數(shù)據(jù)中心機房綜合智能監(jiān)控系統(tǒng)設計與研究

黃寧

摘要：隨著我校應用需求的增多，中心機房設備數(shù)量與日俱增，為保證中心機房安全運行，與之配套的機房動力環(huán)境設備必須時刻為計算機提供正常的運行環(huán)境。所以該文提出了數(shù)據(jù)中心機房一體化機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。

關(guān)鍵詞：中心機房；動力環(huán)境；機房綜合智能監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）22-0022-02

1 前言

隨著我校信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心機房服務器數(shù)量和應用平臺與日俱增，其配套的環(huán)境動力設備也日益增多，同時《網(wǎng)絡安全等級保護》的實施，我校對于數(shù)據(jù)中心機房建設的投資逐年加大。數(shù)據(jù)中心機房的正常運行是需要動力環(huán)境的保證，如果機房動力環(huán)境設備出現(xiàn)故障而不能及時發(fā)現(xiàn)或者處理，就會影響到整個數(shù)據(jù)中心機房計算機的運行，對我校業(yè)務、數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構(gòu)成威脅。為了更加科學、準確地實時監(jiān)控中心機房的運行情況，對有可能出現(xiàn)的漏水、電流電壓、安保和火災等情況及時發(fā)現(xiàn)，確保機房環(huán)境的正常運行，本文提出了數(shù)據(jù)中心機房一體化機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案。

2 系統(tǒng)設計

我校的數(shù)據(jù)中心機房綜合監(jiān)控系統(tǒng)為一體化機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的有所不同，它是在傳統(tǒng)機房動力環(huán)境監(jiān)控基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化，通過采用TCP/IP 方式，對機房動力設備、環(huán)境、消防、用電、門禁、視頻等實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控管理的方法。

結(jié)合我校實際情況，我校數(shù)據(jù)中心機房綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要：UPS、市電、精密空調(diào)、溫濕度、漏水檢測、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等，實現(xiàn)機房的實時監(jiān)控和統(tǒng)一管理，保障機房動力環(huán)境正常運行，一旦設備發(fā)生故障能及時發(fā)現(xiàn)并處理，保證機房設備安全高效運行，也減輕了技術(shù)人員的工作量，提高了運營管理水平。

2.1 系統(tǒng)應用結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)中心機房一體化機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)機房設備、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等實際情況有不同的實現(xiàn)方式，大致應用結(jié)構(gòu)如圖1。

機房綜合智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖上圖1所示，整個系統(tǒng)主要由以下三部分組成：現(xiàn)場設備采集層、監(jiān)控主機、WEB 瀏覽終端。各部分的主要功能如下[2]：

現(xiàn)場設備采集層：其主要是由傳感器、各種I/O采控模塊等組成，直接連接各種被監(jiān)控設備，如 UPS、溫濕度、空調(diào)、煙感、漏水等的現(xiàn)場信號，實時采集現(xiàn)場信號，并將其信號上傳到監(jiān)控服務器[2]。

監(jiān)控主機：主要是對現(xiàn)場設備采集層傳輸來的各種信息數(shù)據(jù)進行存儲、分析、實時處理和結(jié)果的輸出，解決全部的報警信息，記錄報警事件，并負責將控制命令發(fā)往前端設備，現(xiàn)場設備可實現(xiàn)遠程控制[2]。

IE遠程瀏覽終端：主要是WEB的遠程瀏覽，技術(shù)人員可隨時了解掌握機房的工作狀況，解決了以前必須到機房才能操作的約束，還可對設備設置權(quán)限，在其設置的權(quán)限范圍內(nèi)對設備實現(xiàn)遠程控制操作。

可以通過手機實時接收監(jiān)控數(shù)據(jù)。監(jiān)控數(shù)據(jù)通過微信平臺發(fā)布到個人手機上，管理人員可以隨時查看機房的情況和網(wǎng)絡應用狀態(tài)。本文通過硬件、流量監(jiān)控和微信的二次開發(fā)達到數(shù)據(jù)機房的智能監(jiān)控。這也是本文的創(chuàng)新點，目前對于機房的研究只集中在某一方面的監(jiān)控和研究，而我們是全方面地監(jiān)控并通過微信的二次開發(fā)，通過發(fā)送到手機查看運行情況。

機房安裝1個密閉冷通道模塊，包含15臺IT機柜，3臺行級送風精密空調(diào)， 1臺精密配電柜； IT機柜根據(jù)業(yè)務規(guī)劃分配為網(wǎng)絡柜、服務器柜、存儲柜、綜合布線柜等。

2.2 監(jiān)控子系統(tǒng)的實現(xiàn)

從功能結(jié)構(gòu)上，機房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括環(huán)境監(jiān)控設備、各種動力設備及安防系統(tǒng)，并根據(jù)我校機房的實際情況，主要包括以下監(jiān)控子系統(tǒng)：

2.2.1 UPS監(jiān)測子系統(tǒng)

采用總線的方式將UPS的監(jiān)控信號直接接入監(jiān)控主機的串口，通過UPS設備提供的智能接口及通訊協(xié)議實現(xiàn)，監(jiān)控系統(tǒng)的軟件可以實現(xiàn)對UPS實時監(jiān)測。其設備一旦出現(xiàn)報警，設置的預定值參數(shù)變色，并有報警聲音，畫面不斷閃爍，彈出報警畫面。系統(tǒng)會根據(jù)提前設定好的語音、電話、短信、微信等方式報警，并以某一種方式或者多種方式的發(fā)送到技術(shù)管理人員的相關(guān)移動設備上，同時提示相應的處理。

2.2.2 市電監(jiān)測子系統(tǒng)

對市電的實現(xiàn)監(jiān)測主要采用的方式是通過在配電柜中安裝智能電量儀，屏幕為液晶顯示，這樣既可在配電柜表面實時看到電量儀采集到的參數(shù)，也可將信號接入監(jiān)控主機的串口，監(jiān)控系統(tǒng)軟件就可以對市電進行實時監(jiān)測。當監(jiān)測的參數(shù)超過預設值，或當供電斷電、異常，系統(tǒng)就會發(fā)生報警，并通過語音、電話、短信、微信等，以某一種方式或者多種方式的發(fā)送到技術(shù)管理人員的相關(guān)移動設備上，并有相應的處理提示。

2.2.3 精密空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)

利用空調(diào)廠家提供的智能通訊接口及通訊協(xié)議，采用總線的方式將精密空調(diào)的監(jiān)控信號直接接入監(jiān)控主機的串口，系統(tǒng)可實時監(jiān)控空調(diào)的各部件的運行狀況和基本參數(shù)，并通過手機APP或者電腦進行遠程管理，對其參數(shù)進行設置，例如，溫度、濕度等的設置，遠程控制空調(diào)的開關(guān)機等功能?？照{(diào)一旦出現(xiàn)報警，預設值參數(shù)變色，并有報警聲音，畫面不斷閃爍，彈出報警畫面。系統(tǒng)會根據(jù)提前設定好的語音、電話、短信、微信等，以某一種方式或者多種方式的發(fā)送到技術(shù)管理人員的相關(guān)移動設備上，并有相應的處理提示。

2.2.4 溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)中心機房，所有設備都是電子計算機等微電子設備，在影響機房電子設備的各種因素中，溫濕度的影響是非常重要的，所以控制機房溫度、濕度是非常關(guān)鍵的。我們的方法是，在機房加裝溫濕度傳感器，溫濕度傳感器會實時顯示其檢測到的具體數(shù)值。當機房的溫濕度升高，超過預設值時，系統(tǒng)將就會發(fā)生報警，并第一時間通過語音、電話、短信、微信等，以某一種方式或者多種方式發(fā)送到技術(shù)管理人員的相關(guān)移動設備上，并有相應的處理提示。

2.2.5 漏水監(jiān)測子系統(tǒng)

對于數(shù)據(jù)中心機房，漏水監(jiān)測是十分重要的，機房地板下面分布著密集的強電、弱電線槽線纜，如果發(fā)生漏水，將造成嚴重后果，整個可能網(wǎng)絡癱瘓。由于用戶機房面積大，且漏水水源一般在機房地板下，若發(fā)生漏水，管理人員也無法定位找到。所以為了方便管理人員今后的維護，采用定位式漏水檢測系統(tǒng)。將定點水浸傳感器分布在容易發(fā)生漏水的區(qū)域，一旦有液體泄漏碰到水侵傳感器，通過定位式測漏控制模塊提供的智能接口及通訊協(xié)議，采用總線的方式將漏水報警信號直接接入監(jiān)控主機的串口，由監(jiān)控平臺軟件進行漏水的實時監(jiān)測。

2.2.6 門禁監(jiān)控子系統(tǒng)

主要是通過總線型門禁控制器設備提供的智能接口或網(wǎng)絡通訊接口及通訊協(xié)議，采用總線的方式將門禁信號接入監(jiān)控主機的串口，由監(jiān)控軟件對門禁進行實時監(jiān)測。實時監(jiān)控數(shù)據(jù)中心機房人員進出的情況，并進行記錄，如果機房門開的時間過長，都會發(fā)生報警。

2.2.7 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)，前端設備包括各類監(jiān)控攝像機，根據(jù)我校監(jiān)控的實際需求，遠程監(jiān)控客戶端通過監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的遠程訪問、控制和管理，圖像監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲在NVR上。監(jiān)控室增加監(jiān)控顯示屏，可以顯示各個監(jiān)控子系統(tǒng)的具體情況，便于管理人員實時查看。

3 模塊化機房監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點

經(jīng)過一段時間的考察，結(jié)合信息化技術(shù)的發(fā)展和我校的實際情況，與傳統(tǒng)機房監(jiān)控的比較，最終選擇模塊化機房監(jiān)控，模塊化機房監(jiān)控與傳統(tǒng)機房監(jiān)控相比較，主要有以下優(yōu)點：

3.1 安全可靠性高

監(jiān)控主機為嵌入式，操作系統(tǒng)由 Windows變更為Linux，Linux系統(tǒng)更加穩(wěn)定安全，從而有效杜絕Windows系統(tǒng)的不安全、以及各種病毒的干擾，使整個系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提升，節(jié)省了大量的人力物力，提高了工作效率。

3.2 容易維護

嵌入式的監(jiān)控主機內(nèi)含監(jiān)控軟件，可通過 IE 瀏覽器全面管理和維護，所有的維護工作只需在中心進行。除非硬件故障，每個機房幾乎是零維護。

3.3 運營成本低

監(jiān)控主機集串口，DI，DO，12V電源于一體，可直接接煙感、漏水、UPS，空調(diào)等被監(jiān)控設備，減少中間連接，使機房布線整潔與后期維護方便，系統(tǒng)更省電、更節(jié)能，使用壽命更長。

4 結(jié)束語

數(shù)據(jù)中心機房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機房動力與環(huán)境的實時監(jiān)測，并能第一時間發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障及對故障進行分析處理。數(shù)據(jù)中心機房運維技術(shù)的迅猛發(fā)展推動中心機房管理向少人、無人方向發(fā)展，能夠加強中心機房的管理運維的科學化和職能化水平。這對于機房實時監(jiān)控管理有重要意義。

參考文獻：

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