迈向DCIM时代的数据中心智能网络布线管理

文｜杭州吾久数据机房工程研究有限公司 黄 锴 潘秀青

1 引言

据Gartner在2010年3月发布的报告《DCIM∶Going Beyond IT》（DCIM：超越IT）中指出：到2014年，DCIM工具和流程将成为数据中心管理的主流趋势，市场渗透将从2010年的1%上升至60%。这预示着数据中心基础设施的管理将迈入DCIM的时代。

数据中心的网络布线是数据中心基础设施的一个重要组成部分，电子配线以及智能管理的出现与应用，使数据中心的网络布线管理由人工向自动、由被动向主动、由局部向全面转变。而基于DCIM的数据中心智能网络布线管理更出现了实质性的改变。

2 DCIM数据中心基础设施管理

2.1 DCIM的含义

DCIM，是通过一整套包含硬件设施、传感器和特定软件的管理平台与工具，来实现覆盖数据中心IT关键设备（服务器、存储、网络、虚拟机）和基础设施（配电、制冷、布线、机柜）等所有关联系统的对象（安全、管理、环境），进行容量规划、集中监控、准确处置、智能管理、预测模型、成本控制等的管理，DCIM是信息技术和设施管理的综合集成。一个有效的DCIM将为数据中心提供相互依存的系统，进行资产的实时监控和统一的管理，DCIM工具将提供详细的监测和测量数据中心的性能、利用率和能耗，支持更高效、成本效益和绿色环保。

2.2 DCIM的演变

在DCIM之前，数据中心管理是基于数据中心“环境与设备监控管理”和数据中心“IT设备系统与网络管理”，这两者的管理架构和管理流程是独立的。

数据中心环境与设备监控系统，跟踪基础设施及设备的运营状况，实现检测、监控、报警、记录等管理功能，但缺乏一些必要的功能，如有效监测和处置相互依存的IT设备系统的动态变化，使其能相应的满足不断变化的业务和技术需求。

数据中心IT设备系统与网络管理，仅局限于IT设备系统的配置管理和网络路由、安全管理等功能，同样也缺乏一些必要的功能，如怎样及时有效的对数据中心的基础设施系统做出相应的适宜性调整。

数据中心管理的新需求产生了相关的驱动与演变，需要以全面的视角，提供数据中心基础设施提供更为复杂的综合监测和管理工具，以使其全面的实时监控，并具有建模和管理功能，以便进行长期的容量规划，动态优化获得关键系统的性能和效率，提高资产利用率。

在不追加数据中心基础设施投资的情况下，应保证关键业务的IT应用的快速增长，提升IT应用能力，服务器虚拟化成为流行的方法。这需要在虚拟化动态环境下，创建一个稳态的环境，在计算负载的快速变化和迁移时，做出配电和散热的响应。

数据中心热密度的迅速增加，如果超出基础设施的承受能力，将导致效率的降低，提供了数据中心超载和宕机的风险性。

虚拟化应用的低效分配，能增加功耗和集中的热密度，造成意想不到的服务器机架和局部热点，引起的固有风险，将产生一个需要能够弥合IT和设施之间鸿沟的综合监控系统和管理解决方案。

随着时间的推移，开发支持同步监测与管理物理和虚拟基础设施的智能容量规划解决方案的需求在逐渐地增加。智能容量规划是为数据中心管理者将异构基础设施中的公共储存库的性能和资源利用率的信息，提供实时数据的聚合和关联。它也将使数据中心管理者自动基于服务器能力的IT应用管理，以及在数据中心物理的基础设施条件下，优化整个数据中心基础设施的性能及可靠性和效率。

数据中心管理的新需求使DCIM发生了演变。DCIM数据中心基础设施管理是信息技术和设施管理的综合集成，主要的特性是将数据中心IT关键设备和基础设施所有关联系统的信息与管理进行整合，DCIM工具和流程将改变原有数据中心“环境与设备监控的管理”和 “IT设备系统与网络的管理”，两者间的管理架构和管理流程是相分离的状态，成为数据中心基础设施管理（能够包含IT系统作为管理驱动）的主流趋势。

2.3 DCIM的驱动因素

驱动DCIM数据中心基础设施管理平台快速增长的主要因素可以归纳为：提高功率和热量密度、数据中心的整合、虚拟化和云计算、增加依赖关键的IT系统、能源效率或绿色IT举措等。

2.4 DCIM的管理目标

虽然不同的数据中心有不同的建设目标和目的，但数据中心基础设施管理的主要目标是基本相同的：保障可用性计划及降低风险、提高资产和基础设施的利用率、综合降低能源消耗和运维成本、流程化管理满足规定的服务水平、实时自动提供管理决策信息、高数据中心效率和效益。

2.5 DCIM的功能

一个有效的DCIM平台将提供一个相互依存的系统与资产的实时监控和管理的统一平台，提供收集实时数据、资产可视化、建立虚拟模型、实行变更控制、进行全程管理、呈现运营报告、动态预测分析等一系列的保障业务和运营效益的措施。这些功能包括：全面、实时地采集监测真实运行状态数据；对IT设备与基础设施的环境监控与报告；识别IT设备和基础设施之间的相互依存关系；数据中心资源与资产的配置与变更管理；可视化的物理和虚拟设备设施管理；基于模型的自动化的事件应对与处置；现时与历史数据资料的可管理性；能源的实时测量、能力模型与优化配置；应对动态的IT设备与虚拟设备的变化；适宜的资产、成本、效率的预测分析与决策；统一的操作平台、工具和管理界面。

3 数据中心网络布线

数据中心的网络布线系统是为IT设备提供可靠的信息连接，提供适应网络运营的传输带宽，支持网络7×24小时的不间断运行。另外，数据中心的网络布线系统对安全性、可用性和灵活性有着较高的要求。同时，还需要直观、有效、方便的网络与布线的管理方式和工具。

3.1 数据中心网络布线特点与趋势

数据中心的网络布线系统具有机房内信息点密集、网络数据传输为主、铜缆光纤类型繁多、传输链路稳定可靠、变更设备连接频繁、动态智能链路管理等特点。

近年来，数据中心的网络布线系统主要技术与产品的发展趋势为：端到端的整体解决方案、高速网络（万兆器材）、高密度（预端接器件）、抗电磁干扰的屏蔽布线、低烟无卤/阻燃防火线缆、电子配线及其智能管理、在线侦测动态识别设备。

3.2 电子配线与智能管理

电子配线通常由布线组件配线架与跳线、智能扫描管理设备和智能管理软件等系统组成。电子配线是通过在物理层的网络布线，额外增加管理信号的形式，采用端口探测或链路探测等方式，通过触发感应或回路检测对网络系统和联网设备进行实时的物理层链路信息状态报告。

智能软件管理电子配线的硬件，监控所有电子配线组件的实时状况，同时利用相应自动探测机制和应用程序采集网络物理层的数据，能即时发现连接中断的设备和用户，实现自动网络排障，减少平均修理时间，建立数据库提供准确可靠的信息源数据。智能管理软件进行网络配线的自动配置、工作订单下达和工作单的执行；设备资源报告生成；引导跳线操作而完成网络及终端设备的移动、添加和更改（MAC）基于Web的设置，电子配线架管理软件还可以排除网络连接故障、保护信息安全、监视非法设备接入、优化网络源利用率等功能。

智能管理软件实现了资产与变更管理、故障的定位处理、精确更可靠的信息与效率、链路监控与安全等功能与作用。

3.3 基于DCIM的智能网络布线管理

DCIM将数据中心IT关键设备和基础设施所有关联系统的信息与管理进行整合，数据中心的智能网络布线管理具有如下的功能特点：

（1）资产管理：连续追踪资产的工作状态、属性、物理位置以及变动等，自动探测到资产的变化，包括带IP的IT设备及其他SNMP设备等数据和信息。

（2）自动规划及预配置：DCIM管理数据中心的基础设施以及网络设备，提供自助服务，纵览整个数据中心的网络状况，以可视化帮助IT管理人员快速准确的决策，将资源、工作进程以及用户作为对象，管理与控制MACs的移动、添加和改变。

（3）故障事件管理：DCIM能保障业务的连续性，如物理层设施出现任何改变或者故障，就会被系统立即侦测到，软件能远程操控并帮助解决故障，增加了工作效率，减少了成本也降低了人为失误。

（4）安全定位：DCIM提供一套安全机制，辨别非法操作、未经许可的连接/断线以及未经许可机柜门的开启，实时警报未经许可及对系统具有危害的事件信息，同时也可阻止和防范相应的操作。

（5）环境管理：DCIM对数据中心环境进行7×24小时实时监测环境温湿度、火灾、水侵。设备运行与故障等意外都可能造成危害，如出现状况将警报通知与处置。

（6）电耗监测和管理：DCIM进行连续的供配电及设备能耗的检测与监控，动态识别IT设备的能耗状况和变化趋势，结合虚拟模式的服务器整合，调整数据中心供配电与能耗规划。

（7）网络整合：DCIM为数据中心IT设备和基础设施相关联系统的网络整合和信息管理提供了有效的平台，可以将多种应用、多向数据流、多种工作流贯穿于整个网络的应用与管理。

4 DCIM开发与应用的建议

DCIM作为数据中心行业新型的技术与管理的平台，在成为行业主流趋势下，行业内产业链中的各方需要认真地关注和参与其开发与应用的环节，在此提出一些建议：

（1）对于DCIM平台的开发商，需要构建一个实际意义的数据中心基础设施管理系统，包含应具有的功能，真正使数据中心的运维管理人员从中得到效率和收益。

（2）对于网络布线的厂商，需要在其网络布线的产品中，完善电子配线系统产品和智能管理功能，并在自身的软件平台上，注重第三方DCIM的开源平台的融入，以获得更大的开放性和包容性，也有益于产品的市场推广与应用。

（3）对于数据中心项目建设方，需从整体上考虑数据中心DCIM的技术与管理趋势、建设与运维成本、效率与收益体现。

（4）对于工程设计方，需跟踪数据中心行业的技术、产品、系统、平台、应用的发展变化，适当地选择DCIM平台为适宜的数据中心项目服务。

不仅如此，数据中心的行业机构与人士，需对DCIM进行相应的研究、开发、推广、应用，跟踪主流趋势，以提升国内数据中心行业的整体建设与管理水平。

5 结束语

DCIM数据中心基础设施管理（平台与工具）的出现与发展，促进了数据中心信息技术和设施管理的综合集成，无论其管理的形式、技术的方法、管理的范畴、技术的应用，都发生了实质性的变化，成为数据中心管理的主流趋势，对数据中心有效的综合管理具有积极的作用。

DCIM的数据中心智能网络布线管理，整合了数据中心IT关键设备和基础设施的关联信息，由此可以更主动地、自动地、适宜地管理由IT系统变化作为管理需求驱动的数据中心基础设施的网络布线管理。

1 DCIM: Going Beyond IT，Gartner, Inc. March 29，2010

2 Put DCIM into Your Automation Plans, Forrester Research，December 2009 [3]

3 Infrastructure Monitoring and Management Tops List of Data Center User Issues，Information Management [4]

4 Data Center Management and Efficiency Software，451 Group，2010

5 A Look At Data Center Infrastructure Management Software & Its Impact，Processor Magazine，July 2，2010 [5]

6 Bridging the Gap between IT and Facilities，Data Center Knowledge，June 8，2010 [6]

7 Physical Infrastructure Manager™（PIM ™DCIM solution），PANDUIT CORP，2012

8 RiTCenterMind（DCIM solution），RiT Technologies Ltd. 2012

9 潘秀青，黄锴.数据中心布线系统的整体规划. 智能建筑与城市信息. 2009.4