國立勤益科技大學

綠色資料中心與服務虛擬化介紹

108學年度工程及科技教育認證實地訪評

電子計算機中心

2019-10-07 圖資大樓5F電子計算機中心

本校綠色資料中心建置歷程

  • 配合圖書資訊館之建設於 98 年落成
  • 規劃校園 10Gbps 骨幹網路
  • 機房面積約 34 坪,建置花費約 2,800 萬
新舊大樓對照

當年成效

  • 大專院校第一座綠色資料中心
  • 大專院校第一間導入10G光纖骨幹(CISCO VSS)
  • 13所綠色大學示範學校之中唯一公立學校
  • 本校資料中心實境導覽
新舊機房對照

參考規範

  • 資料中心電信基礎設施標準(TIA-942)
  • 資訊機房能源使用效率(PUE)
  • ISO27001的實體安全控制措施
  • 政府機關及學校全面節能減碳措施

規範1:ANSI/TIA-942

  • TIA-942 資料中心電信基礎設施標準規範定義了空調、電力、消防、網路以及實體環境等層面,分為4個層級(Rated 1 - Rated 4)
TIA-942 Rated 4

規範2:資訊機房能源使用效率

PUE值的計算
  • Green Grid 於 2007 年制定 PUE(Power Usage Effectiveness)為資訊機房能源使用效率評量指標
  • PUE 值越大,代表耗用於冷卻空調、UPS等周邊的電力愈大,相對也就愈不節能
  • IT設備不包含UPS

規範3:ISO27001 實體安全控制

  • 設定實體安全邊界
  • 進出人員管制措施
  • 設備安全管理與維護
  • 機房環境安全管理

規範4:政府機關及學校全面節能減碳措施

  • 新設或增修電腦機房,建議採用冷熱通道氣流模式,以降低冷熱空氣混合比例,減少空調用電
  • 電腦機房機櫃的入口溫度應介於20~25℃之間,相對濕度應介於40~55%之間
  • 電腦機房之不斷電系統應裝置適當容量或選用模組化設計

綠色資料中心特色

  • 高安全性機房
  • 冷熱通道分離
  • 雙空調備援
  • 雙電力備援
  • 結構化布線
  • 隔離式控臺
  • 主機虛擬化

特色1:高安全性機房

  • 牆面內包銅箔有效阻隔電磁波干擾
  • 高架地板
牆面內包銅箔
  • 全方位環控(溫溼度、排水、電力、消防、門禁、氧氣濃度、能源利用效率...等)
環控系統 機房PUE
  • 偵煙及偵熱雙迴路感知滅火設備(新海龍、三氟甲烷)
三氟甲烷與手動啟用滅火設備

特色2:冷熱通道分離

  • 運用冷熱氣流分離並降低外氣交換率以達到低PUE值之高能源利用率,建置後為1.7左右
  • 舊式機房PUE值為3~4,代表新機房的電力消耗僅為舊式機房的一半
電算中心主機房

特色3:雙空調備援

  • 二台下吹水冷恆溫式空調,每台二顆壓縮機,溫度達24度開始運作,下探到22度則停止運作
下吹水冷恆溫式空調
  • 為避免缺水期冷卻水塔水源不足,另外安裝二座2對2分離式氣冷空調,溫度達28度時自動開啟
上吹氣冷式空調室外機 上吹氣冷式空調面板

特色4:雙電力備援

  • 遇斷電時使用 UPS 與發電機雙電源提供電力
  • 偵測斷電時先由UPS供電,60秒內改由發電機接手
雙電力備援架構圖
  • UPS採3座並聯冗餘(redundancy),每座30K,使電力可靠度等級達到Tier2的水準
UPS

特色5:結構化布線

  • 採高架式配線,減少氣流之阻擾,提升空調效果
  • 配線符合單一化、國際化、標準化原則
高架式線槽

特色6:隔離式控臺

  • 管理人員透過IP KVM機制於OP室進行操作與監控伺服器,降低進出機房所造成之能源損耗
ipkvm

特色7:主機虛擬化

  • 導入時 VMware 4.0,主機9台,@1G網路線6條
  • 目前主力 VMware 6.0,主機4台,@10G網路線2條
  • 外單位 VMware 6.5,主機6台,@1G網路線2條
  • 本校目前虛擬化服務共230台,虛擬比例達 95%

虛擬化優點

  • 伺服器合併(Server Consolidation)後降低空間、網路、電力、空調與實體機器等管理與維護
  • 不因實體機器不同而與驅動程式奮戰,加速應用佈署
  • 實體機器故障時,服務自動移轉到別台 Host,提高服務可用性
  • 手動或自動將目前的服務不中斷地移轉到別台 Host,靈活調配資源

虛擬化缺點

  • 採購成本高:導入時投入的成本高,除了伺服器、儲存設備、網路與軟體的授權費用都不便宜
  • 建置困難:期初建置時,須具備相當的虛擬化專業知識
  • 人員訓練不易:相較於傳統一台實體機器就是一個服務的觀念,要管理虛擬化的機房上手不易
  • 若硬體不穩定則影響的服務較傳統大了許多

導入 Veeam 虛擬化備份機制

veeam 主控台

veeam 備份管理員

veeam 備份管理員

veeam 備份通知郵件

veeam Mail

服務可用性監控

服務可用性通知郵件

備份失敗通知郵件

備份失敗通知郵件

磁碟空間不足通知郵件

磁碟空間不足通知郵件

資料庫遭攻擊通知郵件

資料庫遭攻擊通知郵件

結論與展望

  • 做好綠色資料中心的維運即落實 IaaS (基礎架構即服務)
  • 持續監測與評估電力、冷氣、虛擬化、儲存、備份、可用性等情況,期許本校資料中心的可用性長達 20 年