节能降耗——搭建绿色IDC能耗与管控系统

前言

IDC（Internet Data Center，指互联网数据中心）行业有这样一句操做效率的名言："你没法控制没有通过测量的事物。"言外之意：要想减小能源浪费状况就必须从最基本的测量开始。但若是没法得知能源都用到了什么地方的话，管理人员就没法知悉将重点放哪。

本文介绍经过 HT 打造一个完整的三维数据中心可视化系统。在实现传统的数据中心监控可视化的功能外，添加了极具图扑特点的设计元素，将中国的水墨画融合进了平时枯燥的运维监控系统中，为枯燥的场景增添了一抹独特的节奏与气韵。

 

系统分析

宏观到微观，逐级下钻

利用三维虚拟仿真技术对三维地球进行立体全景展现，经过采用 HT 的球体模型加以匹配地理环球贴图来实现该效果。并可经过接入各个数据中心的经纬度信息自动生成坐标点的位置，直观展现分布在全球各地的数据中心。虽然 HT 也整合了开源 Cesuim 的方案实现 GIS 的功能，该方式彻底没必要采用 WebGIS 相关功能模块，而是经过简单的三角函数进行球体坐标算法运算来实现预期效果，相比之下采用该方案来实现会更加轻量快捷，甚至不须要建模的介入就能够完成，极大下降了实施成本和周期。

虽然没法经过 LOD 动态加载出地图细节，但场景交互设计还可以更加自由发挥出各类视觉效果，例如经过交互、切换场景等实现逐级下钻，实现了从地球-区域-园区-机房-机柜设备的逐级下钻的功能，场景过分顺滑天然。

经过点击对应区域，逐层下钻到数据中心的园区外景。总体场景采用了轻量化建模的方式，对数据中心所在园区、楼宇样貌进行高精度建模还原，支持 360 度观察虚拟园区，经过 HT 自带交互，便可实现鼠标的旋转、平移、拉近拉远操做，同时也实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操做没必要再为跨平台的不一样交互模式而烦恼。

 

动力监控可视化

IDC 能耗与管控系统做为一个大型总体的数据中心展现系统，在宏观使用场景下，将会更加关注总体数据。经过对接区域内的数据中心数量信息、能耗状况、节能信息、节能同比等，最大限度的帮助决策者观察到各种的对象，为决策者贴心打造数据智能决策平台。

同时做为一个监控系统，预警、告警不可少。对接感知网络数据，经过事件列表展现后台实时推送的数据信息，实现显示数据实时感知，设定预警阀值实现数据监测预警，有效监控监测数据业务数据运行态势。 PUE （Power Usage Effectiveness），做为评价数据中心能源效率的指标，经过数据面板直观展现。

 

资产管理可视化

资产可视化模块将会随着层级关系的递进查看不一样下钻层级的资产情况。资产管理模块具有全生命周期管理功能，经过后台数据接口实现了自动上下架，无需人工手动操做，以接口数据来保证展现内容的准确性，最终集成了平台上的全部设施设备。经过 3D 视图进行关键信息查看，如虚拟机、系统进程、磁盘空间占用以及其余实时的数据监控。可呈现资产的信息，包括但不限于设备类型、型号、采购及上架日期、位置、维保等信息，并自动刷新设备现有位置信息。

模块中支持对场景内的设备进行模糊查找和定位，镜头自动移动到定位设备的当前位置，点击便可弹出相关设备信息，辅助运维管理人员快速查找所需的设备。知足不一样类型资产的运维管理特性，确保资产信息完整无误且有据可循。

 

容量管理可视化

可视化不只仅能将肉眼所见的对象用图像描绘出来，也能将设备的信息状态形式表达出来。经过机位、U位、承重、功耗等各类可视化图表，机房运维人员将更加清晰的掌握当前的容量状况，如当前机房的电力负载、机柜剩余空间、机房各区域承重状况以及存储的容量状况，均可以形象直观的表达出来，有效管理机房的容量资源，让机房的各种资源负载倍加均衡。

容量可视化管理功能还支持经过空间搜索功能，对于已用空间和可用空间进行精确统计和展示。协助人员迅速找到合适新增设备的上架空间，精肯定位所需空间。主要功能介绍以下：

• 可视化机位：透视当前数据中心环境中，已使用机位数量与剩余机位数量状况。
• 可视化U位：透视每一个机柜的U位使用状况。
• 可视化承重：透视每一个机柜的承重负荷状况。
• 可视化功耗：透视每一个机柜的总功耗状况，进而了解机房的能耗分布状况。

当与监控可视化相结合时，便实现了与动环监控系统的PDU（Power Distribution Unit，电源分配单元）监控集成，机柜实时功率分布统计和机房PUE（Power Usage Effectiveness）的展现。能按不一样区域查看能耗的用量，如楼层、房间、机柜进行查找和统计。运维人员再也不须要经过原始数据去推理创建心理形象，而是直接用感官快速理解状况。

 

管线可视化

管线可视化内容一般分为网络链路可视化、暖通管道可视化、电气线路可视化等管线类型的可视化展现。若是使用传统的人工建模方式，一般成本费用较高、实施周期较长，且搭建出来的可视化内容在场景中的使用意义不大，而且可视化的方向在于监管业务数据，而非真实意义上的管线排布。

所以 HT 推出基于管线可视化的独特算法用于生成设备与设备之间相连的管线生成，包括网络接口、暖通管线（水冷空调、水塔、冷水机组、冷却泵、恒湿机）人工建模或数据生成）、电气管线（变压器、配电箱、电池组、电池柜、电力监控通信柜、开关柜、主控柜）等链路可视化功能。系统可与网络线路、电气、暖通自控系统进行数据对接，经过算法自动排布生成管线，以可视化及动画形式展示设备的运行状态和链接状态，所以链接关系和链路走向都能让运维人员了然于目。

 

动环监控可视化

3D 空间内展示了对整个数据中心动环资源实时的管理与监控（包括UPS、自动旁路、空调送风等状态），对设备资源进行状态查询、参数监测、预警告警等智能监测功能。以压缩机、冷凝器、列头柜各回路参数（电压、电流、功率因数）等设备为主要监测，监视设备开关状态以及设备参数变化的记录和报警处理。

（1）UPS 监控

监测设备的参数和状态，参数包括输入输出电压、电流、功率、蓄电池组的电压、温度等；状态包括整流器、逆变器、电池、负载等部件的状态，显示和记录各参数的变化曲线，并对各种报警状态进行记录和报警处理。可实现机柜实时功率分布统计并按不一样区域（楼层、房间、机柜）查看和统计设备能耗的用量。

（2）三维热力云图

经过对接数据中心内的物联网设备（温湿度传感器），获取到场景中的温度点位信息，渲染出三维的热力云图效果。目前不少数据中心已经垂直安装使用了低中高垂直方向的传感器，传统的热力云图是将将渲染出来的图片贴合到平面地板上，使用三维的热力云图，能够带来更直观的视觉体验，能够更快定位每一个机柜上的设备发热状况。

（3）气流感知模拟

依照温湿度传感器传达的数据，造成实时气流组织分布图 CFD （Computational Fluid Dynamics），使其清晰地看到机房内冷热气流流向和分布状况。

（4）节能监控

当前，下降制冷系统的能耗是数据中心规划建设的基本准则，且影响着数据中心建设效益。采用可视化节能策略，利用系统提供的智能算法，计算当前设备和环境温度,自动给出各个制冷设备的最佳功率。优化数据中心空调气流，达到下降能耗，有效制冷的科学应用。

实时统计整年节能电量以及节能收益状况。

（5）门禁监控

三维可视化在门禁监控层面主要是与视频安防监控系统及门禁系统进行集成，能展现全部视频安防监控点和门禁的位置，能查看人员历史进出信息、摄像头实时视频，对于故障和预警的设备还能够清楚直观的在场景中展现出来。其中对于视频流监控 HTML5 原生仅支持 MP四、OGG等，并不能支持目前实时视频流的 RTSP 等视频的播放，常见的解决方式是可经过转码服务来实如今网页上播放视频。同时视门禁监控还能够支持人脸识别（识别错误抓拍记录）进出、刷卡进出（非法刷卡抓拍记录）乃至新兴的视频融合技术（采用贴图+算法处理不规则形状、视频校订、色彩校订的方式实现），以此来达到场景中虚实结合一体化监控的效果。

（6）预警告警

系统内具备完善的故障预警告警、事件自诊断、分析等功能，对于超过性能阈值的性能指标系统，可以进行故障告警或预警并通知相应的运维管理人员，并作到保存历史信息和报警事件。 

动环监控系统目的是为了将上述各自独立又或部分关联的设备监控起来，实现了机房设备的集中统一管理。

 

总结 

图扑软件（Hightopo）的数据中心 3D 可视化系统将多种复杂的管理系统信息汇集在虚拟仿真环境下，以人类最直观的理解形式展示，大幅度提高了信息交互和操控的效率，减小时间损耗和信息的浪费，保证信息的及时性和准确性。

继而实现了数据中心端到端的 IT 可视化，强化 IT 管制手段和管理水平，包括缩短响应时间加速排障，提高资源利用率和运营效率过程，最终完成对数据中心高效绿色智能化运营。由此为数据中心科学决策有效管理打下夯实的基础。