模块化数据中心的工程化落地

图3 数据中心模块化架构规划图

一图胜千言，图3是一个数据中心模块化架构规划图，涉及到我们前边谈到的所有特性。我们可看到各种类型的模块，包括设备、子系统和模块关联，它们分别部署在IT模块、机房和设施层次。通过该图，能够了解大量架构信息。

在图的左侧，列出了构成数据中心的各子系统。灰色条块代表设备。如果图中所有设备块都存在，则数据中心达到了最大配置。模块化机构和传统方式的区别在于，设备块在图中是按从左到右的部署顺序逐步扩展数据中心，以满足不断提高的IT负载要求。左侧列出的所有子系统的容量都需要与给定的IT容量(kW)相匹配。子系统的灰色模块必须以符合数据中心扩容需求的方式添加。图3中还提供了不同子系统模块间的关联。如图所示，CRAC(精密空调)模块连接到区域部署，每三个CRAC设备就有一个备份的机房空调构成N+1冗余，每十二个CRAH(水冷型空调)模块就部署一个加湿器，且每个机房都与一个加湿器相关联。

图3中所示的架构中的左上方代表一个IT模块(Pod)，假设机柜密度为6KW，则这个IT模块以60kW的单位。在这一IT模块架构中包括机柜、机架式PDU、配电列头柜、UPS、机房空调以及热通道气流遏制系统。

在IT模块为单位部署基础上，有些设备需要在机房层面部署，如图3所示架构中，加湿器、制冷分配单元、冷水泵和照明进行关联和匹配，同时支持三个IT模块的部署。在此架构中，这些子系统和三个IT模块的方式构成了机房层面的部署。机房的边界可以是实体墙壁，也可以是一个大型机房中的某个分区，用虚拟边界隔离。

在机房基础之上，还有一些需要在整个设施级别优化部署的子系统，作为更加集中基础设施。如图所示的架构中，这些子系统包括冷水机组、自然冷却热交换器、冷却塔、发电机和开关设备。其中部分子系统，如发电机等，不是模块化的，而另一些子系统，如冷水机组，是模块化的。

这种方法还展示了在模块化架构中是如何实现冗余的。部署模块的目的可以是为了实现扩容，也可以是为了实现冗余，在对架构的说明中必须明确指出其目的。如图4中所示子系统为一组从左到右堆叠，以增加容量的模块。在表示用以增加容量的模块堆叠下方，还可显示一个模块，该模块是冗余模块。

图4 机房空调

集中部署的模块化基础设施并不一定要和区域部署或机房边界相对应。在此例中，我们部署了一个N+1制冷基础设施，其中每个模块能支持4.5个IT区域部署。部署第一天就必须安装左边的两个冷水机组，以提供N+1冗余，而当系统添加了第五个区域部署时，再安装右边的另一个冷水机组。上面一行冷水机组间的一条蓝线表示，它们都连接至同一总管线，属于扩容，而下面的N+1冷水机组是这两个冷水机组的冗余设备。理论上说部署较小的冷水机组能够提供较高可扩展性，与区域部署相一致，但冷水机组如果划分为较小模块，则成本高昂、复杂度增加。在此架构示例中，一个冷水机组必须支持相当庞大的区域部署容量，出于节能目的应选择配有变频压缩机的型号。

图5 冷水机

这里要强调的是，选择架构中的颗粒度(设备、系统模块大小)、类型、实施层面、以及关联是一个复杂的优化问题，需要全面而完善的分析与测试。不同的业务需求和指标优先级的驱动更使得选择多样化。 开发一个架构远非像将模块放到图中如此简单，但这种逻辑推演方式提供了一个直观的平台，有效地规化推演，比较不同方案之间在各个指标点上的优劣，以选择最合适的方案。

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