华为绿色数据中心解决方案

责任编辑:sjia

2011-10-20 09:48:32

华为 中国区云计算营销部部长 严旭东 华为绿色数据中心解决方案。

企业网领域的第1标杆会展 - 2011 秋季CENCE 中国企业网络通信大会暨展览(含云计算高峰论坛,企业通信高峰论坛两大金牌论坛)进入第二天。作为国内企业网/云计算领域最高端, 影响力最大的会展,本次活动约有三千名来自IT主管,运营商,渠道代理和厂商的专业人员出席,约150家媒体参与报道。大量来自金融保险医疗教育等行业的CIO分享真实的ICT和云计算案例。60多家国内外知名厂商在“两会一展”的平台上展示了其最新的产品及解决方案,吸引了众多线上线下观众的关注。

知名厂商“华为”亮相“两会一展”并发表精彩主题演讲,其演讲主题为“华为绿色数据中心解决方案”。以下是现场快递。(声明:本稿件来源为现场速记,可能有笔误和别字,谨供参考)

主持人:

会议即将开始,请大家就坐。欢迎大家再次云计算高峰论坛现场,昨天的内容覆盖了云计算的基础架构和数据中心等领域。今天的演讲同样精彩,上午是数据中心虚拟化专场,来自国内外著名厂商和运营商,如华为、施耐德、中国电信等将相继亮相。下午将进行云应用服务和云安全专场,同时安排两家来自用户单位真实云案例专场,本年度CENA中国企业网络通信大奖颁奖典礼也将在下午召开。

近年来随着海量数据的扩张,相应行业内倡导绿色中心已成为主流,华为成为绿色数据中心方案提供商,在数据机房方面有着丰富的经验,下面有请华为云计算营销部部长严旭东,他演讲的题目是华为绿色数据中心解决方案。大家掌声有请。

严旭东:

各位来宾,各位同仁,大家早上好!我今天代表华为公司,华为公司在数据中心机房建设方面,特别是有关绿色数据方面的经验分享一下。

我们知道数据中心成为越来越热的话题,特别是今年年初4月份的时候face  book整个服务器的优化有极大的开元。数据中心在互联网这边也有广泛的应用,但是我们的系统,互联网更多的是一个创新,是不是完全这样?我们认为整个互联网背后有很大的数据中心。

数据中心整个基础设施建设也不是说一个非常机械的,有很多创新在里边,数据中心也是一个根,互联网公司的一个根。随着云计算的到来,数据中心发展趋势也越来越蓬勃,包括国际上刚才说的face  book,Google也在扩大规模,Google在芬兰扩建,数据中心的规模也在不断地加大。国内包括知名的互联网公司,百度现在说要建设整个中国最大的数据中心,像其他运营商也在规划大规模的数据中心,而且集中化了,包括选址方面也在参考国际上的先进经验,包括流传北纬40度到50度之间选数据中心的建设更加有优势。所以中国在哈尔滨也成了选址的着重考虑点,这是数据中心本身的发展势头。

数据中心有没有资源条件呢?我们也在看能耗方面的东西。能耗方面,我们知道互联网上任何一个搜索乃至查询最终执行都是在数据中心执行。前一段时间流传了一些比较有趣的故事和说法,曾经有人说GOOGLE一次查询到底消耗多少能耗,网上就议论纷纷,有的说GOOGLE一次查询,一次搜索在网上等于100瓦的灯泡照明一个小时,这个说法是比较夸张的。还有稍微比较低调一点的说法,说的是互联网的两次搜索,能够烧开一壶茶。这个数据无可考究,因为有更严密和精细的数据在里边。

隐含的数据中心的能耗是非常惊人的,规划的数据中心从服务器几千台上万台,很可能到百万台。最终的能耗,现在比较大的数据中心能耗是供3万多人居民日常用电的能耗。所以整个数据看起来还是比较可观的,这个数据相对还是比较能接受的。整个数据中心的能耗占全球总能耗基本数据差不多达到1.5%,发达国家可能会增高,超过2%。

这个百分比不是非常高,也不是非常惊人,原来我们在能耗里边考虑到居民的用电和工业制造等等比起来,整个比例还是非常可观的。所以还是非常有必要重视能耗的节省。

刚才说整个能耗占1.5%,这个比例也是非常可观的。我们再进一步考察,数据中心用了这些能耗具体干了一些什么事情?经过仔细的分析发现整个数据中心的能耗真正做有用的事情,我们说有用的事情到底做什么?数据中心里边最关键的设备就是存储服务器网络设备,这些是真正用电的,或者用电用在刀刃上的能耗。这些能耗长整个数据中心的能耗不到一半,其他能耗到底干什么?像制冷设备,加湿器、空调等等附属的开销会超过将近一半的能耗,整个数据中心的能耗还是有很大的节省空间。

我们适当的量化一下,这是耳熟能详的数据,PUE是能耗比,含量和数据中心到底是多少能耗用来做IT设备,服务器、存储这方面的工作。它的定义就是数据中心总的能耗,就是总的数据中心的能耗比上IT设备消耗的能耗,比值就是PUE。如果我们希望数据中心的效率越高,我们就希望PUE值越小,越来越多的能耗用于IT设备的工作。

我们再看绿色数据中心大的定义,只是一些主流的或者相对得到认同的定义。数据中心能耗如果PUE差不多到1.6左右,我们就觉得数据中心是绿色的数据中心。1.6当前来说不是非常高,因为我们知道业界像GOOGLEPUE值到1.16,Face  BookPUE到了1.19,它采用了非常先进的技术,结合数据中心自然的优势,比如GOOGLE在比利时布鲁塞尔建了一个数据中心,这个设计就充分利用了自然冷却的技术,因为布鲁塞尔全年七天的温度比机房温度高,其他时间都可以使用自然温度。所以整个PUE非常高。在国内,特别是在城市里边有很多限制,华为原来机房就遇到这样的情况,所以在这种情况下就存在一些瓶颈线。

这里有一个大的计算,这个计算假设了一百个机柜,原来的PUE是2.5,如果我们对它进行优化,优化到了1.6,到了绿色数据中心的边界,整个能耗就得到显著提高,明显就是二氧化碳排放量,上千吨二氧化碳的排放量。我们认为节能减排的数据中心,特别是云计算的时候数据中心需要规模化和集中化,更需要节能减排的技术。

我们下面具体看一下华为,华为在绿色数据中心建设方面到底有什么经验?华为做数据中心讨论感觉比较陌生,这个反而不奇怪,因为华为就是做电信的设备供应商,全球在电信设备开始建设的时候,我们也做了很多电信基础的建设,在这些方面经验的传承用于IDC,全球有200多个IDC的交互。云计算有三个端对端的解决方案,包括三个部分,一个部分是绿色IT设备,我们建设数据中心的时候我们要尽量用绿色IT设备,定义也是比较宽泛的概念,什么叫绿色?一些设备器件尽量选择低能耗的芯片,设备散热通风的装置就需要采用一些优化的装置。
  
我们知道有这样的实验结论,IT芯片的设备对能耗的影响,影响差不多是蝴蝶效应,比如说关键地方的芯片整个数据中心为了支持这个网络,可能就会有附加的能耗。芯片上面的原端进行一些节能,会使能耗大大降低。

第二点,数据中心设计的一些方法论,这些方法论包括很多东西,一些配电、制冷、机柜摆放位置都是机房考量的。选址也是非常关键的,机房建设和普通住宅建设有明显的差别,我们在北方的时候,特别是买房子,选商品房的时候一般希望坐北朝南,数据中心可能就恰恰相反。这是数据中心的建设。

另外数据中心交付之后,数据中心周边环境的变化也是一样的,交付之后另外有一种有效方法监控、管理PUE值。整个华为围绕这三点做绿色端对端的解决方案。我围绕这三点阐述一下。

第一个是绿色基础设施,绿色基础设施是IT设备的节能。华为公司大家更多的了解是服务器的设备商,原来我们做服务器是通信、电信的配套,我们在服务器的设备,特别是云计算开始以后IT组件,服务器领域加大一些品牌推广。现在产的服务器在互联网供应商,这些互联网厂商中将近30%,这些比例不断地提高。服务器还是有一些开发能力。

另外是存储系统,华塞这个公司侧重于存储和安全,存储这一块有全系列的系统,包括云存储等等都有相应的解决方案。网络设备大家说了,还有其他安全的,相当于华为能够提供IT基础设施。针对IT基础设施,我们也针对节能做了大量的改进,服务器这一块,我们现在用的是根据系统的复杂程度进行一些CPU的处理,这个技术已经开始做了,媒体网关能耗特别大,在IT设备里边我们考虑同样的事情,包括调频。另外通用的技术,针对每个模块我们都采用了自然风扇技术,我们做了一些芯片,检测整个设备的温度,根据设备的温度调节风扇的风量,调节的幅度可能会更多。这也是一块优化技术。

存储这一块也采用了业界现在说的比较多的大规模的交直流供电技术,这个磁盘如果在长时间,或者设置的时间没有这样操作的话,磁盘会下电。还有一种方法,可能没有下电这么激烈的措施,还有一种情况下是磁盘的转速会降低,我们把磁盘的转速降低也可以达到节能的目的。这是绿色基础设施的第一点。

第二点是云计算和虚拟化技术,数据中心节能方面是非常有效的。大家看右边这个图是单个服务器通常的利用率,机房服务器利用率相对来说是比较低的,平均利用率一个是10%以下,平均到15%CPU的利用率。通常一个统计,在这种情况下也能达到服务器最高能耗的80%,这是通常服务器的情况。

采用虚拟化技术,不同的任务进程应用重叠到一个服务器上去,当前一般是8台甚至15台,更多服务器应用放在一台,其他服务器就可以节省。单台服务器整个利用率将近60%,能耗也差不多。通过这种方式整个能耗,包括利用率都可以得到大幅度的提升。很多人在问我,华为自己做了虚拟化,我这里非常确切的说虚拟化一定在已经程度上应用了,包括上海电信、上海联通的虚拟化,全部都是用华为公司自己的虚拟化软件。这是绿色节能,IT基础设施通过IT设备,还有云计算虚拟化技术来做的。

第二部分是机房的设计。机房设计包括设计了通风、制冷、散热方面的东西,华为做机房设计最主要的理论基础是基于仿真还有实验,不同优化的过程来做机房设计的。我们这边会有CFD仿真软件,这个仿真软件的目的就是在机房里边最关键的两个要素,一个是热点,机房局部的温度会特别高,热点的地方温度太高的话,我们自己用PC机也能感觉到,PC机一旦不工作了,PC机的温度就非常高,接触可能受不了。机房里边服务器会更加厉害,气流非常长,机房如果风速过高不需要那么高的风速,大量的噪音或者能耗就会非常高,还有风速太低达不到制冷的效果。

在这种情况下通过这个仿真软件,主要输入机房尺寸大小,一旦机柜里边的服务器,仿真软件就做一个具体环境的仿真,仿真之后就会发现路径和热点,同时提供一些建议的方案改进它。这是CFD的仿真软件。

第二点也是华为非常有特色的。第二点是Mockup试验验证优化平台,华为公司2000年初的时候就做了这样的设备。这个实验室在业界热血方面是非常先进的,专利是上百项专利。Mockup做的是仿真软件的补充,精确度不会是百分之百,非常高,这个Mockup会进一步完善它,就是实际机房萎缩的模型,实际机房有多大就可以变小。华为通常采用的是1:3,原来机房是13,仿真实验室就用1这样的比例来做的。

这个实验室同时可以仿真机柜的部署,整个机房需要10000套机柜,更多做的是边缘化,边界的机房,可以发现一些热力分布,可以做大量的优化。通过仿真实验我们还有很多的优化方法,这就不一一列举了,几个主要的可以看一下,我们有一个自然冷却,还有机柜的设计,还有走风等等。

我们着重制冷精确送风,这也是华为的一个解决方案。这个解决方案,机柜是密封的,燃烧就全部跟热风器分离,冷气散了之后就从机柜的前面往后面吹,经过服务器,热风就会抽上来,抽上来之后冷通道和热通道就可以通过,提升了冷其流利用效率,节省空调能耗。冷气可以做精确的控制,机柜里边温度检测等等这样的设备进行联动,检测了一些温度变化情况,都可以调节冷气的送风量,通过这种方式可以极大的利用冷气的效率。这就是我们整个绿色设计包含的关键部分,基于仿真实验还有各种优化来做的。

第三部分刚才说了,在机房投入运营的部分更多的需要一些持续的优化手段。现在我们有这样一些管理软件,可以监控PUE值,还可以根据机房的负载调节冷气。云计算关键点就是计算能力会在机房里边做一些分布或迁移,迁移过程中整个机房基础设施,包括冷气和送风量可以做到整体联动。

对于绿色运维还有一个智能机器人,主要是机房交付之后需要大量采集机房的数据来进行优化。人工也是可以采集的,比如手持测风仪也可以做采集,毕竟不太方便,也不是太固定。华为公司做了这样的智能机器人,优势就是可以编程,也可以遥控控制,就像天线一样的可以升高,也可以降低,机器人在远程控制或者编程控制下可以沿着机房的路线走动,通过这样的方式可以采集这样的温度尺度等等,同时报给相关分析软件,做一个全面的分析,优化机房的部署。

前面讲了这么多,我们给出一个案例,三个方案和技术,这个案例刚刚今年交付了中国移动做的机房交付。背景最开始的时候也是热点,华为公司针对这个机房首先技术是密封的,精确送风的技术,这是第一点。第二点采用了对PUE值全面的优化,通过制冷送风的情况下,还有就是双循环,这也是非常有意思的,内蒙有一个自然条件,整个几十年的过程当中可以看出温度的分布。基于这个特色我们就用了双循环空调,温度低于5度的时候压缩机就不工作了,就用自然冷却的方式,如果低于15度的话部分工作,如果高于15度的话就全部工作,通过这个方式能耗也得到充分的特生,PUE是1.64。这是我们在内蒙关于绿色机房建设的案例。

再简单总结一下,基于刚才说的三点,绿色IT基础设施,还有绿色设计的方法论,还有就是运维的提升,也采用了多面,虚拟化的技术。最后希望华为关于绿色机房建设能够发展的很好。另外也希望华为在云计算,绿色机房提供了一部分,整个云计算的解决方案也能带动社会上各个企业作为云计算实施的比例支撑。我今天就主要讲这些,谢谢。

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