邁向DCIM時代的數據中心智能網絡布線管理

文｜杭州吾久數據機房工程研究有限公司 黃 鍇 潘秀青

1 引言

據Gartner在2010年3月發(fā)布的報告《DCIM∶Going Beyond IT》（DCIM：超越IT）中指出：到2014年，DCIM工具和流程將成為數據中心管理的主流趨勢，市場滲透將從2010年的1%上升至60%。這預示著數據中心基礎設施的管理將邁入DCIM的時代。

數據中心的網絡布線是數據中心基礎設施的一個重要組成部分，電子配線以及智能管理的出現與應用，使數據中心的網絡布線管理由人工向自動、由被動向主動、由局部向全面轉變。而基于DCIM的數據中心智能網絡布線管理更出現了實質性的改變。

2 DCIM數據中心基礎設施管理

2.1 DCIM的含義

DCIM，是通過一整套包含硬件設施、傳感器和特定軟件的管理平臺與工具，來實現覆蓋數據中心IT關鍵設備（服務器、存儲、網絡、虛擬機）和基礎設施（配電、制冷、布線、機柜）等所有關聯系統(tǒng)的對象（安全、管理、環(huán)境），進行容量規(guī)劃、集中監(jiān)控、準確處置、智能管理、預測模型、成本控制等的管理，DCIM是信息技術和設施管理的綜合集成。一個有效的DCIM將為數據中心提供相互依存的系統(tǒng)，進行資產的實時監(jiān)控和統(tǒng)一的管理，DCIM工具將提供詳細的監(jiān)測和測量數據中心的性能、利用率和能耗，支持更高效、成本效益和綠色環(huán)保。

2.2 DCIM的演變

在DCIM之前，數據中心管理是基于數據中心“環(huán)境與設備監(jiān)控管理”和數據中心“IT設備系統(tǒng)與網絡管理”，這兩者的管理架構和管理流程是獨立的。

數據中心環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤基礎設施及設備的運營狀況，實現檢測、監(jiān)控、報警、記錄等管理功能，但缺乏一些必要的功能，如有效監(jiān)測和處置相互依存的IT設備系統(tǒng)的動態(tài)變化，使其能相應的滿足不斷變化的業(yè)務和技術需求。

數據中心IT設備系統(tǒng)與網絡管理，僅局限于IT設備系統(tǒng)的配置管理和網絡路由、安全管理等功能，同樣也缺乏一些必要的功能，如怎樣及時有效的對數據中心的基礎設施系統(tǒng)做出相應的適宜性調整。

數據中心管理的新需求產生了相關的驅動與演變，需要以全面的視角，提供數據中心基礎設施提供更為復雜的綜合監(jiān)測和管理工具，以使其全面的實時監(jiān)控，并具有建模和管理功能，以便進行長期的容量規(guī)劃，動態(tài)優(yōu)化獲得關鍵系統(tǒng)的性能和效率，提高資產利用率。

在不追加數據中心基礎設施投資的情況下，應保證關鍵業(yè)務的IT應用的快速增長，提升IT應用能力，服務器虛擬化成為流行的方法。這需要在虛擬化動態(tài)環(huán)境下，創(chuàng)建一個穩(wěn)態(tài)的環(huán)境，在計算負載的快速變化和遷移時，做出配電和散熱的響應。

數據中心熱密度的迅速增加，如果超出基礎設施的承受能力，將導致效率的降低，提供了數據中心超載和宕機的風險性。

虛擬化應用的低效分配，能增加功耗和集中的熱密度，造成意想不到的服務器機架和局部熱點，引起的固有風險，將產生一個需要能夠彌合IT和設施之間鴻溝的綜合監(jiān)控系統(tǒng)和管理解決方案。

隨著時間的推移，開發(fā)支持同步監(jiān)測與管理物理和虛擬基礎設施的智能容量規(guī)劃解決方案的需求在逐漸地增加。智能容量規(guī)劃是為數據中心管理者將異構基礎設施中的公共儲存庫的性能和資源利用率的信息，提供實時數據的聚合和關聯。它也將使數據中心管理者自動基于服務器能力的IT應用管理，以及在數據中心物理的基礎設施條件下，優(yōu)化整個數據中心基礎設施的性能及可靠性和效率。

數據中心管理的新需求使DCIM發(fā)生了演變。DCIM數據中心基礎設施管理是信息技術和設施管理的綜合集成，主要的特性是將數據中心IT關鍵設備和基礎設施所有關聯系統(tǒng)的信息與管理進行整合，DCIM工具和流程將改變原有數據中心“環(huán)境與設備監(jiān)控的管理”和 “IT設備系統(tǒng)與網絡的管理”，兩者間的管理架構和管理流程是相分離的狀態(tài)，成為數據中心基礎設施管理（能夠包含IT系統(tǒng)作為管理驅動）的主流趨勢。

2.3 DCIM的驅動因素

驅動DCIM數據中心基礎設施管理平臺快速增長的主要因素可以歸納為：提高功率和熱量密度、數據中心的整合、虛擬化和云計算、增加依賴關鍵的IT系統(tǒng)、能源效率或綠色IT舉措等。

2.4 DCIM的管理目標

雖然不同的數據中心有不同的建設目標和目的，但數據中心基礎設施管理的主要目標是基本相同的：保障可用性計劃及降低風險、提高資產和基礎設施的利用率、綜合降低能源消耗和運維成本、流程化管理滿足規(guī)定的服務水平、實時自動提供管理決策信息、高數據中心效率和效益。

2.5 DCIM的功能

一個有效的DCIM平臺將提供一個相互依存的系統(tǒng)與資產的實時監(jiān)控和管理的統(tǒng)一平臺，提供收集實時數據、資產可視化、建立虛擬模型、實行變更控制、進行全程管理、呈現運營報告、動態(tài)預測分析等一系列的保障業(yè)務和運營效益的措施。這些功能包括：全面、實時地采集監(jiān)測真實運行狀態(tài)數據；對IT設備與基礎設施的環(huán)境監(jiān)控與報告；識別IT設備和基礎設施之間的相互依存關系；數據中心資源與資產的配置與變更管理；可視化的物理和虛擬設備設施管理；基于模型的自動化的事件應對與處置；現時與歷史數據資料的可管理性；能源的實時測量、能力模型與優(yōu)化配置；應對動態(tài)的IT設備與虛擬設備的變化；適宜的資產、成本、效率的預測分析與決策；統(tǒng)一的操作平臺、工具和管理界面。

3 數據中心網絡布線

數據中心的網絡布線系統(tǒng)是為IT設備提供可靠的信息連接，提供適應網絡運營的傳輸帶寬，支持網絡7×24小時的不間斷運行。另外，數據中心的網絡布線系統(tǒng)對安全性、可用性和靈活性有著較高的要求。同時，還需要直觀、有效、方便的網絡與布線的管理方式和工具。

3.1 數據中心網絡布線特點與趨勢

數據中心的網絡布線系統(tǒng)具有機房內信息點密集、網絡數據傳輸為主、銅纜光纖類型繁多、傳輸鏈路穩(wěn)定可靠、變更設備連接頻繁、動態(tài)智能鏈路管理等特點。

近年來，數據中心的網絡布線系統(tǒng)主要技術與產品的發(fā)展趨勢為：端到端的整體解決方案、高速網絡（萬兆器材）、高密度（預端接器件）、抗電磁干擾的屏蔽布線、低煙無鹵/阻燃防火線纜、電子配線及其智能管理、在線偵測動態(tài)識別設備。

3.2 電子配線與智能管理

電子配線通常由布線組件配線架與跳線、智能掃描管理設備和智能管理軟件等系統(tǒng)組成。電子配線是通過在物理層的網絡布線，額外增加管理信號的形式，采用端口探測或鏈路探測等方式，通過觸發(fā)感應或回路檢測對網絡系統(tǒng)和聯網設備進行實時的物理層鏈路信息狀態(tài)報告。

智能軟件管理電子配線的硬件，監(jiān)控所有電子配線組件的實時狀況，同時利用相應自動探測機制和應用程序采集網絡物理層的數據，能即時發(fā)現連接中斷的設備和用戶，實現自動網絡排障，減少平均修理時間，建立數據庫提供準確可靠的信息源數據。智能管理軟件進行網絡配線的自動配置、工作訂單下達和工作單的執(zhí)行；設備資源報告生成；引導跳線操作而完成網絡及終端設備的移動、添加和更改（MAC）基于Web的設置，電子配線架管理軟件還可以排除網絡連接故障、保護信息安全、監(jiān)視非法設備接入、優(yōu)化網絡源利用率等功能。

智能管理軟件實現了資產與變更管理、故障的定位處理、精確更可靠的信息與效率、鏈路監(jiān)控與安全等功能與作用。

3.3 基于DCIM的智能網絡布線管理

DCIM將數據中心IT關鍵設備和基礎設施所有關聯系統(tǒng)的信息與管理進行整合，數據中心的智能網絡布線管理具有如下的功能特點：

（1）資產管理：連續(xù)追蹤資產的工作狀態(tài)、屬性、物理位置以及變動等，自動探測到資產的變化，包括帶IP的IT設備及其他SNMP設備等數據和信息。

（2）自動規(guī)劃及預配置：DCIM管理數據中心的基礎設施以及網絡設備，提供自助服務，縱覽整個數據中心的網絡狀況，以可視化幫助IT管理人員快速準確的決策，將資源、工作進程以及用戶作為對象，管理與控制MACs的移動、添加和改變。

（3）故障事件管理：DCIM能保障業(yè)務的連續(xù)性，如物理層設施出現任何改變或者故障，就會被系統(tǒng)立即偵測到，軟件能遠程操控并幫助解決故障，增加了工作效率，減少了成本也降低了人為失誤。

（4）安全定位：DCIM提供一套安全機制，辨別非法操作、未經許可的連接/斷線以及未經許可機柜門的開啟，實時警報未經許可及對系統(tǒng)具有危害的事件信息，同時也可阻止和防范相應的操作。

（5）環(huán)境管理：DCIM對數據中心環(huán)境進行7×24小時實時監(jiān)測環(huán)境溫濕度、火災、水侵。設備運行與故障等意外都可能造成危害，如出現狀況將警報通知與處置。

（6）電耗監(jiān)測和管理：DCIM進行連續(xù)的供配電及設備能耗的檢測與監(jiān)控，動態(tài)識別IT設備的能耗狀況和變化趨勢，結合虛擬模式的服務器整合，調整數據中心供配電與能耗規(guī)劃。

（7）網絡整合：DCIM為數據中心IT設備和基礎設施相關聯系統(tǒng)的網絡整合和信息管理提供了有效的平臺，可以將多種應用、多向數據流、多種工作流貫穿于整個網絡的應用與管理。

4 DCIM開發(fā)與應用的建議

DCIM作為數據中心行業(yè)新型的技術與管理的平臺，在成為行業(yè)主流趨勢下，行業(yè)內產業(yè)鏈中的各方需要認真地關注和參與其開發(fā)與應用的環(huán)節(jié)，在此提出一些建議：

（1）對于DCIM平臺的開發(fā)商，需要構建一個實際意義的數據中心基礎設施管理系統(tǒng)，包含應具有的功能，真正使數據中心的運維管理人員從中得到效率和收益。

（2）對于網絡布線的廠商，需要在其網絡布線的產品中，完善電子配線系統(tǒng)產品和智能管理功能，并在自身的軟件平臺上，注重第三方DCIM的開源平臺的融入，以獲得更大的開放性和包容性，也有益于產品的市場推廣與應用。

（3）對于數據中心項目建設方，需從整體上考慮數據中心DCIM的技術與管理趨勢、建設與運維成本、效率與收益體現。

（4）對于工程設計方，需跟蹤數據中心行業(yè)的技術、產品、系統(tǒng)、平臺、應用的發(fā)展變化，適當地選擇DCIM平臺為適宜的數據中心項目服務。

不僅如此，數據中心的行業(yè)機構與人士，需對DCIM進行相應的研究、開發(fā)、推廣、應用，跟蹤主流趨勢，以提升國內數據中心行業(yè)的整體建設與管理水平。

5 結束語

DCIM數據中心基礎設施管理（平臺與工具）的出現與發(fā)展，促進了數據中心信息技術和設施管理的綜合集成，無論其管理的形式、技術的方法、管理的范疇、技術的應用，都發(fā)生了實質性的變化，成為數據中心管理的主流趨勢，對數據中心有效的綜合管理具有積極的作用。

DCIM的數據中心智能網絡布線管理，整合了數據中心IT關鍵設備和基礎設施的關聯信息，由此可以更主動地、自動地、適宜地管理由IT系統(tǒng)變化作為管理需求驅動的數據中心基礎設施的網絡布線管理。

1 DCIM: Going Beyond IT，Gartner, Inc. March 29，2010

2 Put DCIM into Your Automation Plans, Forrester Research，December 2009 [3]

3 Infrastructure Monitoring and Management Tops List of Data Center User Issues，Information Management [4]

4 Data Center Management and Efficiency Software，451 Group，2010

5 A Look At Data Center Infrastructure Management Software & Its Impact，Processor Magazine，July 2，2010 [5]

6 Bridging the Gap between IT and Facilities，Data Center Knowledge，June 8，2010 [6]

7 Physical Infrastructure Manager?（PIM ?DCIM solution），PANDUIT CORP，2012

8 RiTCenterMind（DCIM solution），RiT Technologies Ltd. 2012

9 潘秀青，黃鍇.數據中心布線系統(tǒng)的整體規(guī)劃. 智能建筑與城市信息. 2009.4