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联通 IDC“ 绿色”之路. 中国联通 IDC 运营中心 康楠 2009 年 9 月 北京 . 提纲. 1. IDC 行业发展趋势及能耗挑战. 2. 联通国家数据中心发展现状. 3. 联通数据中心绿色节能建设思路. IDC 处于稳步发展期 : IDC 产业仍有较大的市场潜力,据预测未来 3 年国内 IDC 市场将以 25% 的复合增长率( CAGR )增长。
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联通IDC“绿色”之路 中国联通IDC运营中心 康楠 2009年9月 北京
提纲 1 IDC行业发展趋势及能耗挑战 2 联通国家数据中心发展现状 3 联通数据中心绿色节能建设思路
IDC 处于稳步发展期: IDC产业仍有较大的市场潜力,据预测未来3年国内IDC市场将以25%的复合增长率(CAGR)增长。 到2011年市场规模将达到80亿元。预测2011年联通IDC年营收达到28亿,在未来3年可继续保持平稳的发展态势,进一步满足市场需求,逐步提高市场份额。 当前IDC发展形势分析 全球IDC市场规模 至2008年,全球互联网IDC市场规模达118.6亿美元,同比增长31.5%。 数据来源:赛迪顾问2009 数据来源:联通规划
能耗大挑战 目前来说,IDC能耗问题是制约IDC发展的一个重要问题,不断攀升的电费成本和建设成本使运营商不堪重负。 电能消耗大:电力资源紧张,缺乏节能手段,尚没有引入使用系统的绿色节能设计标准。 科学规划、管理 科学合理的设计 持续的改进 电源管理 增加空气流动 利用率 数据中心能耗问题 机柜层次冷却 …….. 服务器层次冷却 虚拟化 摩尔定律 功能密度
国外数据中心的能耗问题(美国) 照明,其他 变压器/UPS 3% 10% 送风 12% IT 设备 50% 制冷 25% 担忧 支出 • 电能越来越紧张, • 电力费用和电力可用性直接决定地点选择 • 数据中心使用了总能源的1.5% (EPA) • 每年支出$300亿 • 每年以18%的速率增长 • 占总预算的比例>25% • 但是有30% 到 80% 的优化空间(EPA) 数据中心所支付的电费已经超过购买服务器设备的费用 用于制冷所消耗的电能占整个辅助设备所消耗电能的比例约为60~70%,占整个机房系统所消耗电能的45~50%。
提纲 1 IDC行业发展趋势及能耗挑战 2 联通国家数据中心发展现状 3 联通数据中心绿色节能建设思路
联通IDC发展概况 五星级IDC 四星级IDC IDC机房150个,分布在27个省96个城市 1 机房总面积:11.0万平米 平均占用率:60% 2 机架总数量:2.9万架 平均占用率:73% 3 出口总带宽:1538G 平均利用率:65% 4 电能消耗:6.5亿千瓦时
联通IDC发展概况 服务标准体系和机房星级认证: 客户服务 认证资质 机房条件 电力保障 数据网络 运维队伍 规范IDC服务标准,按照地理位置、硬件设施、服务水平、人员配备等因素,将全国的IDC分为五— 一星级5个服务等级。
不断提升IDC星级服务水平 亚洲最大的国际性机房, 国际连接电路, 面向大型企业和国际客户 主要提供服务:主机托管 VIP 外包 灾备外包(奥运灾备服务); 国内及国际VPN连接 ISO27001 Certification 北京亦庄五星级国际信息港 • 全网统一资源调度管理 • 四、五星级IDC流量流向分析
电力设备 空调 国内数据中心的能耗问题(联通) 建设成本 运营成本 1)建设投资中最大的是电力系统设备,占50% 2)运维成本中电费占比最高。 典型项目: • 天津华苑五星级机房一期建设投资1.7亿,电力系统投资占40%。 • 广东深圳同乐机房(在建)建设投资1.3亿,电力系统投资占将近50% • 北京亦庄二期为扩电能容量, 电力引接投资3亿元
国内数据中心的能耗问题(联通) 能 耗 空间布局 IDC运营成本约占总收入的60%左右 。能源消耗成本(主要为电力)占运 营成本的50%。08年全网IDC总体能 耗费用约5.2亿元。 现有大多数IDC机房采用开放 式机架结构、低服务器放置密度、 上(侧)送风、上走线方式。2006年 以后新建IDC机房采用架空地板、 下送风方式。制冷效率较低,布局 不合理。 服务器现状 托管服务器主要以客户自有服务 器和内部自用服务器为主,租赁给 客户的服务器占比小。自用设备的 绿色环保性能部分达到国家节能要 求,但大多数客户自带服务器存在 设备老化、高能耗、体积大和低效 率等情况。 监控和管理服务 绝大部分采取简单监控,没有实 现自动化或者智能平台管理。 资源紧张 高端机房空间瓶颈、普遍电力 不足、能耗较高。随着服务器、存 储运算能力和设备集成能力的不断 加强,设备能耗增长速度已经超过 收入增长速度。
提纲 1 IDC行业发展趋势及能耗挑战 2 联通国家数据中心发展现状 3 联通数据中心绿色节能建设思路
全球越来越多的运营商关注能源问题 欧洲运营商积极推动节能标准制订并把节能要求写入标书。北美的运营商正在制定设备节能准入标准,并要求第三方认证。中国的运营商已经开始把节能当作一项重要的政治任务。 亚洲运营商 中移动:中国移动与4家移动通信主设备供应商和11家主流配套设备供应商签订了协议,启动了以节能减排工作为核心的“绿色行动计划”。 NTT: VDSL标书的节能要求: 整机功耗小于40W;AC/DC效率高于90%; 端口功耗:1.5W/Port 北美运营商 Verizon 和 AT&T:在07年3月召集北美主流设备商和器件商召开了通信节能高峰会议,讨论了通信网络的节能政策和方法。07年11月积极推动NEBS和NIPP标准组织启动节能准入标准的制定工作。 欧洲运营商 英国电信BT:在标书中明确要求采用节能设计以帮助BT实现CO2减排指标。 意大利电信TI:在标书中明确要求设备要满足欧洲节能准则CoC。 德国电信DT:标书中要求满足欧洲节能CoC。 沃达丰Vodafone:要求提供节能设计路标。 西班牙电信Telefonic:要求满足CoC。 意大利电信TI标书 (VDSL2 specification): RW_162_01 Max power consumption per subscriber line must be: < 3W for equipments with a numbers of lines ≤100 and < 2.6W for equipments with a numbers of lines >100; • 德国电信 / 宽带标书: • ADSL/ADSL2/ADSL2plus line card: PVmax = 1.0W/line • SDSL line card: PVmax = 1.0W/line • VDSL2 line card: PVmax = 2.0W/line
绿色节能技术节能降耗 在数据中心的电力能耗中,IT设备、机房制冷和电源设备分别为5:4:1的关系,即服务器、存储、交换机的电力消耗占总能源消耗的50%,而机房制冷电力消耗占40%,UPS等电源设备耗电占10%。 综合采用各种节能措施,有望达到35%的节能目标,其中IT设备、制冷设备、电源设备分别能减少30%、50%、20%的电力消耗。 • 通过各种节能措施的实施,节省的电费可提高生产能力或转化为利润 最大可以节省35%的电力可用于支撑新的生产能力 100% 制冷 非IT电源消耗 节省 IT电源消耗 PUE = 设备总电源 /IT设备电源 PUE3.0 通常 PUE 1.6 PUE 2.4 最佳实践 0% PUE 2.0
降低成本 减轻风险 业务增长 新一代绿色数据中心的演进目标 总的目标:形成具有科学合理的空间布局,集中化、智能化、模块化的基础设施,IT资源共享的信息服务平台,绿色节能、高效运行的数据中心 • 新一代绿色数据中心 数据中心 战略规划 数据中心 设计 数据中心 部署与过渡 数据中心 运营 数据中心 持续改善 与发展 降本增效 新的运营模式 节能和节省空间 业务连续性 集中化和虚拟化 面向服务和自动化 管理 & 运营 应用 & 信息 IT 基础设施 机房关键基础设施 自动化 管理 供电与散热 IT 系统 与服务 安全 虚拟化
绿色数据中心IT 6 大关键技术 • 未来的比例: • 1人 200 服务器 • 1人 200TB 存储 • 当前比例: • 1人 20 服务器 • 1人 2TB 存储 • 当前状态 • 未来状态 低成本的集中式 IT资产 高成本的 IT孤岛 • 自动化的24x7无人值守计算 • 主要支持因素 • IT系统与服务 • 安全 • 自动化 • 电源与散热 • 管理 • 虚拟化 • 基于标准的可扩展性 • 刀片化 • 场地,供电,与散热系统优化 • 动态智能制冷 • 统一基础设施管理 • 前瞻性最佳实践和内建的保护 • 集中并共享IT资源,以优化利用率 • 动态的IT重新部署,以满足不断变化的业务需求
数据中心5个节能的主要技术途径 服务器等IT设备50% 制冷和送风37% 10% 照明 3% 整合&虚拟化 UPS 变压器 和配电损耗 冷气定向进机柜 避免局部过冷 湿度最小化 4% 制冷7% 加湿和除湿15% 机房内的综合 能源浪费7% 4% 37% 改进设计 冷却水或 添加压缩冷却剂 设计& 系统的低效 利用这5个途径可以 降低35%或者更多的能耗 17
(一)制定新一代绿色数据中心技术标准 联通正在抓紧制定新的绿色IDC企业标准规范 • 依据IT规划与容灾规划,估算数据中心启用后各阶段的IT系统规模,进而验证所需空间和电力供应 • 选定合理的最终能耗密度,及各阶段实现的密度,为容量设计和预留提供依据 • 根据业务关键性要求,确定可用性级别(参照TIA-942,国标2008),对比建设成本选定数据中心级别(Tier3,Tier4) • 对所在地的气候条件进行评估,选定合理的能效比(PUE值),做为设计和施工的要求 • 参考国际LEED做为绿色环保的建设标准
(二)做好新建数据中心规划与设计 • 评估需求阶段 • 管理运维阶段 • 优化扩容阶段 • 实施阶段 • 土建 阶段 • 规划设计阶段 • 提出数据中心建设需求 • 制定战略布局和目标,规划建设蓝图、架构和实施策略,理顺管理流程和业务模式 • 给出建设的阶段及时间表 • 先进技术、经验与实际情况相结合 • 发现问题 • 优化扩容 • 制定管理制度和严格地执行措施 • 由专职运维团队完成 • 基础阶段 • 完成相关图纸设计 • 土建施工和建筑物外装修 • 动力、电气、内饰、布线、监控等 • 机架安装、网络设备
IT系统环境 • 场地优化 • 智能冷却 • 电源改造 • 绿色数据中心 • 场地布置调整 • 设备机柜优化 • 布线路由优化 • 温度控制优化 • 风量控制优化 • 压力控制优化 • IT设备供电改造 • 电源路由改造_ • UPS系统改造_ • 数据中心评估 (三)对现有IDC进行绿色改造 • 节省运维成本:耗能是数据中心主要的运维成本,在满足同等IT设备供电的情况下,可降低能耗 20%- 40%; • 提高数据中心容量:在同等配套设备耗能的情况下可增加IT设备的容量达 60%; • 分区供电和冗余供电:提高电源系统可靠性和可扩展性
(四)IT设施资源“云”化 利用虚拟化、云技术促进从独立的设备向共享设备转变,实现资源“池化”管理,降低运行维护复杂度和成本,提高运行效率,大幅增加数据容量和计算能力。
(五)实现运维自动化 • 降低运维的复杂度,减少人为操作失误带来的故障,强化管理人员对操作者和整个系统的控制和监管能力 • 减少日常重复运维工作的人力资源,使技术人员能够将主要的精力放在系统、流程的优化上面,整个运维工作步入良性循环 • 减少乃至消除大多数运维中的种种延迟,实现“零延迟”的数据中心 资源调度自动化 管理自动化 监视自动化 流程自动化 实现自动、高可用、优化、零延迟的数据中心运维
客户关系管理与渠道 感知 情感 (六)品牌营销与市场激励 • 通过客户体验和感知提升联通绿色IDC品牌营销。 市场营销激励机制 激励 鼓励绿色IT设备 • 通过折扣让利手段,激励客户自带绿色节能的IT设备,从托管设备源头降低能耗,提高资源利用率。 • 赠送监控、安全等增值服务,引导客户使用共享主机或共享存储业务。 • 对高耗能客户设备进行一定程度的限制,额外电量单独计费。 绿色IDC 品牌营销 产品与服务的使用 印象 感知 市场宣传、口碑 责任 承担企业节能减排责任
绿色行动计划 选取有代表性的2-3个机房进行新一代绿色数据中心试点 天津华苑国际数据港率先采用新技术,打造高端绿色IDC 北京亦庄二期工程中将适用联通新技术规范 建设方式:新建/改造 开展的几种方式: • 在北方选取城市,利用冬季室外空气进行自然制冷的方式 • 对服务器等进行集约化处理,提高数据中心能效比 • 对机架电源容量进行改造,提高数据中心空间利用率 • 进行虚拟化等新的业务模式尝试,推出共享服务模式(可选择的业务:VPS、在线存储) • 高端绿色机房进行智能制冷、自动化管理改造