文｜北京捷通機(jī)房設(shè)備工程有限公司 路宗雷 李 濤

1 背景綜述

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，各行業(yè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房數(shù)量與日俱增，其配套的環(huán)境設(shè)備也日益增多，使數(shù)據(jù)中心機(jī)房的安全越來(lái)越受到重視。一旦數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)備出現(xiàn)故障，就會(huì)影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行，若事故嚴(yán)重又不能及時(shí)處理就可能造成嚴(yán)重后果。因此，目前許多數(shù)據(jù)中心機(jī)房的管理不得不采用24小時(shí)專(zhuān)人值班來(lái)定時(shí)巡查機(jī)房場(chǎng)地設(shè)備的方法，這樣不僅加重了管理人員的負(fù)擔(dān)，而且往往不能及時(shí)排除故障。再加上目前國(guó)內(nèi)普遍缺乏數(shù)據(jù)中心機(jī)房場(chǎng)地設(shè)備的專(zhuān)業(yè)管理人員，更加凸顯出了對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房進(jìn)行綜合監(jiān)控管理的重要性。除此以外，數(shù)據(jù)中心機(jī)房所面臨的許多問(wèn)題，也是在沒(méi)有監(jiān)控管理的情況下難以解決的。

◆ 機(jī)房設(shè)備盜竊案頻頻發(fā)生，報(bào)警、監(jiān)控、記錄功能的缺失導(dǎo)致犯罪分子逍遙法外；

◆ 維修人員的巡檢過(guò)程無(wú)法實(shí)施規(guī)范化的監(jiān)督管理，維護(hù)工作（何時(shí)、何人、多長(zhǎng)時(shí)間完成）沒(méi)有客觀(guān)的記錄；

◆ 沒(méi)有機(jī)房門(mén)禁安防系統(tǒng)的情況下，在無(wú)人值守時(shí)出了問(wèn)題無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商的安保部門(mén)不得不為此承擔(dān)很多額外的責(zé)任；

◆ 在供電系統(tǒng)沒(méi)有監(jiān)控的情況下，停電、市電異常、通信電源的狀態(tài)無(wú)法及時(shí)掌握，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致停電后后備電池放電損壞；

◆ 機(jī)房空調(diào)常年打開(kāi)，造成運(yùn)營(yíng)電費(fèi)過(guò)高；

◆ 在機(jī)房環(huán)境沒(méi)有監(jiān)控的情況下，出現(xiàn)水浸、起火等無(wú)法及時(shí)處理等。

2 解決方案

2.1 系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)中心機(jī)房綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括兩部分：數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境及動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心機(jī)房IT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

（1）數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：

◆ UPS設(shè)備監(jiān)控；

◆ 柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)備監(jiān)控；

◆ 供配電設(shè)備，包括普通配電柜、智能精密配電柜的監(jiān)控；

◆ 空調(diào)設(shè)備（帶智能模塊）監(jiān)控；

◆ 新風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；

◆ 溫濕度監(jiān)測(cè)；

◆ 電源進(jìn)線(xiàn)主電纜表面溫度監(jiān)測(cè)；

◆ 漏水報(bào)警；

◆ 防雷信號(hào)監(jiān)測(cè)；

◆ 消防信號(hào)監(jiān)測(cè)；

◆ 門(mén)禁系統(tǒng)監(jiān)測(cè)；

◆ 視頻監(jiān)控（分為模擬系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)兩種）。

（2）數(shù)據(jù)中心機(jī)房IT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：

◆ 硬件，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的監(jiān)測(cè)；

◆ 軟件，包括數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、中間軟件和應(yīng)用軟件的監(jiān)測(cè)。

2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式

2.2.1 數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)施方式

（1）UPS設(shè)備監(jiān)控的實(shí)施方法：UPS電源通過(guò)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器，以軟件的方式與通信數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS狀態(tài)的全面診斷和對(duì)UPS各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)視?？蓪⒅匾獏?shù)（電壓、電流、頻率、電池參數(shù)）存入數(shù)據(jù)庫(kù)以備查詢(xún)，并顯示相應(yīng)曲線(xiàn)，使管理人員獲得對(duì)UPS工作狀況的全面了解?？稍趫?bào)警的同時(shí)顯示故障發(fā)生位置，給出故障原因。

（2）發(fā)電機(jī)設(shè)備監(jiān)控的實(shí)施方法：大型機(jī)房的24小時(shí)不間斷供電系統(tǒng)中，可配備UPS提供恒壓恒頻的不間斷電源，保護(hù)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)在瞬間斷電時(shí)的正常工作和數(shù)據(jù)備份；為了提高供電等級(jí)，做到供電系統(tǒng)的萬(wàn)無(wú)一失，可配備自動(dòng)化程度高的柴油發(fā)電機(jī)組，保證交流同步發(fā)電機(jī)適應(yīng)UPS這一非線(xiàn)性負(fù)載的特性，使其在無(wú)市電的情況下保證UPS對(duì)負(fù)載可靠供電。

（3）配電設(shè)備監(jiān)控的實(shí)施方法：可為配電設(shè)備加裝傳感器，通過(guò)智能采集模塊監(jiān)視電源的供電品質(zhì)，包括電源進(jìn)線(xiàn)的電壓、電流、頻率、電度等，并把相應(yīng)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，顯示重要參數(shù)的曲線(xiàn)。當(dāng)電壓、頻率超越限值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，并將其作為故障事件存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

（4）空調(diào)設(shè)備監(jiān)控的實(shí)施方法：可通過(guò)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器以軟件的方式對(duì)空調(diào)實(shí)施監(jiān)控，可顯示空調(diào)的重要參數(shù)（溫度、濕度），顯示其歷史曲線(xiàn)，并將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)。空調(diào)各部分工作狀態(tài)通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示。用戶(hù)可對(duì)空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)操作和參數(shù)設(shè)置，一旦空調(diào)出現(xiàn)故障，用戶(hù)可得到相關(guān)處理信息，以便及時(shí)采取措施解決故障。

（5）溫度、濕度監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法：機(jī)房的主要設(shè)備工作間均需安裝溫度和濕度傳感探頭，對(duì)溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，在監(jiān)視屏上顯示各測(cè)點(diǎn)溫度、濕度值。當(dāng)檢測(cè)值超過(guò)各工作區(qū)規(guī)定的溫、濕度上、下限值時(shí)，在監(jiān)視屏的相應(yīng)數(shù)據(jù)旁用醒目標(biāo)志符的閃動(dòng)來(lái)提示該值的超限報(bào)警。為在總體上監(jiān)視整個(gè)機(jī)房的溫度、濕度狀況，可在新風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口和主空調(diào)機(jī)的回風(fēng)口，分別檢測(cè)溫度和濕度。

（6）電纜溫度監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法：遙測(cè)并實(shí)時(shí)顯示所設(shè)定主進(jìn)線(xiàn)電纜的溫度。

（7）新風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)施方法：可實(shí)時(shí)顯示新風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)及參數(shù)，一旦新風(fēng)機(jī)停止工作或出現(xiàn)故障，由監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行告警；同時(shí)監(jiān)視過(guò)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警。

（8）漏水報(bào)警的實(shí)施方法：可通過(guò)點(diǎn)式或線(xiàn)式漏水探測(cè)器準(zhǔn)確反映出漏水區(qū)域。

（9）消防信號(hào)監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法：由機(jī)房消防系統(tǒng)給出煙感等消防報(bào)警信號(hào)，通過(guò)采集設(shè)備上傳至控制主機(jī)。

（10）防雷信號(hào)監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法：機(jī)房配電系統(tǒng)配置的避雷器系統(tǒng)，當(dāng)受到雷擊后給出報(bào)警信號(hào)，通過(guò)采集設(shè)備上傳至控制主機(jī)。

（11）門(mén)禁系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法：環(huán)境監(jiān)測(cè)主控機(jī)能與門(mén)禁裝置進(jìn)行通信，可收集并顯示每個(gè)門(mén)禁裝置內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)名持卡人出入工作間的磁卡號(hào)和時(shí)間日期；同時(shí)可設(shè)定、消除或修正門(mén)禁裝置內(nèi)的識(shí)別密碼和允許出入時(shí)間等。

（12）安全防破壞監(jiān)視的實(shí)施方法：在主要設(shè)備工作間都安裝雙鑒紅外探頭，當(dāng)非常管制時(shí)期內(nèi)發(fā)生破壞性入侵，雙鑒探頭即發(fā)出信號(hào)，監(jiān)視器即時(shí)顯示破壞性入侵發(fā)生位置，并驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)行聲光報(bào)警。

（13）視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施方法：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備將遠(yuǎn)程機(jī)房視頻音頻傳回中心，使遠(yuǎn)程專(zhuān)家可以通過(guò)視頻及語(yǔ)音對(duì)本地的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)；通過(guò)圖像監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能，起到對(duì)突發(fā)事件及時(shí)預(yù)警和及時(shí)處理的作用。

2.2.2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房IT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)施方式

建立IT綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)（如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器）和軟件系統(tǒng)（如數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、中間軟件、應(yīng)用軟件）運(yùn)行狀況的監(jiān)控。

（1）硬件系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

①網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)測(cè)的主要目的是監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性和性能。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性和性能主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口的相關(guān)狀態(tài)信息，包括接口狀態(tài)、接口流量、接口丟包率等，除此之外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性還包括CPU利用率、內(nèi)存利用率、當(dāng)前連接數(shù)、會(huì)話(huà)數(shù)、防火墻的性能指標(biāo)等。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅要對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性和性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，保證能夠以各種數(shù)據(jù)指標(biāo)、性能報(bào)表和性能趨勢(shì)圖為網(wǎng)絡(luò)的容量規(guī)劃、趨勢(shì)分析以及數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)劃分的依據(jù)。

當(dāng)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)異常狀況時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下異常狀況管理功能：

◆ 能夠?qū)τ|發(fā)事件（告警事件）進(jìn)行記錄，由管理人員根據(jù)需求對(duì)各類(lèi)事件進(jìn)行分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的過(guò)濾；

◆ 能夠通過(guò)定義（根據(jù)事件的來(lái)源、類(lèi)型、報(bào)警級(jí)別等）實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的過(guò)濾和分析，按照事件的關(guān)聯(lián)設(shè)置功能，自動(dòng)區(qū)分和抑制重復(fù)事件，減少系統(tǒng)負(fù)載；

◆ 可以按照設(shè)置，自動(dòng)識(shí)別與新生成的事件相關(guān)的舊事件，從而直接反應(yīng)當(dāng)前的最新?tīng)顟B(tài)，使管理員不被過(guò)時(shí)的信息所干擾；

◆ 可在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障，發(fā)出異常日志時(shí)幫助管理人員及時(shí)接收、發(fā)現(xiàn)異常日志，在配置發(fā)生改變時(shí)及時(shí)報(bào)警。

②服務(wù)器監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

服務(wù)器監(jiān)測(cè)應(yīng)包括以下內(nèi)容：

◆ 監(jiān)測(cè)服務(wù)器運(yùn)行狀況，包括服務(wù)器CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)的使用情況，監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)包括Windows、主流的UNIX等；

◆ 監(jiān)測(cè)Windows平臺(tái)和UNIX平臺(tái)上運(yùn)行的相關(guān)進(jìn)程、服務(wù)的運(yùn)行狀況；

◆ 監(jiān)測(cè)服務(wù)器網(wǎng)卡的運(yùn)行狀況，如網(wǎng)卡的流量、狀態(tài)和丟包率等；

◆ 對(duì)系統(tǒng)的日志變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，支持通過(guò)匹配查詢(xún)、設(shè)置過(guò)濾條件等方式進(jìn)行更深層次的分析。

（2）軟件系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

①數(shù)據(jù)庫(kù)軟件監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

在應(yīng)用層面，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)可以直接了解數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行一段SQL語(yǔ)句花費(fèi)的時(shí)間，例如讓程序定時(shí)執(zhí)行一些重要的與關(guān)鍵應(yīng)用相關(guān)的SQL語(yǔ)句，如果查詢(xún)時(shí)間超過(guò)閥值或查詢(xún)結(jié)果不正確，即表明數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題

在系統(tǒng)資源層面，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)可以監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和客戶(hù)端的通信端口和數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵進(jìn)程，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候能夠及時(shí)告警，使管理員能夠迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

②中間軟件監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)Ψ?wù)器上運(yùn)行的支撐服務(wù)的中間軟件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)支持市場(chǎng)主流的中間軟件吞吐量、執(zhí)行隊(duì)列長(zhǎng)度、空間使用率等關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控。

③應(yīng)用軟件監(jiān)測(cè)的實(shí)施方法

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)otus Notes等應(yīng)用軟件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠通過(guò)對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)服務(wù)進(jìn)行定時(shí)和實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，提供業(yè)務(wù)的服務(wù)水平數(shù)據(jù)，包括OA、Mail系統(tǒng)所經(jīng)路徑的延遲、丟包、流量、網(wǎng)絡(luò)停頓時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)可用率，以及視頻會(huì)議的時(shí)延、延遲抖動(dòng)、丟包情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，完善的數(shù)據(jù)中心機(jī)房綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備三大特點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)從設(shè)備運(yùn)行情況到機(jī)柜微環(huán)境，再到機(jī)房整體環(huán)境的多層次監(jiān)控；有豐富的閾值設(shè)置以便監(jiān)測(cè)出危機(jī)的存在，且有豐富的預(yù)警方式和預(yù)警流程以保證相關(guān)人員能夠收到警訊，達(dá)到預(yù)警的目的；具備網(wǎng)絡(luò)化、智能化的特點(diǎn)，支持隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查看機(jī)房?jī)?nèi)的情況。

傳統(tǒng)的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控把重點(diǎn)放在了對(duì)機(jī)房整體環(huán)境、空調(diào)及配電柜的監(jiān)控上，忽視了對(duì)設(shè)備內(nèi)部的監(jiān)控。另外，傳統(tǒng)的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)也缺少豐富的閾值、預(yù)警方式和預(yù)警流程設(shè)置，不能在真正意義上實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能。完善的數(shù)據(jù)中心機(jī)房綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：

（1）設(shè)備內(nèi)部監(jiān)控

機(jī)房監(jiān)控的目的在于保護(hù)機(jī)房?jī)?nèi)IT系統(tǒng)的正常、有效運(yùn)行，在事故發(fā)生之前偵測(cè)出潛在危機(jī)，并通過(guò)各種方式將警情信息發(fā)送給相關(guān)人員及時(shí)處理。因此，機(jī)房監(jiān)控的核心應(yīng)該是對(duì)IT系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，而最直接有效的監(jiān)控應(yīng)該是對(duì)IT設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

（2）多層次的機(jī)房監(jiān)控

完善的機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)從設(shè)備運(yùn)行情況到機(jī)柜微環(huán)境，再到機(jī)房整體環(huán)境的多層次監(jiān)控，并能重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備內(nèi)部的監(jiān)控。

（3）機(jī)房監(jiān)控的預(yù)警功能

預(yù)警是在事前，即故障或危害發(fā)生之前向管理人員報(bào)告潛在危機(jī)，提示相關(guān)人員進(jìn)行處理，可以防止事故的發(fā)生。有效的預(yù)警可以增加系統(tǒng)平均無(wú)故障工作時(shí)間，并可以根據(jù)危機(jī)情況自動(dòng)延伸到報(bào)警，即當(dāng)危機(jī)出現(xiàn)，可立刻將信息發(fā)送給相關(guān)人員直至危機(jī)得到有效處理，實(shí)現(xiàn)真正意義上的預(yù)警功能，最大程度地保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行。

1 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers（ANSI/TIA-942-2005）

2 《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174-2008）

3 《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50348-2004）