机房DCIM方案.docx
《机房DCIM方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机房DCIM方案.docx（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
机房DCIM方案
数据中心基础设施监控管理（DCIM）
解
决
方
案
V1.0
2015年06月12日
第1章项目概述
1.1.项目背景
在当前高速信息化发展的时代背景下，数据中心是整个社会信息化的基础。
数据中心础设施直接影响了数据中心安全、高效、环保、稳定的运行。
如何维护好机房，及时发现隐患和排除故障，降低管理成本，提高运维效率，控制机房能耗，成为管理者关注的重点。
对机房管理者来说，存在下列痛点：
管理效率低——投产后的数据中心最关注的是稳定和高效，稳定与管理团队的日常运维相关，高效与科学化的监控管理系统相关，此中包含的三要素就是：
数据中心——监控管理系统——管理团队。
由此可知，监控管理系统相当于数据中心和管理团队之间的纽带，管理人员通过监控管理系统去感知数据中心的各项指标参数正常与否，结合数据调整运维流程，应对突发事件。
目前，绝大多数数据中心投入使用的监控管理系统繁多复杂，且各系统间的相互独立造成信息孤岛；另一方面，现有的许多监控管理系统自动化、智能化程度不够，造成日常运维管理对人力依赖大。
资产难管理——数据中心管理诸多管理工作中，涉及IT资产上架、下架、维护、盘点等工作十分头疼。
现有对IT资产的管理主要是依靠人工+简单系统统计来实现，例如定期对在架的资产盘点，在缺乏智能资产管理系统的状态下，处理这些工作对人手依赖程度高，工作内容简单重复，很难保证操作与记录的准确性，导致账实不符。
容量利用率低——数据中心的配电容量、制冷容量、机柜U位容量决定了该数据中心的计算能力。
在缺乏有效的管理工具的状况下，IT设备部署需求与数据中心容量实际供给情况难以匹配，导致基础设施容量实际利用率低。
据Gatener，90%以上的数据中心容量利用率不到70%。
故障定位难——数据中心管理人员对监控系统的核心关注点在于告警准确性，但实际上因为数据中心本身复杂性高，当一台设备出现故障时，经常引发并发告警。
因此，在基础设施的管理层面，必须依靠监控系统来精准定位故障，以确保管理人员第一时间知道后迅速处理恢复。
鉴于以上数据中心管理者所面临的各种痛点，应当采用一套可将：
基础设施、资产、容量、日常运维、机房安全性作出统一管理的系统。
数据中心基础设施管理（DCIM）系统就应运而生，亦是当前数据中心行业发展的必然趋势。
共济DCIM定义如下：
通过监控、分析数据中心基础设施的运行信息（如状态、参数、配置等），帮助数据中心管理者掌握数据中心基础设施运行情况（当前与趋势），管理数据中心资产、基础设施资源（空间、电力、冷量等）、能耗，提高基础设施可用性、资源利用率、管理效率与能效。
1.2.需求分析
据与用户初步交流，此次机房改造，需完成如下工作：
1、集成原有动环监控系统；
2、新增xxx节蓄电池监测、x台UPS监控；
3、增加移动巡检系统、资产管理、容量管理等管理功能；
4、全部子系统接入DCIM系统，通过DCIM平台对各子系统进行的统一管理。
1.3.项目目标
为机房布署数据中心基础设施管理系统。
实现以下目标：
1）实现数据中心基础设施集中监控，全面直观展示数据中心基础设施运行状态，精准定位故障，分析预防故障。
2）实现数据中心资产全生命周期智能管理，给客户提供面向企业内部统一的资产管理平台。
3）提供机房实物资产自动化盘点工具，并为机房容量管理、配置管理等IT服务管理提供数据接口，协助管理员高效运维机房业务。
第2章系统设计
2.1.设计概述
DCIM系统通过统一的操作平台和统一的通信平台，完成对动力系统（供配电系统）、环境系统、安防系统（包括视频监控系统、红外报警系统）各子系统无缝数据集成，实时获取各子系统监控数据，通过对各子系统监控数据处理、分析及逻辑判断，实现上述各子系统的集中视图、集中监控、集中告警、集中数据分析和统一运维管理。
对于各子系统集成，采用分布式部署、分散控制原则通过分布式部署系统采集网关，完成各子系统数据采集和分散控制交互，从而达到子系统之间的数据无阻塞交互、各子系统之间实现互通互联。
DCIM系统作为开放式信息交互平台，能够采用多种方式实现不同子系统厂商产品的信息接入及功能集成，如采用OPC、SDK、Webservice、Socket等多种方式。
针对机房内分散、相对独立的系统，通过独立部署系统采集网关的方式经由运维网络实现各系统之间的互联互通。
所有信息汇聚至DCIM系统，DCIM系统对外提供B/S分布式远程访问，在运维网络的任意一台工作站上，运维人员均可采用B/S方式对自身授权范围内的子系统系统进行实时操作。
整体操控界面采用组态方式，提供多种展示工具，实现动态图形、文字、图像相结合，满足运维人员的查看、查询及管理需要。
DCIM系统通过系统网关完成各子系统之间的协议对接、标准协议转换、数据转换，实现综合监控系统与各子系统间的通讯联网和数据交互。
2.2.设计依据
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
《电子信息系统机房施工及验收规范》（GB50462-2008）
《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
《数据中心基础设施监控白皮书》
《数据中心基础设施管理白皮书》
《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
2.3.系统关键参数
参数类型
参数说明
容量
单台服务器50万测点
并发访问
200个
用户数量
大于5000
报警数据采集
小于6秒
命令下发控制
小于5秒
变化数据采集
小于6秒
页面响应速度
小于1秒
在架资产盘点
小于10秒
运行网络环境
内部网络不低于百兆带宽；如需外网方位，需VPN网络做安全控制
运行服务器环境
不低于如下配置：
CPU：
Intel®Core™I5以上
内存：
8G以上
硬盘：
1T以上
操作系统：
CentOS6.4
2.4.系统架构
2.4.1.物理架构
DCIM系统物理架构图
Ø数据采集处理层
数据采集处理层设计为系统的数据入口，是系统管理所需基础设施数据的来源，其通过提供标准接口及协议，接收原有的监控控系统、新增的资产容量系统以及蓄电池检测系统的监控数据。
Ø管理服务层
管理服务层以下服务：
基础设施监控服务、能效管理服务、资产管理服务、容量管理服务、告警告知服务、移动巡检管理服务。
通过对采集数据进行二次计算，形成上层管理所需的数据。
随着数据中心管理成熟度的提高，增加功能模块扩展方式拓展运维管理功能，易满足数据中心管理需要，系统支持拓展增加工单管理等模块。
管理服务层相当于发布各种监视和管理的核心层，作为数据采集层和展示层之间的关键环节，“DCIM系统”是发布上述服务功能的核心。
Ø展示层
展示层提供丰富的展示媒介，包括手机终端、PC浏览器等；提供2D/3D展示效果；提供友好的用户界面。
随着应用设备的发展，根据应用需要，在应用层增加展示应用模块。
2.4.2.系统性能
（1）测点容量：
DCIM系统数据处理容量最大500,000点；
（2）系统中断自恢复：
当系统因供电及其他意外非正常中断运行时，系统将从软、硬件两个方面进行自动恢复，即服务器立即重新启动，软件自动启动运行；
（3）系统架构：
系统采用分布式、模块化架构；数据的采集、传输、处理相互独立，互不干扰；具有热插拔和主设备倒换功能，技术成熟，运行稳定可靠；
（4）IE客户端：
最大支持200个IE客户端并发访问；
（5）移动客户端：
最大支持50个移动客户端并发访问；
（6）报警数据采集周期：
小于5s；
（7）命令下发控制：
小于5s；
（8）变化数据采集：
小于4s；
（9）页面响应速度：
小于4s（远程监控刷新时间）；
（10）报警方式：
支持页面报警、电话报警、短信报警（短信网关）、语音报警；
（11）告警发出：
小于20s；
（12）数据管理：
运行状态、报警信息、系统日志全部记入数据库，可通过数据管理查询。
DCIM系统实时、准确的显示所有监控信息，系统采样时间由管理人员设定。
2.4.3.功能架构
系统采用模块化的架构进行设计，确保系统的稳定可靠运行，任何模块出现故障不会影响同级别的其他模块的正常工作；系统采用分布式系统架构，确保系统后续的扩容能力和系统反应速度。
DCIM系统基于网络分布式部署，运维网络内的任意一台或多台集成工作站，运维人员权限相同时，系统将以相同的界面操作，管理整个机房权限范围内的子系统，并具备授权的所有操作功能。
当需要增加监控工作站时，可在机房区内的任何地方的运维网上增加网络点、工作站即可，通过系统提供的B/S方式进行管理，以最大限度保护投资，完成监控功能。
第3章DCIM系统亮点
1）监控全覆盖，可视化展示基础设施实时状态
2）精细化微环境检测，监控每台IT设备的进风温度
3）复杂事件分析处理，准确定位故障；大数据分析，智能预警
4）资产自动检测，线下资产变更，线上信息自动更新
5）U位级资产定位，资产部署维护准确高效
6）在架资产实时盘点，及时提交准确报表
7）数据中心全方位资产生命周期管理，资产说得清、管得住
8）可视化容量管理，直观展示容量使用情况及趋势分析，扩容决策及时准确
9）批量设备预占快速匹配，多套精细部署方案，减少容量碎片
10）设备部署合理，平衡各维度容量综合利用率，避免单项容量短板
11）精细化能效管理，监控每台耗电设备能耗，能效指标计算与对标
12）内置能效分析工具，多维度进行能效数据分析
13）提供多种节能控制方案，包含手动控制和自动控制
14）节能方案进度跟踪，节能效果验证，输出节能报告
15）变更活动统一规范管理，变更风险管控，降低变更带给业务的影响
16）基础设施可用性实地建模，精确计算可用性变化，实时掌握可用性状况
17）准确提供灾备系统迁移依据或启动数据中心应急预案
18）提供多维度运行分析报告，为运营决策提供数据支持
第4章DCIM系统功能
4.1.个人工作台
共济数据中心基础实施监控管理系统可建立不同角色，不同角色拥有自己对应的个人工作台，在工作台中，显示自己关注或与自己相关的监控管理工作，以便只要打开DCIM客户端，就能立即查看自己所关心的、自己所要做的工作。
不同的用户角色，不同的权限看到不同的内容，执行不同的操作。
个人工作台会把和每个人相关的任务推送给他，也会把执行任务所需的信息和他所关注的信息推送给他。
进入个人工作台就能够完成任务，当需要更多信息时才进入到各个模块中。
基于对用户的管理，系统在展示界面中以“个人工作台”体现角色的分配，根据人员所处的“管理”、“决策”、“执行”层级自行定义用户的工作台界面。
4.2.基础设施监控子系统
4.2.1.可监控的设备
本次机房DCIM系统监控的设备，只包括原有的动环里的设备，以及清单里面的设备。
序号
监控分类
监控对象
监控指标
1
动力监控
低压进线总柜
低压进线总柜：
监测其三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率、电度参数，以及断路器的分/合状态；具有设备参数显示、故障波形捕捉、事件记录监控；监测其三相不平衡度、零地电压、谐波含量参数。
ATS自动切换开关
ATS自动切换开关：
监测ATS设备的常用、备用电源线电压、频率参数，以及常用、备用电源的开/关状态。
（ATS应自带通讯接口，同时需ATS厂商开放通讯协议）
UPS输入配电柜
UPS输入配电柜：
监测其三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率、电度参数；监测断路器的分/合状态。
低压配电柜
低压配电柜：
监测三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率、电度参数；监测断路器的开/合状态。
UPS不间断电源
UPS不间断电源：
监测UPS三相输入电压，三相输入电流、输入功率、输入频率、三相输出电压、三相输出电流、输出功率、输出频率、电度、旁路电压、旁路电流参数，UPS输入、旁路、逆变器、整流器状态及电池充放电状态；宜监测电池后备时间参数。
不对UPS进行控制。
（UPS应自带通讯接口，同时需UPS厂商开放通讯协议）
蓄电池组
蓄电池组：
监测蓄电池组总电压、单体电压、充放电电流以及单体表面温度参数；监测蓄电池单体内阻参数。
UPS输出配电柜
UPS输出配电柜：
监测其三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率、电度参数；监测断路器的分/合状态。
列头柜
列头柜：
监测其三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率、电度、各支路电流参数、各支路分/合状态以及断路器的分/合状态。
（列头柜应自带通讯接口，同时需列头柜厂商开放通讯协议）
柴油发电机
柴油发电机：
监测发电机三相输出电压，三相输出电流，输出频率，输出功率参数，以及其工作状态（运行、停机）、工作方式（自动、手动）、市电故障状态；宜监测其油罐的液位、润滑油油压、润滑油油温参数；宜监测发电机的转速、水温（水冷）、皮带断裂（风冷）、启动失败，过载状态。
（发电机应自带通讯接口，同时需列头柜厂商开放通讯协议）
PDU
PDU电力分配单元：
监测PDU主输入的电压、电流、功率、电度、各支路电流。
（PDU应自带通讯接口，同时需PDU厂商开放通讯协议）
STS
STS静态转换开关：
监测输入、输出线电压，输入、输出相电流，频率，功率因数参数，以及双路电源的开/关状态。
（STS应自带通讯接口，同时需STS厂商开放通讯协议）
2
环境监控
精密空调
精密空调：
监测其开、关状态、送风温度/湿度、回风温度/湿度参数；控制其开、关机。
（精密空调应自带通讯接口，同时需精密空调厂商开放通讯协议）
普通空调
普通空调：
监测普通空调的开、关机状态，控制其开、关机、温度设置；实现来电自启动。
新风机
新风机：
对机房的独立新风机进行监控；机房如与其他功能用房建于同一建筑内，并与其他功能用房共用新风系统，宜通过集成方式获取有关机房新风系统的监控数据；应监测新风机启/停、过滤网压差状态；宜控制新风机的启、停，同时确保新风机与压差的联动。
温湿度
温湿度：
监测主机房内的温度值、湿度值；
漏水
漏水：
监测机房内有水源区域的漏水状态，显示具体漏水位置。
避雷
防雷器：
监测机房配电设备的各级防雷装置的工作状态。
加湿器
加湿器：
监测加湿器的开、关机、工作状态，以及湿度参数，控制加湿器的开、关机。
（加湿器应自带通讯接口，同时需加湿器厂商开放通讯协议）
微环境系统
微环境系统：
监测机柜温湿度、机柜级电源、机柜烟雾、机柜门状态、机柜附近人员活动情况。
3
安防监控
视频监控
视频监控：
包含视频探测、图像实时监视和有效记录、回放；对多路图像信号实时传输、切换显示，应能定时录像、报警自动录像，报警自动录像应包含预录像功能，对云台、镜头预置和遥控；显示、记录、回放的图像质量及信息保存时间应满足机房管理要求，每路视频存储时间应30天或以上。
门禁
门禁：
监测主机房、支持区出入口的开/关状态，自动记录、存储各种刷卡、报警事件；系统应满足紧急逃生时人员疏散的相关要求，在紧急逃生时，能自动开门；对受控区域的位置、通行对象及通行时间等进行实时控制，能远程控制开关门。
消防告警
消防告警：
监测消防告警主机的告警信号。
防盗入侵
防盗入侵：
安装入侵探测设备，构成点、线、面、空间或其组合的入侵报警系统；显示和记录报警部位和有关警情数据，提供与其它子系统联动的控制接口信号。
4
IT设备监控
服务器
使用资产检测条：
在架位置
使用IT监测:
实时功耗、进风温度、利用率、硬件错误报警（风扇故障）
远程开关机、远程控制功耗
交换机
使用资产检测条：
在架位置
使用IT监测:
实时功耗、进风温度
存储设备
使用资产检测条：
在架位置
使用IT监测:
:
实时功耗、进风温度
远程开关机、远程控制功耗
5
第三方系统集成
消防系统
消防系统：
基础设施监控管理系统应通过集成方式获取消防系统的监控数据；监测消防系统的各种参数和报警事件，不对消防系统进行控制；消防系统提供集成接口及协议。
高压变配电系统
高压变配电系统：
基础设施监控管理系统应通过集成方式获取高压变配电系统的监控数据；监测高压变配电系统内各种配电设备的参数、状态及报警事件，不进行控制；高压变配电系统提供集成接口及协议。
配线系统
配线系统：
基础设施监控管理系统应通过集成方式获取楼宇自控系统的监控数据；展示配线路由，监测配线设备参数、状态及报警事件，不进行控制。
配线系统提供接口及协议。
楼宇自控系统
楼宇自控系统：
基础设施监控管理系统应通过集成方式获取楼宇自控系统的监控数据；监测楼宇自控系统内各种设备的参数、状态及报警事件，不进行控制；楼宇自控系统提供集成接口及协议。
智能照明系统
智能照明系统：
基础设施监控管理系统应通过集成方式获取数据中心的智能照明系统监控数据；应监测智能照明系统的灯光状态；进行开关控制、场景切换、亮度调节及联动控制；智能照明系统应对第三方系统提供集成接口及协议。
4.2.2.设备展示功能
在系统中可动态的展示机房内重要设备的关键参数，展示方式有2D和3D展示模式。
Ø2D展示
监控平台界面显示为全中文界面，采用图形化设计。
界面的结构、层次清晰明了，页面风格可以按照用户需求进行定制，能够实时直观地显示设备的运行数据和运行状态。
通过软件界面可直观的展示出机房内的情况，包括整体结构、空调、PMM柜、服务器机柜的摆放位置都要在图中体现出来。
根据设备的种类分配每一个子系统，例如：
电力子系统
通过一张电力拓扑图，能快速掌握机房的电力系统，并通过该拓扑图帮助电力运维工程师管理机房内电力设备，在日常运维中发现风险点，保障机房供电安全。
Ø3D展示
本次机房DCIM系统不包括3D展示。
传统数据中心监控系统主要采用“示意图+图例+数据”的展示方式，随着数据中心的日益扩大和用户需求的不断提升，这种方式已无法满足大型数据中心群的展示需要。
为提高数据中心群的客户体验，我们推出了一套可将数据中心平面监控转化为具有高度现场感、仿真感的立体监控系统。
通过前期的建模，将现实的建筑和设备模拟成3D模型，并在模型中动态显示出设备的关键参数。
4.2.3.告警功能
系统提供灵活多变的告警管理功能：
Ø报警机制：
系统对报警事件按优先级的高低进行处理，并具备过滤机制。
Ø报警方式：
灵活多样，可以根据报警事件的报警级别提供不同的报警方式：
短信、电话（此项不包括在此次DCIM系统中）等告警模式，同时告警信息可以限次播放，而且在两次告警间的停顿时间可以设置。
Ø定时信息发送：
系统可通过短信等方式定时或按指定时间段发送机房相关信息，如：
每天8点至24点期间逢整点发送指定测点温度、定时（每天中午12点及晚上8点）发送机房整体运营状况等。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø排班管理：
根据预先设置的规则自动调整值班班次，实现自动短信通知值班人员进行上班提醒、值班情况考勤管理等功能。
可与报警系统进行关联，还可以针对值班顺序作相应的报警发送，避免发生报警骚扰。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø按管理范围、值班情况报警：
可以根据排班情况进行报警，报警只发给值班人员，休假时可以免除收到报警，避免形成“骚扰”；并可根据管理员管理范围划分进行报警，设置好后只会收到管辖范围内的报警，避免引起管理混乱。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø报警屏蔽：
可以屏蔽掉不重要的报警信息，增强系统的灵活性、提高对数据的可信度。
Ø报警级别：
报警信息可分级管理，用户可以根据实际发生的报警情况的紧急程度，选择不同的报警级别，对不同的报警级别，系统会以不同的报警方式对外报警。
Ø报警升级：
当一条报警信息在规定时间内没有得到确认，变会以升级的方式向上一层用户报警。
主要有人员升级与设备升级两种方式。
人员升级是指第一级报警接收人员在规定时间内没有确定报警信息，报警信息便发送给系统中设定好的上一级用户，以使报警信息能够得到及时处理。
设备升级是指当使用第一种报警方式发出的报警信息在规定时间内没有得到确认，系统便自动使用设定好的新一级报警方式发送报警信息，以使报警信息能够得到及时处理。
Ø报警对象的准确定位：
对报警的设备、事件、内容等进行准确定位，例如：
“XX机房的当前温度为27.5度，温度过高，请立即查看”“XX机房UPS组电压偏低，请立即检查”。
Ø报警过滤机制：
例如当某台UPS市电供入出现故障，可能会产生一系列的故障事件，如组电压偏低、单相参数为零、逆变器参数骤变等等，报警过滤机制则通过智能化的分析手段，对故障告警进行过滤，可准确定位故障为“UPS市电供入断开”，而不会发出一系列无关的告警事件，防止短信骚扰管理人员。
Ø短信查询：
可以向监控系统发送短信获取设备数据。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø报警跟踪：
系统提供对于任意一条报警信息的状态进行跟踪统计，包括报警时间，报警内容，确认时间，处理时间，处理日志以及处理人等情况的统计。
并可对各项报警信息进行及时度统计。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø未恢复报警事件列表：
提供设备报警状态的显示列表，可查看哪些设备有报警，是否报警恢复。
Ø设备屏蔽的邮件提醒解锁功能：
对设备屏蔽报警后，可设置多长时间后通过邮件方式提醒管理人员进行解锁，且下次任何人员登录时系统自动显示所有已屏蔽的设备列表。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø预警管理：
设备告警支持预警功能。
用户可为关键的数据点设定预警阀值，系统通过趋势判断，在设备产生真正的告警之前先产生预警，提醒用户及时处理，避免真正告警的产生。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
Ø告警发送记录与查询：
告警平台支持对所有告警发送任务的跟踪和记录，并提供方便的查询界面，便于用户对历史的发送情况进行管理。
Ø双向短信查询系统支持双向短信查询，可以查询设备的实时数据、状态，也可以查询指定时间段、指定级别的系统事件。
查询内容可由用户自行定义。
每一组查询都有权限控制，只有经过授权的手机才可以执行相应的查询。
（此项不包括在此次DCIM系统中）
4.3.能效管理子系统
信息化发展使数据中心能耗逐年上升，运行费用成为重大经济负担，巨大的碳排放也污染了环境；数据中心高能耗已经成为公众关注的社会问题。
能效管理子系统包含三大功能：
能效展示、能效分析、能效控制。
通过这三个模块实现数据中心的能耗可知可控。
4.3.1.能效展示
1）PUE展示
PUE（电源使用效率）值已成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。
PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。
PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。
PUE是衡量一个机房是否节能的关键指标之一。
●PUE计算公式：
a）PUE=总用电/IT设备用电。
b）pPUE=局部机房总用电/局部机房IT设备用电。
●历史PUE查询
PUE会存储到系统数据库内，方便用户随时检索以往任何时间点的PUE值，方便用户把历史PUE和当前实时PUE进行对比，可以了解机房电源能效比的变化。
2）分子系统能效统计
能效管理系统数据来自与机房的UPS、UPS配电柜、市电输入柜、精密配电柜、发电机等配电设备，通过能效管理模块就可以实时显示每个耗电系统（精密空调、冷水机组、照明、IT系统等）当前的耗电情况，实时监测数据中心总能耗、IT设备能耗、空调设备能耗等，数据显示支持数据列表、折线图、柱状图和饼状图等，用户可以根据需要自行定义。
系统提供24小时能耗曲线，也可以查询这些设备的历史功率。
3）分模块电能管理
整个数据中心分成多个模块机房，模块机房内分为多个冷通道，通过在每个模块机房的供电总进线安装电量仪统计该模块机房当前的耗电情况，并24小时能耗曲线。
通过列头柜或者电能采集器统计每个机柜当前的耗电量和负载，由冷通道内IT设备与制冷设
升级会员 