盡管制定和實施良好的功率和冷卻策略是相當重要的，但功率和冷卻策略并不會帶來數據中心操作運營空間的最佳的優(yōu)化。而關鍵性的數據中心設計最佳實踐方案，則將有助于實現：- 最大限度地提高結構化布線通道的性能- 支持新的重量要求，增加端口和電纜密度，以及電纜介質的變化- 支持常見的拓撲結構，如ToR（機架頂部），MoR（機架行中間）和EoR（機架行末尾）

- 利用機架作為數據中心密度的基本構建塊- 為數據中心樓層空間提供更好的回報投資- 實現數據中心的可持續(xù)發(fā)展當設計建造一處數據中心時，效率無疑是一大關鍵性的目標。但業(yè)界往往把效率的獲得集中在了功率和冷卻領域。其實，可以在許多其他的領域實現效率的提升，進而帶來額外的成本節(jié)約、可靠的網絡性能、更容易的維護、靈活性和可擴展性。當在進行數據中心的設計時，我們建議您不妨考慮如下的5大關鍵性的要素，以最大限度的提高您數據中心的成功和效率，這5大要素分別為：性能、時間、空間、經驗和可持續(xù)性。

隨著現如今對于數據中心和網絡需求的急劇增長。包括電話、音樂、即時通訊和電視在內的絕大多數傳統(tǒng)通信媒介正在被互聯網重新塑造或重新定義，從而產生了一系列新的服務，諸如互聯網協議語音（VoIP）和互聯網協議電視（IPTV）。而隨著我們朝著 一切都互聯網化 的方向發(fā)展，越來越多的設備和 事物 正連接到互聯網。

隨著流媒體視頻（Netflix、iTunes、YouTube、PrimeTime等），BYOD（攜帶您自己的設備）和其他連接技術的使用越來越多，現如今的人們對于數據中心的需求可以說是呈指數級增長。而跟上日益增長的數據處理需求無疑是當前數據中心管理人員們的一大當務之急。盡管其固然是相當重要的，但一套良好的功率和冷卻策略并不能保證帶來良好的數據中心設計。即使最有效的功率和冷卻設計也不能保證可靠的網絡性能；數據中心的線纜可能會打結或被拔掉，造成成本昂貴的停機中斷。而且，良好的功率和冷卻設計并不會簡化基礎設施的安裝和管理。物理基礎設施甚至可能會在需要時阻礙供電，并導致冷卻系統(tǒng)的效率降低。功率和冷卻策略并不會帶來最佳的空間優(yōu)化或對數據中心整體的設計構建體驗產生影響。

而為了最大限度地提高數據中心的效率，我們建議您必須考慮五大關鍵要素。本文中，我們將與廣大讀者諸君共同探討這五大要素將如何有助于數據中心從設計、建造到日常運營的整個流程實現效率。

設計數據中心時要考慮的5大關鍵要素為企業(yè)業(yè)務提供關鍵服務的數據中心一直相當關注于成本昂貴的停機中斷。在大約2005年前后，數據中心的服務器數量曾出現過激增，嚴重影響了電源需求和散熱問題。不久后，隨著經濟的衰退，使得業(yè)界對于電力和冷卻效率的關注開始優(yōu)先于停機中斷。但僅僅通過考慮功率和冷卻策略來設計數據中心效率的提升是遠遠不夠的。還可以采取其他的效率提升措施提高數據中心的成本效益，以便適應業(yè)務戰(zhàn)略的變化，和計算需求的增加。一套周密的數據中心解決方案應當從5大關鍵要素著手來進行考慮和設計，這5個關鍵要素分別為：性能、時間、空間、經驗和可持續(xù)性，這將有助于在多個方面提升數據中心的可靠性、靈活性、可擴展性和高效性，而不僅僅只局限在冷卻和電源方面。

要素#1：性能當企業(yè)組織開始采用高密度的配置，虛擬化和其他方法來提高現有IT設備的容量時，他們忽視了對于性能強大的數據中心基礎設施的需求，以確保關鍵業(yè)務應用程序的不間斷運行?；A設施可以對網絡性能帶來直接的影響。以太網網絡可能會遇到幾種不同的問題，包括緩慢的響應時間、應用程序遲緩，甚至連接鏈路的丟失。而根據Ponemon Institute在2013年針對67家最小規(guī)模為2，500平方英尺的數據中心所進行的調研顯示，各個行業(yè)數據中心停機中斷的平均成本約為每分鐘7，900美元。較之2010年的5，600美元增長了41%.為了最大限度地提高網絡性能，必須考慮基礎設施的三個部分：結構化布線、機架和機柜、以及線纜管理。

最大化結構化布線通道的性能不僅僅是選擇市場上性能最好的連接和線纜。因為TIA組件的性能被指定為一個范圍，而不是一個單一的數值，因此通道的性能變?yōu)榱艘粋€平均值。此外，線纜的設計決策會對連接器的性能產生負面影響，反之亦然。為了最大化通道的性能，應該對連接和電纜組件進行共同設計。插入損耗也應該盡量減少。這對于光纖系統(tǒng)尤其關鍵，因為即使組件滿足了由TIA標準指定的最大插入損耗，40和100千兆以太網的損耗預算也會很容易地超過。

在物理基礎設施的使用壽命期間，有源設備將至少改變一次，通常是幾次。事實上，90%的有源設備將在5年或更短時間內被替換。最初對合適的機架或機柜的規(guī)模大小的確定并不困難，但機架或機柜的規(guī)模必須能夠調整，以適應具有不同尺寸和重量要求的新設備。故而企業(yè)數據中心應該尋求諸如具備可調節(jié)側軌和更高重量閾值的功能特點。

因為一些設備是側向而不是前后方向的排氣散熱，氣流也可能會發(fā)生變化 而數據中心操作環(huán)境溫度的升高將對網絡性能產生負面影響。冷空氣和熱空氣的混合將降低冷卻方案的效率。機架或機柜應該具有幫助管理氣流的選項，如可以方便的為側向排氣散熱的設備添加擋板；落料填充面板將填充打開的機架單元；并在電纜入口和出口安置密封墊圈（或類似的東西），這將最小化熱空氣和冷空氣的混合，有助于最大限度地提高冷卻效率。

基礎設施的最后一個組成部分是線纜管理?；A設施必須有一個精心設計的線纜管理解決方案，其不僅僅是設計一條線纜的路徑。垂直線纜管理器應該是大型的，這樣才能夠為更方便的移動、增加和更換線纜提供足夠的空間；同時也方便減少電纜，防止空氣流的阻塞。故而數據中心應該尋找專門為銅纜和光纖設計的線纜管理；為銅纜和光纖保持適當的彎曲半徑，并保護線纜免受損壞。過緊的彎曲和銅纜過度拉伸或將造成串擾和回波損耗。

3dB（分貝）的損耗大約相當于50%的信號功率損失。光纖電纜過度的彎曲或拉伸可能會導致額外的鏈路損耗和光纖電纜的損壞，甚至可能會導致光纖電纜最終失效。銅纜和光纖電纜或設備線纜過多的彎曲會對端口造成壓力，從而導致設備端口的損壞。下圖1展示了在保護電纜的同時，保持彎曲半徑的一個例子。

圖1：羅格朗（LEGRAND）公司的垂直電纜管理器設計成指管，以1英寸的間隔支撐和保護電纜。彎曲限制夾子卡扣到指管或光纖外殼的一側。

一些設備制造商在他們的設備中囊括了設備線纜管理器。因為這些管理者是設計用于直接連接到設備的有源設備部件的，他們可能導致電線的急劇彎曲，造成電線的損壞和設備端口上的壓力。這些管理器并不對糟糕的路由方案所為網絡端口帶來的壓力進行補償。更換一個補丁或設備線纜是廉價的。一款思科Nexus 5000交換機端口的成本超過400美元（基于思科Nexus 5000統(tǒng)一光纖TCO所進行的計算），故而更換一個設備端口的成本是相當昂貴的，特別是因為不能僅僅只更換單個端口。

為了最大限度地提高網絡性能，數據中心管理人員務必要對基礎設施的三個部分做出明智的決策：結構化布線、機架和機柜、以及電纜管理。選擇具有協同設計的電纜和連接的布線解決方案，以最大化通道性能。尋找靈活的和可擴展的機架、機柜和電纜管理解決方案，以便能夠適應更高的重量閾值，可調節(jié)的軌道和更廣泛的垂直管理器，以及集成的電纜和氣流管理選項，以實現更好的氣流保護和管理。物理支持解決方案應該支持銅纜和光纖介質。此外，數據中心需要選擇一家符合各項標準的設備制造商進行合作。這些標準通常需要兩到三年的時間來開發(fā)，因此這些制造商在相關的標準發(fā)布很久之前就需要意識到即將到來的新技術的要求。

通過共同設計的布線和連接，最大限度地提高通道性能。

物理支持應該具有靈活性和可擴展性，以適應新的設備，并具有幫助管理氣流的選項。

要素#2：時間數據中心的規(guī)模和復雜性均在不斷增長，但往往卻要求更快的部署時間。他們必須能夠快速，輕松地適應不斷變化的業(yè)務需求。故而數據中心管理人員應該選擇具備優(yōu)化時間功能的基礎設施解決方案，以便加快部署速度，降低成本，并且能夠更容易的進行遷移，添加和更改。

由于在基礎設施的使用壽命期間，設備將更換多次，因此基礎設施必須能夠支持新的重量要求，增加端口和電纜的密度以及電纜介質的變化（即用光纖替換銅纜）。同時，基礎設施還必須能夠支持像ToR（機架頂部）、MoR（行中間）和EoR（行尾）這樣常見的拓撲結構以及未來的拓撲結構。

模塊化解決方案為靈活且可擴展的基礎設施架構提供了基礎。其結合了標準化和定制化的優(yōu)點。

模塊化組件必須設計成是能夠集成整合的，以最大限度地節(jié)省部署、安裝時間，并適應未來的遷移，增加和更改需求。

模塊化設計應圍繞機架或機柜。電纜管理和路徑應易于與機架或機柜集成，以使其真正實現模塊化。要追求機架或機柜中有幾項省時功能，諸如快速和方便的組裝。它們應該能夠被安裝和正確地隔開，而不必安裝垂直電纜管理器。這為安裝設備和電纜提供了空間，而沒有垂直管理器阻礙安裝。具有更高重量閾值和更高高度的機架和機柜將擴展到新的設備需求，而不是必須更換，從而進一步的節(jié)省時間和資金。

其他機架和機柜的模塊化組件應提供有效的空氣流管理和冷卻。擋板可以添加側排氣散熱設備，而沖裁板和墊圈等可以幫助被動管理空氣流。這提高了現有冷卻解決方案的效率，特別是當數據中心采用的是傳統(tǒng)的熱過道/冷過道安排時。如果設備的密度大于5千瓦（kW），考慮采取一套基于機架的冷卻解決方案?，F在有了新的解決方案，如以制冷劑為基礎的封閉耦合冷卻。當在機箱內集成時，這些解決方案能夠節(jié)省時間，因為他們可以在需要時很容易地被添加，以支持更高的密度。

寬的垂直電纜管理能夠實現規(guī)?；s放，以適應未來的需求，并在安裝和修整電纜、以及執(zhí)行MAC工作時節(jié)省時間。

應該使用更廣泛的垂直電纜管理器以便為未來的電纜密度提供充足的空間。它們能夠有效地節(jié)省時間，因為有足夠的空間來安裝、連接和管理以后的電纜。如果一臺機架或機柜裝載有修補設備或1U/2U服務器，則會有大量電纜需要管理。如果一臺機架或機柜包含刀片服務器，則電纜數量較少，但電纜仍然必須進行正確的管理，以便使得空氣流量不會被阻塞，以防止熱量積聚。刀片服務器通常具有熱插拔組件。電纜管理必須防止電纜阻塞這些組件，無論是在前面還是后面，這取決于服務器。模塊化電纜管理應安裝在機架或機柜的前部或后部，以便在需要時可用。

電纜路徑應與機架和機柜解決方案集成整合。在數據中心，運行天花板電纜正呈現不斷增長的趨勢。因為其消除了對于在一個高架地板下阻塞空氣流問題的擔憂，使電纜更容易移動，增加和更換。當高架天花板路徑（如電纜/托盤、梯子架）與模塊化設計集成之后，其將能夠快速且易于安裝。整合也最大限度地減少了路徑通道標高的變化，因為其已被設計為能夠毫不費力地與機架或機柜兼容工作。

集成通道減少安裝時間，并盡量減少通道標高的變化。

預端光纖中繼干線可以節(jié)省時間，并幫助遷移到10GbE之外。從左到右顯示的中繼主干是LC至LC、LC至MPO和MPO至MPO.使用預端銅纜和光纖布線解決方案也是在安裝過程中、以及此后的執(zhí)行遷移，添加和更換時節(jié)省時間的一種很好的方法。隨著光纖技術從10千兆以太網（GbE）發(fā)展到更快的應用，如40和100千兆以太網，現在已經具備現場電纜更換的能力了。10GbE使用兩個光纖端接分立連接器，如LC或SC連接器。除了10GbE之外，并行傳輸使用多個光纖進行傳輸，而多光纖的接收則使用MPO連接器，其在一個連接器中端接入十二個光纖（或二十四個光纖）。 MPO連接器不能進行現場端接。預端接光纖系統(tǒng)可以推動向所需的更高速度的遷移。

模塊化解決方案應提供以下節(jié)省時間的屬性：■模塊化機柜和機柜快速裝配，具有可調節(jié)的軌道，更高的重量閾值和更高的高度，以方便地容納新的設備。

■模塊化選項用于優(yōu)化機架或機柜中的空氣流量管理，以及高效的冷卻解決方案（5kW的密度）

■電纜管理更容易在需要時安裝和更換；并能夠在機架/機柜的前面或后面實施■廣泛的垂直電纜管理器支持改變布線的需求，最大限度地減少電纜阻塞，支持更好的空氣流動，并可以在電纜包扎的最后進行安裝，使得設備和電纜的安裝更容易■與機架/機柜通路集成整合■預端接解決方案，允許快速安裝，易于遷移，增加和更換，并能夠更容易的遷移到較新的技術模塊化解決方案的設計使所有組件一起工作，以優(yōu)化安裝和部署時間，并將支持未來的網絡變化，計算能力和技術的升級，而不會發(fā)生大型的中斷。

要素#3：空間在過去，適應未來的需求是通過過度配置基礎設施系統(tǒng)的容量能力；來實現的；讓數據中心基礎設施隨著時間而成長。這在資本或能源成本方面都是沒有效率的?；A設施系統(tǒng)必須設計為具備更大的靈活性和可擴展性，使數據中心能夠被設計成具備合適的大小規(guī)模。

空間在數據中心是一種溢價?；A設施系統(tǒng)應優(yōu)化空間。思科建議采用機架作為數據中心密度的基本構建塊，作為最佳實踐方案。

端口密度的繼續(xù)增加，使有效的空間利用變得更加重要。使用高密度連接選項來優(yōu)化數據中心空間，同時支持大型的端口密度?；旌厦浇檫B接通過允許根據需要添加連接來提供靈活性和可擴展性，從而無需知道端口的確切數量或連接器的類型。光纖電纜替代現有的銅電纜。隨著10 GbE（千兆以太網）遷移到40 GbE和100 GbE時，LC（2光纖）連接器將被MPO（多光纖，通常為12或24光纖）連接器所取代。多媒介連接使得支持更新技術的不斷變化的需求更容易，并且能夠優(yōu)化空間，因為不再需要多個特定媒介的連接選項。電纜管理必須支持混合介質，因為每種類型的介質具有不同的特性（即重量，拉力，彎曲半徑等）。具有小外徑（OD）的電纜將有助于優(yōu)化空間的使用。

數據中心的一個新的趨勢是垂直增長。傳統(tǒng)的機架和機柜是7英尺高。即大約需要42臺機架單元（RU）以安裝設備；一些7英尺的機架提供45臺機架單元。應提供更高的機架選項。根據機架制造商的不同，9英尺的機架可提供高達58 RU的容量，與安裝設備相比，可節(jié)省38%的空間（而且比7英尺，45臺RU機架多29%）。機架和機柜還必須具有更高的重量閾值，以便能夠承載附加或更重的設備，而不必更換。這允許更多的設備被安裝在數據中心相同平方英尺的區(qū)域，為該樓層空間提供更好的投資回報率。

多媒介和高密度選項優(yōu)化了數據中心空間的使用。

在機架和機柜間的空間是相當有價值的。 考慮在機架或機柜外部進行修補，在設備內部預留空間，從而更有效地利用空間。

一個靈活的和可擴展的數據中心設計將通過選擇一套已充分考慮到了有源設備，電纜管理，連接的需求，并與路徑集成整合的物理基礎設施解決方案，來優(yōu)化空間。在不犧牲網絡性能的基礎上，物理基礎設施成本將得到緩解。優(yōu)化空間也可以幫助延緩CAPEX（資本支出）和降低OPEX（運營費用） 在恰當的時間、以恰當的成本配備恰當的大小規(guī)模。

要進行數據中心空間的優(yōu)化，請考慮以下幾點：■ 使用機架或機柜作為您數據中心的基本構件■ 選擇具有更高重量限制，足夠深度和高度的機架和機柜，以支持垂直增長■ 選擇可支持現有電纜密度的電纜管理，提供足夠的增長空間，減輕由電纜引起的空氣流量限制，并設計為支持銅纜和光纖■ 選擇支持高密度和混合介質的連接■ 使用外徑較小的電纜■ 考慮在機架和機柜外部修補（例如天花板），以節(jié)省設備空間■ 選擇可輕松與架空路徑集成的機架或機柜解決方案元素#4：體驗可以通過選擇合適的合作伙伴來提高數據中心構建體驗。今天數據中心的增長趨勢是更多的采用外包。數據中心需要以更少的員工以更少的投入來執(zhí)行更多的工作。數據中心的規(guī)模變得更大，更復雜，但必須更快的啟動和運行。在設計階段，數據中心的設計必須提供有保證的性能，同時為未來的需求提供靈活性和可擴展性。 一般來說，解決方案應該是模塊化定制的，以滿足特定的需求，并且可能需要根據特殊要求進行額外定制。解決方案中的產品無縫地協同工作是相當關鍵的。在安裝階段，解決方案必須易于安裝，快速部署和易于管理。擁有合格并具有高質量安裝歷史背景的承包商也很重要。物流必須協調，以確保在需要時交付所需的物品。項目也可以是全球性的，這就是為什么說考慮你數據中心將與誰合作是至關重要的原因所在了。

考慮到相關的設備制造商可以為您數據中心提供資源，以幫助在從解決方案設計、物流、設備安裝等所有階段協調項目，故而這些解決方案可能成為其他地方創(chuàng)造額外的協調以獲得數據中心支持的標準的解決方案。制造商應該具備所有組件解決方案的專業(yè)知識緊密耦合的冷卻、電源、連接、布線、機架和機柜、電纜管理和途徑，以確保所有部件在一起無縫工作。數據中心應利用這種專業(yè)知識，延長設備壽命，降低成本，解決獨特的挑戰(zhàn)。

要素#5：可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展可以意味著許多不同的東西。通常，其與改進流程有關，以避免過度使用或完全破壞自然資源。不同企業(yè)數據中心的可持續(xù)發(fā)展的側重點可能各不相同，但其都在不斷增長。即使其在今天的企業(yè)組織并不是一個高優(yōu)先級事項，但數據中心與一家可持續(xù)發(fā)展的制造商合作，并不需要花費更多的成本，而且還有許多好處。

真正以可持續(xù)發(fā)展為目標的制造商將獲得ISO 14001認證。ISO 14001標準詳細說明了主動管理的最佳實踐方案。一家獲得了ISO 140001認證的制造商將專注于持續(xù)的改進，而不僅僅是是單純的遵守。這不僅有助于帶來更好的制造過程，而且能夠提升整體的更好的操作。通過與當今的可持續(xù)發(fā)展的制造商合作，您已經為其成為您企業(yè)組織或客戶的首要任務做好了準備。

可持續(xù)性也可以指持續(xù)或維持很長一段時間的能力?？沙掷m(xù)設計提供空間設計的選擇和靈活性，減少安裝時間，現場材料的浪費等，有助于確保數據中心最佳的能源效率和性能。一家承諾堅持可持續(xù)發(fā)展理念的制造商將不斷尋找方法，以改善他們的內部運營方法，也將同時是在尋找對環(huán)境的影響最低的解決方案的領軍。這轉化為數據中心的解決方案，應該使用一個全面的方法，實施主動和被動的冷卻，功率分配，空氣流量控制，機架或機柜與電纜管理，以確保最佳的能源效率和性能。考慮簡化和減少產品的包裝?，F在可采用新的技術，如以制冷劑為基礎的緊密耦合冷卻。當與機柜集成時，這些解決方案提供與使用CRACs相比，更高的效率水平（大于95%）因為他們能夠在源頭捕獲熱量。另一種用來減少對環(huán)境的影響的方法是使用符合RoHS（有害物質限制）的解決方案產品。

并非所有聲稱堅持可持續(xù)性發(fā)展理念的設備制造商都是一樣的。數據中心企業(yè)客戶應該尋找那些在企業(yè)內部和外部軍堅持積極的可持續(xù)目標，并通過了ISO 14001認證的制造商。

制造商還應致力于設計對環(huán)境影響較小的產品和包裝，例如遵守RoHS（有害物質限制）合規(guī)性，提高能源效率和減少包裝等等。

結論數據中心為企業(yè)業(yè)務提供關鍵服務。在數據中心設計中試圖僅側重于電源和冷卻策略方面來最大限度地提高效率是遠遠不夠的。還有其他方面的效率提升措施，將有助于增強數據中心的成本效益，適應業(yè)務的戰(zhàn)略變化，并增加計算需求的能力。數據中心解決方案的設計應從本文中所介紹的5大關鍵目標角度出發(fā)：保證性能，節(jié)省時間，優(yōu)化空間，通過資源利用率的提高來提升數據中心的運營體驗，并實現可持續(xù)性發(fā)展。從而有助于在數據中心設計中實現完全的效率提升目標。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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