运行三、模块化系统对基础设施商业价值的贡献三、模块化系统对基础设施商业价值的贡献数据中心基础设施的商业价值数据中心基础设施的商业价值商业价值商业价值可用性可用
7、性适应性适应性总拥有成本总拥有成本部署速度可扩展的能力重新配置的能力适应性适应性适应性适应性模块化/标准化 模块化与标准化对提高系统适应性的贡献模块化与标准化对提高系统适应性的贡献提高部署速度：提高部署速度：便于合理配置系统结构（物理排列、设备数量与类型）；灵活性为边成长边投资提供条件；标准化批量生产现货供应，提高了交货速度；结构和连接方式的标准化，现场配置速度加快；标准化模块可在工厂进行模拟连接并预测试，提高了系统 调试速度；标准化和模块化对提高适应性的贡献标准化和模块化对提高适应性的贡献可扩展的能力：可扩展的能力：可使IT 空间的配置达到最佳状态；扩展时无需重新对整个系统进行工程设计；扩展
8、时无需关闭关键设备。可控制系统规模“最优化”标准化和模块化对提高适应性的贡献标准化和模块化对提高适应性的贡献重新配置的能力重新配置的能力：模块化组件可整体移动安装，便于重新排列并重新连接；为重新配置不同级别的冗余、不同电压或不同连接类型 提供了可能性；将重新设计的需要降至最低；并最大限度地提高了将现有设备重复用在新配置中的能力。标准化和模块化对提高适应性的贡献标准化和模块化对提高适应性的贡献减少了MTTR提高了可靠性减少了人为错误模块化模块化/标准化标准化可可可可 用用用用 性性性性模块化与标准化对系统可用性的贡献模块化与标准化对系统可用性的贡献提高可靠性：提高可靠性：标准化易于批量生产，降低
9、了生产缺陷；模块化可返回到工厂处进行维修，提高维修质量厂修复的 模块发生新的故障或无法恢复到满负荷工作状态方面的概 率要低500-2000倍；标准化连接可以按照与现场同样的方式在工厂内进行预配 置、预测试，发现解决系统问题；模块化便于内部冗余以及热插拔更换；标准化的设备监控系统可以方便地进行前瞻性维护；标准化可减少预防性维护量，提高使用维护质量。标准化和模块化对提高可用性的贡献标准化和模块化对提高可用性的贡献减少平均恢复时间减少平均恢复时间 (MTTR)(MTTR)：模块化可以对故障模块拔插更换；标准化可使系统更容易理解与操作，加快问题的诊断速 度和正确性；提高用户自己进行诊断和修复的可能性。
10、标准化和模块化对提高可用性的贡献标准化和模块化对提高可用性的贡献批量生产的优势批量生产的优势 成本更低 质量更高 更易于维修 产量更大 交货速度更快减少人为错误：减少人为错误：标准化使设备与程序的功能更加透明，操作更加简 单，并更容易学习；维护和操作高度程序化，减少和消除人为错误标准化和模块化对提高可用性的贡献标准化和模块化对提高可用性的贡献减少了资本成本减少了非能源运营成本减少了能源成本模块化模块化/标准化标准化总拥有成本总拥有成本总拥有成本总拥有成本总拥有成本总拥有成本模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献投资成本：投资成本：紧密配合当前需求规划；简化整个
11、部署过程中的每个步骤，缩短了时间；减少现场系统安装工作量；可扩展性，并简化了设计和安装过程；将设计咨询和定制安装服务的需求降低最低。模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献非能源运营成本非能源运营成本：设计变得简单、易于学习，培训效率可以更高；运营/维护程序高效并减少出错的几率；标准化设备与程序易于理解，维护工作可以由 IT 人 员来完成；标准化的设备监控系统，易于掌握，可方便地进行预 测性维护；标准化的模块化组件可以直接拔下以进厂维修，维修 质量高，成本低；可用性整体提高，与停机有关的问题的需求也减少。模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献模块化与标准化对降低总
12、拥有成本的贡献能源成本：能源成本：按照需求规划基础设施，增长添加新的组件，降低供配 电和制冷量。标准化模块化设计提高了设备间和设备负载的匹配，提 高设备工作效率，减少实现冗余所需的 UPS 模块的容量；模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献模块化与标准化对降低总拥有成本的贡献提高系统可用性提高系统适应性降低总拥有成本可修复的系统可连续工作的系统系统模块化设计可插拔更换的系统模块化设计可快速修复的系统可冗余配置的系统模块化设计减少单路经故障点降低MTTR提高MTBF子系统标准化系统模块化设计设备工作效率提高避免过度规划降低一次性投资提高部署速度提高系统扩展能力可重新配置能力系统模块化设计降低备件成
13、本系统模块化设计系统模块化设计降低运行能源成本系统模块化设计降低维护难度降低非能源成本系系统统模模块块化化设设计计的的优优势势系统模块化设计减少人为错误模块化结构降低非设备资本成本简化规划、设计、安装流程系统价值=可用性适应性总拥有成本五、五、“模块化模块化UPS”UPS”是最高级别的模块化系统是最高级别的模块化系统 可插拔更换修复和冗余配置的模块化系统可插拔更换修复和冗余配置的模块化系统系统可快速修复且不影响系统运行系统可快速修复且不影响系统运行模块化模块化UPSUPS系统结构示意图系统结构示意图N+1功率转换模块 N+1 电池 模块 输 入 配 电 输 出 配 电 集中静态旁路 维护旁路1
14、+1控 制 管理模块模块化模块化UPSUPS的可靠性的可靠性1+1冗余并机和4+1模块化冗余并机的可靠性差别及与负载量的关系 可靠度R(t)100%负载 75%负载 50%负载 UPS单机或功率模块 0.99 0.99 0.99 单机1+1冗余 0.9999 0.9999 0.9999 模块化4+1冗余 0.999 0.99999 0.99999995模块化模块化UPSUPS的可用性的可用性1+1冗余并机和4 4+1模块化冗余并机的可用性差别及与负载量的关系 可用性A(t)100%负载 75%负载 50%负载UPS单机（MTTR=8h）0.9999 0.9999 0.9999 功率模块（MTTR=1h）0.999990.999990.99999 单机1+1冗余0.999999990.999999990.99999999 模块化4+1冗余0.99999999211谢 谢