2.1 云计算数据中心.pdf

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1、云计算技术与应用云计算技术与应用 云计算数据中心云计算数据中心 1 云数据中心的特征 1 云数据中心的特征 3 高设备利用率 绿色节能 高可用性 自动化管理 1 2 3 4 采用虚拟化技术进行系统和 数据中心整合,优化资源利 用率、简化管理 通过先进的供电和散热技术， 降低数据中心的能耗 当网络扩展或升级时，网 络能够正常运行，对网络 的性能影响不大。 云数据中心应是247小时 无人值守并可远程管理的。 2 云数据中心网络部署 4 核心核心 接入接入 汇聚汇聚 PodPod0 0PodPod1 1PodPod2 2 PodPod3 3 改进型树结构改进型树结构 3 绿色节能技术 5 3 绿色节

2、能技术 6 3.1 配电系统节能技术 3.2 空调系统节能技术 3.3 集装箱数据中心节能技术 3.4 数据中心节能策略和算法研究 3.5 新能源的应用 3.6 典型的绿色节能数据中心 3.1 配电系统节能技术 7 配电系统节能技术 传统 数据中心 传统的UPS不间断供电系统存在的问题： 转换级数过多，结构复杂。 供电架构复杂且难以维护。 由于UPS系统进行了多级转换，因此其自身也消耗了大量的电能。 UPS自身所带来的热量还会进一步增加空调系统的负载。 UPS Un-interruptible Power Supply 电池系统过渡油机发电系统 1 2 3.1 配电系统节能技术 8 3.1 配

3、电系统节能技术 9 高压直流供电+机架式PSU 机架式电源将传统的集中供电分散到每个机架，可靠性较传统UPS有很大提高，能 够更好地适应云计算业务场景。 1高压直流配电技术 3.1 配电系统节能技术 10 市电供电电源与高压直流充电后备系统 2市电直供配电技术 3.2 空调系统节能技术 11 在数据中心运行过程中，服务器节点、网络设备、办公环境等时刻产生着热量，如 果不能及时散发热量，数据中心将无法运行。 云计算数据中心空调系统的核心理念云计算数据中心空调系统的核心理念 注重注重IT设备的温湿度要求，高效解决区域化的制冷，设备的温湿度要求，高效解决区域化的制冷， 是机架级别甚至是是机架级别甚至

4、是IT设备级别的制冷解决方案，而设备级别的制冷解决方案，而 非着眼机房环境温湿度控制。非着眼机房环境温湿度控制。 3.2 空调系统节能技术 13 根据不同出水温度下的制冷和能耗，对应的出水温度（即空调回风温度）提高 1，空调系统约节能3%。 1高温回风空调系统 2低能耗加湿系统 3自然冷空调系统 将纯净的水直接喷洒在多孔介质或者空气中，形成颗粒极小的水雾，由送风气流 送出。 使用室外自然冷风直接带走机房的IT设备的散热，减少了机械制冷系统中最大的 压缩耗能环节，压缩机制冷系统的EER由23.5提高到1015，节能空间巨大。 3.3 集装箱数据中心节能技术 14 将数据中心的服务器设备、网络设备

5、、空调设备、供电设备等高密度地 装入固定尺寸的集装箱中，使其成为数据中心的标准构建模块，进而通 过若干集装箱模块网络和电力的互连互通构建完整的数据中心。 定义 集装箱数据中心 Microsoft芝加哥数据 中心 Google俄勒冈州Dalles 数据中心 Amazon俄勒冈州 Perdix数据中心 3.3 集装箱数据中心节能技术 15 相关的集装箱数据中心模块化产品解决方案 微软拖车式集装箱数据 中心 Active Power集装箱数 据中心 SGI ICE Cube 惠普“金刚”集装箱数 据中心 浪潮云海集装箱数据中 心SmartCloud 华为赛门铁克 Oceanspace DCS 曙光C

6、loudBase 世纪互联云立方 3.3 集装箱数据中心节能技术 16 3.3 集装箱数据中心节能技术 集装箱式数据中心部署示意图集装箱式数据中心部署示意图 3.3 集装箱数据中心节能技术-特点 18 1 高密度 集装箱数据中心模块可容纳高密度计算设备，相同空间内可容纳六倍于传 统数据中心的机柜数量。 2 模块化 建立一个最优的数据中心生态系统，具有恰如所需的供电、冷却和计算能 力等。 3 按需快速部署 集装箱数据中心不需要企业再经过空间租用、土地申请、机房建设、硬件 部署等周期，可大大缩短部署周期。 4 移动便携 集装箱数据中心的安装非常容易，只需要提供电源连接、水源连接（用于 冷却）和数据

7、连接即可。 3.4 数据中心节能策略和算法研究 功率管理 降低能耗 云计算数据 中心节能 动态功率管理 静态功率管理 关闭/开启技术 动态电压/频率调整技术 虚拟机技术 降低空闲能耗 降低运行时能耗 主要前提是数据中心所面临的负载随时间动态 变化，它允许根据负载对功率进行动态调整 主要利用高效硬件设备，通过设备结 构的改变来降低能耗 3.4 数据中心节能策略和算法研究 云计算数据 中心节能 4其他节能技术 1DVFS节能技术 当CPU未被完全利用时，通过降低CPU的供电电压和时钟频率主动降低CPU性能，这样可以带 来立方数量级的动态能耗降低，并且不会对性能产生影响。 2基于虚拟化的节能技术 允

8、许在一个主机上创建多个虚拟机，因此减少了硬件资源的使用数量，改进了资源利用率。 3基于主机关闭/开启的节能技术 基于主机关闭/开启技术的节能策略可以分为随机式策略、超时式策略和预测式策略三类。 3.5 新能源的应用 为了减少能耗开销和碳排放量以实现绿色 计算，充分利用新能源才是根本途径。 高能效加新能源 绿色和平组织（GreenPeace）定义实现 绿色 IT 的方式是: 3.5 新能源的应用 谷歌海上数据中心 谷歌风能数据中心 Facebook太阳能数据中心 现在，越来越多的IT企业和 机构正在逐步实现完全或者 部分新能源驱动的数据中心 3.6 典型的绿色节能数据中心 2006年Christ

9、ianBelady提出了数据中心能源利用率（PUE）的概念， 如今，PUE已发展成为一个全球性的数据中心能耗标准。 PUE 数据中心总能耗 IT设备能耗 基准是2，比值越接近1，表示数据中心的能源利用率越高。 3.6 典型的绿色节能数据中心 全球最节能的 5 个数据中心： 1雅虎“鸡窝”式数据中心 PUE=1.08 2Facebook数据中心 PUE=1.15 3谷歌比利时数据中心 PUE=1.16 4惠普英国温耶德数据中心 PUE=1.16 5微软都柏林数据中心 PUE=1.25 小结 数据中心是企业的信息中心，它通过网络向企 业和公众提供信息服务 设计和构建数据中心是一项复杂而专业的系统 工程 数据中心上线后，管理和维护工作同样重要 解决新一代数据中心所面临的问题