2022年数据中心的等级划分决定基础设施的运行能力 .pdf

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1、数据中心的等级划分决定基础设施的运行能力数据中心的等级划分决定基础设施的运行能力Tier Classification Defines Site Infrastructure Performance 数据中心四个等级定义The Uptime Institute, Inc.是一家致力于数据中心安全稳定运行的研究和咨询机构。通过组织和联络数据中心之间相互交流、举行会议以及开展专题研究、提供咨询等方式，帮助数据中心的建设者、所有者和运行者实现数据中心的高可利用率。由其组织的Site Uptime Network 有 100多家数据中心成员，其中包括很多财富 100强公司的数据中心。本文中，The U

2、ptime Institute提出了数据中心基础设施的四个等级（ Tier），被认为已经成为这一行业的事实标准。1.一级数据中心 基础级l一级数据中心没有冗余的基础设施设备，仅通过一条线路来支持计算机设备。l运行测试（ Performance test ）结果：任何设备或线路故障都会对计算机系统运行造成影响。进行计划内检修工作要求将大部分乃至全部系统关闭，从而影响计算机系统。l对 于运行的影响：计划内和计划外事件都可能对数据中心运行造成影响。基础设施每年必须完全关闭一次进行预防性维护和检修。紧急情况下甚至要求更为频繁的关机。如果不能进行维修工作可能加大计划外停机的风险以及停机后的严重程度。操作

3、错误或是设备故障都会造成数据中心服务中断。2.二级数据中心 具冗余设备级l二级数据中心具备冗余的基础设施设备，但仅通过一条线路来支持计算机设备。l运行测试结果：设备故障可能会对计算机系统运行造成影响。线路故障会造成计算机系统停机。l对 于运行的影响：计划内和计划外事件都可能对数据中心运行造成影响。要求配备冗余的UPS和发电机。基础设施每年必须完全关闭一次进行预防性维护和检修。紧急情况下甚至要求更为频繁的关机。如果不能进行维修工作可能加大计划外停机的风险以及停机后的严重程度。操作错误或是设施故障可能造成数据中心服务中断。3.三级数据中心 可并行维护级l可并行维护级数据中心具备冗余基础设施设备和多

4、条线路来支持计算机设备。但一般来说任一时间只有一条线路进行工作。l运行测试结果：任一设备或线路都可以按计划进行替换而不引起计算机设备停机。l对 于运行的影响：计划外事件可能对数据中心运行造成影响。计划内的设备维护通过使用冗余资源和线路来完成。为了实现从UPS到计算机设备的可并行维护，要求所有的计算机硬件有双电源输入。在设备维护期间，系统中断的风险可能加大。操作错误或是设施故障可能造成数据中心服务中断。4.四级数据中心 容错级l容错级维护级数据中心具备冗余基础设施设备和同时工作的多条线路来支持计算机设备。所有IT 设备实现双路供电。l运 行测试结果：由于设备或线路故障而出现一次最糟情况不会对计算

5、机设备造成影响。任一设备或线路必须都可以按计划进行替换而不引起计算机设备停机。为了实现从 UPS到计算机设备的可并行维名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 护和容错要求，所有的计算机硬件必须有双电源输入。备份的系统和线路必须进行物理分隔（Compartmentalization ），以确保单一事件不会同时影响到两套系统和线路。l对于运行的影响：一次单一的计划外最糟情况不会对数据中心造成影响。计划内事件不会数据中心造成任

6、何影响。计划内的设备维护通过使用冗余资源和线路来完成。在设备维护期间，系统中断的风险可能加大。由于火灾报警或启动了紧急停电程序（EPO）可能造成数据中心服务中断。PDF文档中最后四页以配电系统为例，描述了四个等级之间的递进关系。确定数据中心的等级数 据中心实现的可利用率是基础设施布局和管理运行两方面共同作用的结果。事实上，建设完成以后的运行方式在更大程度上决定了数据中心是否能够持续可用（70%的基础设施问题都是来自操作运行而不是系统架构）。确定一个数据中心的等级，应该通过确认其运行测试（Performance test ）的结果是否与等级定义的一致，客观观察计划内和计划外事件对数据中心造成的影

7、响。PDF文档在 Figure 1中总结了四个等级运行测试的结果：等级要求一级二级三级四级系统设备单系统单系统单系统双系统（S+S）系统部件冗余N N+1 N+1 至少 N+1 线路1条1条1主（Active）1备（Passive ）2同时运行（Active）物理分隔没有没有有有并行维护没有没有有有容错（单一事件）没有没有没有有确定数据中心等级不能通过分析设备组成部分的平均无故障时间（MTBF），从而计算整个系统的可利用率数据以后，比照相应等级一般实现的可利用率情况来确定。因为这种方法没有考虑到数据中心的运营方式，而数据中心的运营方式比基础设施的架构对数据中心可利用率的影响更大。数 据中心的基

8、础设施是由多达16个子系统（如电力、机械、空调、水冷）组成，整个数据中心的定级不是这些子系统等级的平均值，而是等于定级最低的子系统的评级。比如，一个配备了四级UPS系统的数据中心如果水冷系统只达到二级，则数据中心的等级也为二级。没有2.5、3.5等中间等级。各等级数据中心典型特点通过对 16个实际数据中心的分析，The Uptime Institute在 Figure 2中列出了各等级数据中心的典型特点。其中每年停机时间和可利用率情况如下：典型特点一级二级三级四级每年停机时间28.8 小时22.0小时1.6小时0.8小时可利用率99.67% 99.75% 99.98% 99.99% 名师资料总

9、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 可利用率是从用户的角度加以定义。停机时间从任何事件对用户获取信息服务产生影响开始计算，直到用户恢复正常使用信息服务。根据业务需求选择合适的数据中心等级不同行业、公司对于数据中心可利用率具有不同的需求，这些需求决定了适用的数据中心等级。一 级数据中心适用于那些尚未取得稳定的收入，或者不会因为数据中心问题而产生财务影响的公司。一些已经取得稳定收入，但是对于应用可用率要求不高的公司可能也会采用一级

10、数据中心。其他一些公司如果已经计划未来在业务需求超过数据中心功能时放弃现有数据中心，也可能采用一级数据中心。如果并不需要通过实时提供产品和服务来取得收入，或者通过合同约定避免了因为系统中断而进行赔偿，这些公司可以考虑使用二级数据中心。大量的公共和教育机构都选择二级数据中心，因为数据中心问题不会带来很大的影响。一些公司使用二级数据中心来实现异地储存非实时数据。选 择三级数据中心的公司通常对于系统可用率有较高的需求，或是由于数据中心的计划停机将承受加大的损失。这些公司可以承受计划外事件对其业务带来的影响。采用三级数据中心的公司希望其数据中心的功能不断得到改善，不愿意放弃现有的数据中心。有时一些公司

11、在设计数据中心时就考虑到了从三级升到四级。对于数据中心可利用率有极高要求的公司，或是任何停机事件都将造成大量损失的公司选择四级数据中心。这些公司清楚系统停机对收入和市场份额带来的巨大风险，因而愿意在基础设施上进行大量投资，并将之视为其竞争优势。在 根据业务需求，选择了所需的数据中心等级以后，在数据中心的设计和建设过程中，最重要的是严格一致的实现选定等级的要求。在某些子系统上采用高等级的标准，并不有助于提高整个系统的等级。比如，数据中心的电力系统达到了容错的四级标准，但其机械系统只实现了二级，则结果是整个数据中心只达到了二级标准，因为只要对机械系统进行维护工作，就必须打乱整个数据中心的运营。同样，在数据中心不断升级改造的过程中，也应该注意各个子系统是否实现了一致的标准。对于某个子系统的投资要求对于其他子系统也进行相应投资，才能提高整个系统的可利用率。数据中心等级第三方认证The Uptime Institute 提供对拟建和已建数据中心等级的第三方认证服务。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -