“液體”數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)完美備份

Iron Mountain是美國一家專注于存儲備份、數(shù)據(jù)安全的信息管理服務(wù)提供商，他們在地下約66米深處擁有著一座安全級別僅次于白宮和國防部的秘密資料庫，用于存放各種最機密和最珍貴的資料。他們還在美國西海岸興建了一座獨特的數(shù)據(jù)中心，這個數(shù)據(jù)中心設(shè)立在一個石灰?guī)r洞窯中。數(shù)據(jù)中心采用了獨特的制冷方式——低溫的石灰?guī)r礦壁代替了空調(diào)，來給服務(wù)器散熱，據(jù)稱其散熱的效率可達(dá)每平方英寸1.5個英制熱量單位。

像Iron Mountain這樣把數(shù)據(jù)中心“入地”的，可以說是走了常人沒走過的路。來自美國佛羅里達(dá)州阿爾塔蒙特斯普林斯市的IT團隊更是啟用了一個大膽的想法，將數(shù)據(jù)中心搬到原先用于盛水的水箱中——一個容積達(dá)到77萬加侖的水箱。

阿爾塔蒙特斯普林斯市只有45000位居民，位于美國奧蘭多市附近。為何要將數(shù)據(jù)中心建到水箱中，說來有些話長。阿爾塔蒙特斯普林斯市在建造穩(wěn)固的災(zāi)難恢復(fù)基礎(chǔ)設(shè)施，并且優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的過程可謂一波三折。

Larry DiGioia是阿爾塔蒙特斯普林斯市的信息服務(wù)主管，他還記得，2003年當(dāng)他從紐約到這里就任IT主管才三天，手下網(wǎng)絡(luò)工程師就來對他說，系統(tǒng)停運了，所有服務(wù)器、存儲、備份的設(shè)備都統(tǒng)統(tǒng)沒法使用了。

為了恢復(fù)整個系統(tǒng)，讓DiGioia忙乎了兩周半時間，他通過備份磁帶恢復(fù)了大部分?jǐn)?shù)據(jù)，但仍有相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失了。此后不久，DiGioia又遭受了天災(zāi)的打擊。2004年，阿爾塔蒙特斯普林斯市又先后遭到“查利”、“弗朗西斯”和“珍妮”等時速將近200公里的強烈颶風(fēng)的襲擊。而阿爾塔蒙特斯普林斯市原先建在市政廳里面的數(shù)據(jù)中心只能抵御時速118公里#12316;152公里的颶風(fēng)。為了保護(hù)所有的IT設(shè)備，每次颶風(fēng)襲來時，DiGioia不得不所有東西都得打包放入倉庫，等颶風(fēng)過后再重新搭建起來。

“所有設(shè)備都要拆下來打包，這是一場可怕的經(jīng)歷?！盌iGioia說，“颶風(fēng)期間由于沒有支持互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)急運營中心也關(guān)閉了。”

在拆拆裝裝的反復(fù)中，DiGioia認(rèn)識到這不是一個長久之計，他認(rèn)為必須要建造一套更好的基礎(chǔ)設(shè)施，包括獨立的災(zāi)難恢復(fù)中心，確保關(guān)鍵的備份數(shù)據(jù)隨時可用，并支持恢復(fù)點和恢復(fù)時間目標(biāo)。

DiGioia經(jīng)過考察后發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)廢棄的水箱看起來是個合理的場地，這個穹頂式水箱的墻壁厚8英寸，用鋼筋混凝土澆筑而成，離市政廳也僅100英尺之遙。很快，DiGioia的想法得到了市政府的認(rèn)可。然后該市委托第三方在水箱兩側(cè)搭建了兩幢建筑，一幢用來放置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，另一幢用做行政管理辦公室。

在市政廳的舊數(shù)據(jù)中心里，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施包括幾條點對點的T1線路，它們通過普通電纜連接至16個市政府機構(gòu)，比如警察部門和市政工程處。在新的數(shù)據(jù)中心，DiGioia用暗光纖連接這些機構(gòu)——暗光纖是指未使用的光纖，必要時可隨時使用。DiGioia還從周邊的縣政府租借了暗光纖，為災(zāi)難恢復(fù)大大增加了帶寬和距離。

在新的數(shù)據(jù)中心，DiGioia及其團隊還通過部署虛擬化服務(wù)器軟件，把物理服務(wù)器的數(shù)量從80臺減少到運行30個虛擬機的12臺四核服務(wù)器，這些服務(wù)器配置成了通過SAN來啟動。

為了滿足該市政府各部門的災(zāi)難恢復(fù)目標(biāo)，DiGioia與各部門會面商談，確定他們各自的需求，然后對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以滿足各種不同需求。與舊環(huán)境相比，新的基礎(chǔ)設(shè)施延長了正常運行時間，還提供了出色的災(zāi)難恢復(fù)能力。

在新的數(shù)據(jù)中心，DiGioia先是把數(shù)據(jù)備份到SAN上。然后再通過持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)(CDP)系統(tǒng)來把這些SAN上的數(shù)據(jù)復(fù)制到災(zāi)難恢復(fù)站點的另一個 SAN上。每個SAN各有25TB的容量。備份數(shù)據(jù)在硬盤上保留30天，然后被覆蓋，不再使用磁帶，文檔歸檔在光盤和縮微膠卷上。

阿爾塔蒙特斯普林斯市的消防署署長兼建筑官員Anthony Apfelback說，這次升級不但消除了以前經(jīng)常出現(xiàn)的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)停機現(xiàn)象，還讓他的部門得以部署幾個新的應(yīng)用軟件以便建筑許可證頒發(fā)過程實現(xiàn)自動化，從而降低了人工成本。

目前，由于這個水箱中建立的“液體”數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施比過去具有更高的自動化程度，幫助阿爾塔蒙特斯普林斯市建立起一個在線IT幫助中心，該中心能夠?qū)φ鞑块T的服務(wù)請求提供即時反饋，并估計完成工作單大概需要多久。現(xiàn)在，即使像以往那樣強烈的颶風(fēng)來襲，政府部門的網(wǎng)站也不會出現(xiàn)停運的情況，甚至可以做到全年365天，每天24小時地提供各項服務(wù)。

企業(yè)戰(zhàn)略集團的分析師Bob Laliberte說，對于那些資金緊張的地方政府來說，完全可以像阿爾塔蒙特斯普林斯市那樣利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施或者與周邊社區(qū)共享設(shè)施?！按蠹叶荚趯ふ腋碌?、更節(jié)能的方法來建造數(shù)據(jù)中心，為此完全可以將目光轉(zhuǎn)向過去忽視的自然環(huán)境?！?/p>

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成就綠色I(xiàn)DC

如果說阿爾塔蒙特斯普林斯市是在一個“濕潤”的自然環(huán)境中找到了搭建新型數(shù)據(jù)中心的道路，那么I/O Data Center公司則相反，在極端干燥炎熱的環(huán)境中，正運用諸多綠色技術(shù)來打造高能效數(shù)據(jù)中心。

美國菲尼克斯市地處炎熱干燥的沙漠地帶，通常這里的溫度高達(dá)43攝氏度，如果用一種顏色代表這里，絕對不是綠色，而應(yīng)該是黃色甚至是紅色。

但是數(shù)據(jù)中心及數(shù)據(jù)中心服務(wù)提供商——I/O Data Center公司就在這里偏偏建造了一個占地18萬平方英尺的商用數(shù)據(jù)中心。在這個數(shù)據(jù)中心里面，從特殊布局的空調(diào)處理機到服務(wù)器機架設(shè)計，都結(jié)合了眾多節(jié)能設(shè)計和綠色技術(shù)。其中最引人矚目，最“酷”的技術(shù)，當(dāng)屬冰球蓄冷系統(tǒng)了。

在I/O位于菲尼克斯市的這個數(shù)據(jù)中心中，冰球漂浮在注滿乙二醇溶液的四只巨大水箱中，溫度可冷卻到零下5攝氏度左右。溶液從數(shù)百個冰球周圍的冷卻器中抽出來，在夜間電費較低的時候?qū)θ芤哼M(jìn)行冷凍。到白天，系統(tǒng)抽運冰球周圍的乙二醇溶液，并讓其通過熱交換器，為數(shù)據(jù)中心提供冷空氣，這樣就減少了白天電費較高時運行制冷器的需求。

開發(fā)出冰球蓄冷系統(tǒng)的Cryogel公司的總裁Victor Ott表示，這種系統(tǒng)節(jié)省不了任何能源——最多是耗用能源與節(jié)省能源兩相抵消，但是的確能省錢。通過將用電時段從白天轉(zhuǎn)移到夜間，I/O Data Center公司利用電費的差價每轉(zhuǎn)移一千瓦電能可節(jié)省1250美元。

Ott稱，這項技術(shù)更環(huán)保，因為為了滿足用電需求，電力公司往往在白天高峰時段開足馬力運行又舊又臟的發(fā)電設(shè)備，排出更多的溫室氣體。他說:“它們在夜間發(fā)電所消耗的礦物燃料要比白天來得少;而且夜間溫度比較低，所以電力公司的發(fā)電機運行起來更高效。”

Ott認(rèn)為，使用Cryogel的冰球構(gòu)建的蓄冷系統(tǒng)，每小時冷卻成本大約每噸花費約60美元，三五年內(nèi)就能獲得投資回報。這對一些公司來說可能周期過長，但是投資回報率并非大多數(shù)準(zhǔn)備使用這種技術(shù)的企業(yè)所考慮的主要因素。 相反，真正的障礙是系統(tǒng)需要巨大的容器(壓縮容器或常壓儲罐)，以便將冰球裝在相應(yīng)類型的溶液里。比如在I/O Data Center公司，Cryogel的冰球蓄冷系統(tǒng)需要四只鋼制壓力容器，每只容器直徑10英尺、高22英尺。

這么大的容器的確很占地方，而對大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心來說最寶貴的莫過于場地了。好在I/O有這樣的條件，可以為這么大的冷卻設(shè)備提供一個放置的空間，但大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心沒這個條件。I/O Data Center公司的座右銘是“越大越好”，因為他們相信大規(guī)模數(shù)據(jù)中心能夠獲得規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，使得綠色技術(shù)成為可能。

為了裝下這些巨型制冷設(shè)備，I/O對原來的一座灌裝廠的廠房進(jìn)行了改建。2009年6月完成了改建工程的第一階段，主要是給18萬平方英尺的樓面空間裝備26兆瓦的制冷能力。在第二階段，該公司再開發(fā)另外18萬平方英尺的樓面空間，為其提供20兆瓦的電力容量，預(yù)計將在2010年12月份完工。I/O還在這幢建筑里面造了80000平方英尺的辦公場地。

BMC軟件公司的IT基礎(chǔ)設(shè)施和全球運營副總裁Mahendra Durai說:“I/O在菲尼克斯的IDC有一個獨特之處，就是有效地利用了灌裝廠這樣天花板很高的建筑，并利用現(xiàn)有投入來實現(xiàn)節(jié)能效果?！蹦壳埃摴臼荌/O鳳凰城數(shù)據(jù)中心的客戶之一，租用了320kW的容量空間。

惠普公司副總裁兼惠普關(guān)鍵設(shè)施服務(wù)部門總經(jīng)理Peter Gross也表示，如果場地不是問題，他贊同使用蓄冷技術(shù)，“用冰蓄冷是個好想法。它降低了用電需求，還能省一些錢?！?/p>

現(xiàn)在在數(shù)據(jù)中心中使用蓄冷系統(tǒng)的還為數(shù)不多，主要原因就是大家對它的可靠性還比較擔(dān)心。例如，在白天，當(dāng)系統(tǒng)輸送從冰球出來的冷卻水時，數(shù)據(jù)中心的冷卻器關(guān)閉。重啟冷卻器、讓它們?nèi)龠\轉(zhuǎn)需要半小時到一小時。要是蓄冷系統(tǒng)在這期間出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)中心就暫時得不到冷卻?！澳悴坏貌魂P(guān)閉整個數(shù)據(jù)中心，因為等冷卻器恢復(fù)運轉(zhuǎn)后，數(shù)據(jù)中心會變得過熱?！盙ross說。但是Ott表示，蓄冷系統(tǒng)在工業(yè)建筑中已用了20多年，是一項成熟的技術(shù)。

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為什么選在菲尼克斯?

I/O公司菲尼克斯數(shù)據(jù)中心對冷卻有極高的要求，當(dāng)項目的所有階段都完工后，該數(shù)據(jù)中心所消耗的電力將高達(dá)40兆瓦。那為什么還要選擇在沙漠中修建這樣的數(shù)據(jù)中心呢?

設(shè)計大型數(shù)據(jù)中心的兆瓦咨詢公司總裁兼首席能源官KC Mares認(rèn)為，許多用戶都在將數(shù)據(jù)中心搬往菲尼克斯，其中有部分原因并非是出于節(jié)能的目的。例如，BMC公司IT基礎(chǔ)設(shè)施和全球運營副總裁Mahendra Durai就表示，BMC選擇菲尼克斯出于一個非常實際的原因是因為菲尼克斯是美國國內(nèi)極少會受到自然災(zāi)害影響的地方之一。幾次猛烈的颶風(fēng)過后，公司管理層決定把公司的主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)搬離休斯頓。

不過I/O公司的副總裁Jason Ferrara相信，外部溫度與數(shù)據(jù)中心內(nèi)部運行沒有關(guān)系。他舉例說，沙漠干燥氣候本身就具有的一個好處是，有助于節(jié)能的蒸發(fā)冷卻技術(shù)發(fā)揮功效。

未來，I/O公司計劃向客戶提供一系列節(jié)能技術(shù)。這其中包括高能效的密封機架，它可將冷空氣從活動地板直接送到機架，并送到每排機架頂部的回風(fēng)區(qū)，這樣設(shè)備與機房空氣完全隔離開來，這樣機架的冷卻負(fù)載最多可高達(dá)32千瓦。

未來，I/O還會在自己的IDC中使用超聲加濕器，這種設(shè)備的能耗可減少93%，散熱量遠(yuǎn)低于使用蒸汽的傳統(tǒng)設(shè)備。I/O還計劃自己采用綠色的方式來發(fā)電，以實現(xiàn)部分電力自給。I/O計劃在數(shù)據(jù)中心屋頂上安裝數(shù)英畝的光伏太陽能電池板，達(dá)到4.5兆瓦的發(fā)電量。生成的能量將用于減少在白天(收取高峰電費)從普通電網(wǎng)所耗的電量。作為一種回送到電網(wǎng)的補充性電力來源，光伏太陽能電池板效果很好。但作為一種持續(xù)性電源，它們并不可靠，哪怕在常年陽光充足的菲尼克斯也是如此。

所以在第二個階段，I/O還會安裝熱電混合系統(tǒng)，可提供冷卻水用于冷卻數(shù)據(jù)中心，同時還能發(fā)電。對于小型環(huán)境而言，這種熱電混合系統(tǒng)意義不大，但是對于I/O公司這樣需要40兆瓦以上不間斷電源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心來說，意義就非常重大了。