云计算数据中心应用方案
胡经国
本文作者的话
本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。现作为云计算学习笔录，奉献给云计算业外读者，作为进一步学习和研究的参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！
下面是正文
一、数据中心机房可用性分类
按照通用的分类标准——美国计算机机房建设标准，将数据中心机房可用性分为以下四个等级：
等级4级3级2级1级
冗余能力有容错能力可在线维护有冗余无冗余可用性99.99999%以上99.999%以上99.99%以上99.9%
1、冗余技术
⑴、冗余的概念
冗（音：rong）余，又称储备技术，是指重复配置系统的一些部件。当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，从而减少系统的故障时间。冗余技术是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。
⑵、工作和后备冗余
冗余分为工作冗余和后备冗余。
工作冗余，是指一种两个或两个以上的工作单元并行工作的并联模型。在平时，由各个工作单元平均负担工作，因此工作能力有冗余。
后备冗余，是指平时只需一个单元工作，另一个工作单元是冗余的，用于待机备用。
实例：服务器及电源等重要设备，都采用一用二备甚至一用三备的配置。在正常工作时，几台服务器同时工作，互为备用；电源也是这样。一旦遇到停电或者机器故障，自动转到正常设备上继续运行。确保系统不停机，数据不丢失。
⑶、冗余技术分类
冗余技术通常分为以下4类：
①、时间冗余；
②、信息冗余；
③、结构冗余：结构冗余按照工作方法可以分为静态、动态和混合冗余；
④、冗余附加技术。
⑷、冗余技术应用
利用时间冗余，屏蔽干扰信号。例如，多次采样输入、判断，以提高输入的可靠性。
利用指令冗余，对重要的指令重复写上多个，即使某一个被干扰，程序仍可执行。
利用空间冗余，判别干扰和转换硬件等。
2、容错技术
容错技术，是指当由于种种原因在系统中出现数据、文件损坏或丢失时，系统能够自动将这些损坏或丢失的文件和数据恢复到发生事故以前的状态，使系统能够连续正常运行的一种技术。容错技术是保证系统在某些组成部分出现故障或差错时，仍能正常工作的技术。
系统的故障可分为两类：一类是“致命的”，不可能自行修复，例如系统的主要部件全部损坏；另一类是局部的，可能被修复，例如部分元件失效、线路故障、偶然干扰引起的差错等。容错技术正是用于构造一种能够自动排除非致命性故障的系统的技术，这种系统叫做容错系统。
在容错技术中，提高系统工作可靠性的方法主要有自检技术和冗余技术。容错有多种形式，如：硬件容错、软件容错、整机容错、全线容错等。
二、计算机机房应用环境分类
按照应用环境，将各种计算机机房分为以下5种典型应用类型。对每种应用类型，伊顿公司都可以提供完整的解决方案。
应用类型房间面积（平方米）机柜数（台）需UPS容量
机柜应用无独立机房1~3 1~3K
计算机房<15 1~5 1~10K
小型数据中心15~100 5~20 10K~40K
中型数据中心100~500 20~100 40K~200K
大型数据中心>500 >100 >200K
链接：UPS
UPS（Uninterruptible Power System，不间断供电系统），是一种具有储能装置、以逆变器为主要组成部分、恒压恒频的不间断电源。
它主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备，提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用；此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电。当市电中断（事故停电）时，UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法，向负载继续供应220V交流电；使负载维持正常工作，并保护负载软、硬件不受损坏。
UPS 设备通常对电压过大和电压太低都能够提供保护。
三、典型数据中心应用方案
1、机柜应用方案
⑴、特征
需要供电的设备主要是网络设备；单机柜（机柜数＜3）应用，配置机架式UPS；无专用机房，不需要专用空调。
⑵、可用性
可用性等级可达1、2级。
⑶、解决方案组件
包括电源、配电、管理三部分。
2、计算机房/小型数据中心应用方案
⑴、特征
需要供电的设备为网络设备、服务器和存储设备；根据企业规模的不同，需要配置不同容量的UPS，规模为小型数据中心；有专用机房，采用小型精密空调。
⑵、可用性模块化机房解决方案
模块化冗余；可达2、3级可用性等级。
⑶、解决方案组件
包括电源、配电、制冷、管理四部分。
3、中型数据中心应用方案
⑴、特征
需要供电的设备为网络设备、服务器和存储设备；需要中功率UPS，组成1+1并联冗余工作方式，规模为中型数据中心；有专用机房，采用多台精密空
调并联冗余工作。
⑵、可用性
1+1冗余；可达3级可用性等级。
⑶、解决方案组件
包括电源、配电、制冷、管理四部分。
4、大型数据中心应用方案
⑴、特征
需要供电的设备主要是服务器；需要大功率UPS，组成N+1并联冗余工作方式，规模为大型数据中心；有专用机房，采用多台精密空调并联冗余工作。
⑵、可用性
双总线-2N；可达4级可用性等级。
⑶、解决方案组件
包括电源、配电、制冷、管理四部分。
2017年12月15日编写于重庆
2019年6月26日修改于重庆

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