高校绿色数据中心的建设与管理 绿色数据中心建设
摘要：围绕绿色数据中心的建设与管理，结合本校实际情况，设计了供配电系统、空调系统及服务器的改造方案，在保障各系统稳定、安全、可靠运行的前提下，更加注重了节能，为高校绿色数据中心的规划设计及管理提供参考。
关键词：数据中心；服务器虚拟化；绿色节能
中图分类号：TP392文献标识码：A文章编号：16727800（2012）008013803
基金项目：韩山师范学院青年基金项目（413809）
作者简介：陈希楠（1985-），男，韩山师范学院教育信息技术部助理实验师，网络工程师，研究方向为网络设计与管理、网络安全。
0引言
随着我国教育信息化的深入，各高等院校的网络建设发展日趋完善。近年来，各高校校园网覆盖面迅速扩大，建设水平逐步提高，应用面不断扩展，如今的校园网已和广大师生的工作、学习和生活紧密联系在一起。一方面校园网方便了师生通过互联网及时了解国内外资讯，有助于提高教学水平；另一方面，将现有的各信息系统的数据进行合理整合，建立一个安全、快捷的数据中心，为高校的信息化建设提供基础平台。随着校园网的不断建设，网络应用的需求日益增长，数据中心在建设与管理上面临的问题也越来越突出。如何对数据中心基础设施合理规划、建设和管理，有效应对各种威胁和灾害，确保数据中心基础设施安全，保障信息系统和网络应用服务的连续性，同时注重节能降耗，是建设好高校数据中心的重要课题。
1数据中心概述
数据中心是一整套复杂的设施，不仅包括了计算系统、存储系统和网络通信系统，还汇聚了电力设备、环境控制和安全监控等。数据中心是数据的构建、保存、更新、集成、分发与共享，以及提供存储、容灾、备份等信息服务的基础环境，实现数据的集中存放和应用的集中处理。高校数据中心主要作用是校园网资源整合；提供高速稳定的互联网接入服务；架设合理的数据结构，方便各信息系统间的数据交换和共享。经过十多年的发展，数据中心已经成为高校信息化建设的核心。
虽然各高校数据中心的设计规划与建设日趋规范，但是仍然有很多新问题浮现出来：大量IT资源的集中导致管理的效率问题，机房的资源紧张而如何实现动态扩展问题，建设“节约型校园”实现节能减排要求而带来的绿色节能问题，云计算和虚拟化等新技术发展带来的新一代数据中心架构的问题等等。
2校园网数据中心现状问题
现今，高速发展中的高校数据中心面临着多方面的挑战：①由于缺乏合理规划，可持续发展能力不足，传统的架构已无法满足新一代高校信息化的发展需求；②能效成本高，服务器大部分时间处于低负荷状态，电力供应和制冷能源消耗巨大；③资源利用率低，服务器、数据存储利用率低，数据重复存储，资源浪费严重；④管理水平有待提高。因此，对数据中心的各子系统进行重新规划，在提高其工作效率的同时降低其能源消耗，构建绿色数据中心已成为高校数据中心建设的重要任务。
2.1我校数据中心现状分析
我校数据中心主要存在着以下几方面的问题：
2.1.1供配电系统
（1）近年来机房服务器数量随着网络扩展增加，用电负荷有显著增长，有几路供电线路甚至出现高峰期发热量过大的问题，存在安全隐患。
（2）UPS的部分蓄电池已经超期，导致UPS的续航能力有限，当雷雨季节校园供电不稳定而导致中心机房电力供应中断时，无法维持机房的设备与制冷系统的长时间运行。
2.1.2空调系统
（1）现通过5台3匹的普通空调，4台运行1台备用的运行策略进行温度控制，并不能很好地保持数据中心机房的恒温、恒湿的要求。
（2）随着服务器数量的增长，对温度控制的效果较差，普通空调由于24h的不间断运行，故障率高。
（3）空调的摆放布局不合理，为达到降温目的，过度冷却，浪费能耗。
（4）没有规划好冷热气流组织，造成冷热空气混合，降低了制冷效果，增加了制冷设备负载。
2.1.3服务器
（1）设备成本高，随着各部门信息化建设步伐的加快，各种不断上马的信息系统增加了很多的服务器，增加了预算成本。
（2）数据中心空间紧张，服务器数量不断增长，使得设备的密度过高。
（3）系统情况复杂、维护量增大，造成管理上的困难。
（4）新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间。
（5）资源平均利用率低。大部分服务器利用率都在20%以下，甚至长期闲置，而有些服务器又长时间满负荷运转，彼此不能互补，系统性能得不到优化，资源利用不充分。
3校园网数据中心机房改造设计方案
作为支撑业务系统平稳运行的平台，数据中心首先要关注各信息系统能否安全、可靠运行，能否满足校园网未来扩容的需要，在此前提下，有效提升设备的使用效率，节约运行能耗。数据中心改造的方案应该综合考虑数据中心的高可用性和节能减耗，才能达到绿色的效果。通过以上对我校数据中心的现状分析，结合实际情况，有以下建设与管理方案。
3.1供配电系统
供配电系统作为数据中心最基础的系统，为数据中心内电子信息设备、照明、制冷、消防、监控等系统提供电力支持，确保数据中心安全、可靠的运行。同时，供电系统的基础设施蕴藏着巨大的节能空间，是实现绿色节能数据中心的关键因素之一。
供配电系统按一级负荷设计，使系统稳定性得到保障的同时，降低了线路损耗，减少了出现谐波的几率。由数据中心所在办公楼总配电室从不同的变压器引两路电源，沿大楼强电竖井至机房电源室末端供电给计算机设备和空调电源。当市电停电时由柴油机发电机供电。采用逐步扩容的方案，使建设方案更经济，采用双回路市电、UPS双机冗余并机供电方式，且选用模块化热插拔式UPS，不仅提高了系统的可靠性，同时也为机房扩容提供了条件。两台30KVA的UPS输出接入数据中心UPS配电柜，为主机房内的核心网络设备和服务器及存储设备提供电源，机柜设备采用双路供电一用一备。