DCIM 是連接數(shù)據(jù)中心IT和基礎(chǔ)設(shè)施（Facility）管理的橋梁。準(zhǔn)確細致的呈現(xiàn)IT設(shè)備與為其提供服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施之間的緊密連接狀態(tài)構(gòu)成了這個橋梁的基石。對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心管理通常有多套獨立的系統(tǒng)來管理基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控，環(huán)控和IT設(shè)備等。這也使服務(wù)器，存儲和強電PDU設(shè)施等不同類型的數(shù)據(jù)很少有交集，但他們之間卻存在著緊密連接關(guān)系。

DCIM系統(tǒng)不僅僅是收集和匯總數(shù)據(jù)中心來自IT和基礎(chǔ)設(shè)施的盡可能多的數(shù)據(jù)，更重要的是重組這些零散，無序的數(shù)據(jù)，并找到數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的連接關(guān)系，把數(shù)據(jù)變成有用的信息。有效的管理和利用這些連接信息，使數(shù)據(jù)中心管理人員更加清楚了解設(shè)備之間的相互關(guān)系。相互關(guān)系的核心是量化兩個數(shù)據(jù)值之間的數(shù)理關(guān)系。相互關(guān)系強是指當(dāng)一個數(shù)據(jù)值增加時，另一個數(shù)據(jù)值也會隨之增加。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，存儲設(shè)備不斷增加，會帶來強電PDU，UPS的負(fù)荷不斷增加，局部和整體溫度不斷上升等等。

建立在連接管理和相互關(guān)系引擎之上的分析，模擬和預(yù)測是DCIM的核心之一。因此，連接性信息的管理是體現(xiàn)相互關(guān)系和分析引擎的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。準(zhǔn)確精細的連接性信息使數(shù)據(jù)中心的管理提升到一個全新的階段。數(shù)據(jù)中心核心系統(tǒng)的管理人員不必再依靠猜測，而是憑借設(shè)備間準(zhǔn)確細致的連接性，相互關(guān)系信息和強大的數(shù)據(jù)分析預(yù)測引擎來做最合適的判斷決定。這也是DCIM與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的核心區(qū)別之一。

IT設(shè)備的連接和管理體現(xiàn)在2個層面：

（1）IT設(shè)備之間以及和機電設(shè)備之間的物理端口連線。如電力線纜連接，網(wǎng)絡(luò)線纜連接，KVM連接等。

（2）基于物理連接之上的對IT設(shè)備訪問，操作與控制。如KVM遠程維護，智能PDU的遠程開關(guān)，以及和虛擬機管理平臺的集成等。

1、IT設(shè)備物理連接管理

IT 設(shè)備間連接管理全面的呈現(xiàn)數(shù)據(jù)中心IT服務(wù)器，存儲，網(wǎng)絡(luò)(交換機，配線架，布線)等設(shè)備之間連接關(guān)系。它反映了IT設(shè)備間完整的端到端鏈路連接情況。

IT設(shè)備間連接管理的重要性體現(xiàn)在，管理人員可以更快速，清晰了解完整的設(shè)備端到端鏈路連接情況。端到端鏈路連接反映了3個方面的信息，第一，了解該IT設(shè)備在整個數(shù)據(jù)中心里具體物理位置，其次，該IT設(shè)備連接到其他什么設(shè)備；最后，設(shè)備之間的連接媒介是什么（例如跳線，布線，光纜等等）。

通過連接管理可以從服務(wù)器NIC開始，沿著結(jié)構(gòu)化布線直至端點服務(wù)器，對電纜線路進行跟蹤/追溯，以跟蹤各 HOP 的哪些端口被使用。此功能可在網(wǎng)絡(luò)利用和管理方面提高效率。此外，通過能夠跟蹤以太網(wǎng)和光纖通道交換機的物理網(wǎng)絡(luò)層，可在網(wǎng)絡(luò)故障時加快事故調(diào)查速度，縮短平均修復(fù)時間（MTTR），進而實現(xiàn)成本節(jié)約。

完整的端到端連接，呈現(xiàn)了IT設(shè)備之間物理和邏輯的連接關(guān)系。設(shè)備之間的連接關(guān)系，構(gòu)建在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上。因此，精確的數(shù)據(jù)采集決定了IT設(shè)備之間的連接關(guān)系呈現(xiàn)的準(zhǔn)確性。IT的設(shè)備數(shù)據(jù)來源有四種方式，第一，人為手動的輸入；第二依靠電子表格批量導(dǎo)入；第三，自動化IT和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備硬件采集；第四，與第3方設(shè)備或軟件數(shù)據(jù)系統(tǒng)集成。

自動化的IT和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)采集大大降低了人為手動輸入的工作量，提高了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。ANSI/TIA-606B，ISO/IEC 14763-2：2012 等國際標(biāo)準(zhǔn)定義和推薦使用自動化基礎(chǔ)設(shè)施管理 Automated InfrastructureManagement(AIM)系統(tǒng)。兩個國際標(biāo)準(zhǔn)對自動化基礎(chǔ)設(shè)施管理(AIM) 系統(tǒng)提出具體要求：

（1）利用自動化技術(shù)探測到網(wǎng)絡(luò)跳線線纜的連接或斷開，發(fā)送警報。

（2）實時自動化網(wǎng)絡(luò)和配線架端口監(jiān)測。

（3）自動化數(shù)據(jù)采集和自動化文檔更新。

（4）使用電子工作單，推薦自動化流程化管理.

如下圖所示，以智能布線系統(tǒng)為代表的自動化硬件管理系統(tǒng)通過與DCIM系統(tǒng)的集成，可實現(xiàn)了IT和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備連接管理的數(shù)據(jù)采集，一方面減少了手動輸入的工作量，降低人為操作誤差；另一方面采用自動，快速，實時采集數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)IT 設(shè)備之間物理和邏輯的連接和動態(tài)變化關(guān)系。這大大提高了連接管理的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，提高管理效率。

智能布線系統(tǒng)

同時IT設(shè)備與機電設(shè)備之間的連接關(guān)系的可視化和組態(tài)化，也有助于運維人員快速的發(fā)現(xiàn)問題和定位問題。并且可以實時的了解關(guān)鍵路徑的運行狀態(tài)。下圖展示了從服務(wù)器-- PDU- ATS- UPS- 到發(fā)電機及市電接入的完整連接路徑和拓?fù)洹?/p>

電力系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D

2、IT設(shè)備的訪問與控制

當(dāng)前數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的IT環(huán)境通常很復(fù)雜，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲等設(shè)備數(shù)量眾多、品牌多樣、管理接口各異。而IT設(shè)備作為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理的上層管理對象，如果沒有統(tǒng)一的連接方式、缺少集中化的控制能力，那么在設(shè)備種類眾多，且部署分散在數(shù)據(jù)中心各個機房的情況下，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，由于缺少Bios級別的連接能力或管理通道，維護人員需要花費大量時間進入機房內(nèi)對設(shè)備進行緊急的故障處理或維護，顯而易見這將明顯延長了故障恢復(fù)時間，給數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的不間斷運行帶來了很大的隱患。此外未充分利用的IT設(shè)備也是引起數(shù)據(jù)中心能耗過度消耗的一個極大因素。

據(jù)研究報告統(tǒng)計，全世界數(shù)據(jù)中心約有15%的服務(wù)器沒有被充分利用，這些未利用服務(wù)器帶來了可以避免的高昂數(shù)據(jù)中心管理成本和能源消耗。Gartner報告顯示一臺物理服務(wù)器即使只有25%的處理能力在發(fā)揮作用，其能源消耗率仍然會達到其額定運轉(zhuǎn)功率的80%。換而言之，如果能夠發(fā)現(xiàn)未被充分利用的服務(wù)器，能夠進行這些服務(wù)器的電源集中控制，甚至能夠制定服務(wù)器合理的能耗控制策略，這將在很大程度上有效降低數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施管理成本和能源消耗。

因此，在DCIM解決方案中，實現(xiàn)可靠的IT設(shè)備連接能力，可以為數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備提供跨平臺、跨系統(tǒng)的統(tǒng)一管理入口，將基礎(chǔ)設(shè)施管理真正意義上擴展至IT層面，保證數(shù)據(jù)中心的物理安全性及IT服務(wù)器可用性。另外，在DCIM解決方案中實現(xiàn)服務(wù)器的集中能耗監(jiān)測及能耗控制能力，可以帶來顯著的管理成本降低和能耗成本減少。因此，DCIM解決方案所提供的IT的控制能力將成為未來數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理中不可或缺的手段。

從技術(shù)的角度，數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備連接管理可分為帶內(nèi)管理（in-band）和帶外管理（out-of-band）兩種管理模式。

所謂帶內(nèi)管理，是指網(wǎng)絡(luò)的管理控制信息與用戶網(wǎng)絡(luò)的承載業(yè)務(wù)信息通過同一個邏輯信道傳送；而在帶外管理模式中，網(wǎng)絡(luò)的管理控制信息與用戶網(wǎng)絡(luò)的承載業(yè)務(wù)信息在不同的邏輯信道傳送。其中，帶內(nèi)管理分為網(wǎng)管系統(tǒng)和帶內(nèi)管理工具兩類。

（1）常見的網(wǎng)管系統(tǒng)有：HPOpenview、CiscoCiscoWorks、IBMTivoli等系統(tǒng)。

（2）常見的帶內(nèi)管理工具有：Windows遠程桌面、VNC軟件、Telnet、SSH等工具。

（3）常見的帶內(nèi)管理能力：服務(wù)器操作系統(tǒng)層級控制能力。

這類的網(wǎng)管軟件系統(tǒng)與工具都屬于帶內(nèi)管理，它們必須通過業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)來管理設(shè)備。如果無法通過業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)訪問被管理對象，那么帶內(nèi)管理就失效了。

而帶外管理不僅能在日常維護中對IT基礎(chǔ)設(shè)施進行集中控制和統(tǒng)一管理，而且網(wǎng)絡(luò)中一旦出現(xiàn)故障節(jié)點，如：關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)器操作系統(tǒng)沒有響應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)鏈路中斷、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障，可以通過帶外方式對故障設(shè)備進行故障排除，而不受業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)連通性的影響。

（1）常見的帶外管理硬件有：KVM 交換機、控制臺服務(wù)器、服務(wù)器BMC芯片等。

（2）常見的帶外管理能力：BIOS層級及以上控制能力、服務(wù)器遠程開機、關(guān)機、重啟等、服務(wù)器功耗監(jiān)測與控制。

顯而易見，集中、易用、安全的IT設(shè)備帶外連接及管理能力是一個全面DCIM系統(tǒng)所應(yīng)該具備的。對IT設(shè)備訪問及管理應(yīng)基于以下應(yīng)用原則：

（1）基于服務(wù)器級別的能耗實時監(jiān)測，更加精細，更加準(zhǔn)確。如果精細化到每一個電源端口的的功耗監(jiān)測，可以使用的機柜智能PDU進行功耗的讀取，也可以通過IPMI協(xié)議通過服務(wù)器BMC來直接做到對于服務(wù)器級別功耗實時監(jiān)測。

（2）實現(xiàn)帶內(nèi)管理的整合，帶來統(tǒng)一管理入口。為了實現(xiàn)IT設(shè)備的統(tǒng)一管理，帶內(nèi)與帶外管理相結(jié)合的方式無疑是DCIM管理系統(tǒng)更好的IT設(shè)備管理方式。在帶外管理的基礎(chǔ)之上，DCIM管理軟件實現(xiàn)提供通過RDP, SSH, VNC等會話連接服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及存儲設(shè)備，進行遠程集中控制管理，將實現(xiàn)直接對數(shù)據(jù)中心所有IT設(shè)備進行有效管理和配置。這將大大降低了管理成本，提升了運維水平。

也可以將DCIM平臺和KVM、SP以及串口管理等數(shù)據(jù)中心遠程管控的平臺相集成。比如當(dāng)DCIM平臺監(jiān)測到某臺服務(wù)器存在異常，可以直接在DCIM平臺打開KVM的session，從而對該服務(wù)器進行操作。這樣會大幅減少人員在不同平臺之間切換，以及設(shè)備定位的時間，進一步提高人員和流程的效率。

（3）透過能耗監(jiān)測與分析，有效判定數(shù)據(jù)中心分布的低負(fù)載服務(wù)器，群組級別服務(wù)器控制帶來行之有效的能耗降低。

在一個投入運行的數(shù)據(jù)中心總會有一些服務(wù)器一直在開啟狀態(tài)，很長時間都沒有任何業(yè)務(wù)負(fù)載，一直在消耗電力和制冷。據(jù)前文所述，一個數(shù)據(jù)中心的“僵尸服務(wù)器”的占比通常高達15%左右。利用服務(wù)器能耗分析，可以很容易的確定長期低負(fù)載服務(wù)器的信息，從而將這些服務(wù)器更加合理有效地加以利用。并且基于IPMI協(xié)議所實現(xiàn)的群組級別自動開關(guān)機能力，可以將沒有業(yè)務(wù)的部分服務(wù)器一次性統(tǒng)一關(guān)機節(jié)省電能，并而在業(yè)務(wù)來臨時再迅速開啟投入運營，這樣可以在不影響業(yè)務(wù)性能的情況下，最大限度的降低了能耗水平，節(jié)省了能耗成本。

（4）監(jiān)測IT設(shè)備能耗，合理增加機柜密度。目前，數(shù)據(jù)中心內(nèi)針對服務(wù)器上架到機柜，一般來說都是利用經(jīng)驗功率或者服務(wù)器銘牌功率為標(biāo)準(zhǔn)進行服務(wù)器的上架。假設(shè)一個42U的機柜額定電流為20A，如果預(yù)估2U服務(wù)器的經(jīng)驗功率為350瓦，則最多只能放置12個服務(wù)器，寶貴的U位空間資源被明顯地浪費了。當(dāng)DCIM軟件可以監(jiān)測并記錄服務(wù)器的實時功耗，在監(jiān)測一段時間后，發(fā)現(xiàn)每臺服務(wù)器的功耗從來沒有超過300瓦甚至更低，那么結(jié)合服務(wù)器功耗控制，數(shù)據(jù)中心管理者就可以安全、有依據(jù)、可靠地利用DCIM軟件的實際分析結(jié)果來提高機柜的服務(wù)器部署密度，合理的進行能源和空間資源的優(yōu)化，從而延長數(shù)據(jù)中心的使用壽命。

3、DCIM和虛擬管理平臺的集成

如上所述，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理（DCIM）軟件不但能夠監(jiān)測和報告供電和制冷系統(tǒng)的性能和容量，還可以追蹤IT 設(shè)備和物理基礎(chǔ)設(shè)施之間的各種關(guān)系。好的虛擬機管理需要了解物理和虛擬服務(wù)器所安裝的機柜內(nèi)的供電和制冷系統(tǒng)。這種了解是非常重要的，因為如果缺乏了解就不能確保虛擬機創(chuàng)建和遷移至具有足夠和健康的供電和制冷資源的主機上。  VM 管理器（如VMware vSphere）和DCIM軟件以及由兩者之間集成產(chǎn)生的互動能夠確保服務(wù)器和存儲設(shè)備在需要的時間和地點得到供電和制冷。 

虛擬機在物理服務(wù)器之間的創(chuàng)建和遷移通常是為了獲得足量的處理器，內(nèi)存或者存儲資源。而有效地管理系統(tǒng)可以使虛擬機的遷移依據(jù)實時的機柜級物理基礎(chǔ)設(shè)施容量和健康程度。當(dāng)DCIM軟件與虛擬機管理器相集成，虛擬機就可以安全地且自動地遷移到有足夠供電和制冷容量來處理額外負(fù)載的區(qū)域。反之，虛擬機在機柜間的遷移會造成電源和制冷方面的麻煩。例如，如果某個機柜突然斷電、風(fēng)機故障或者喪失冗余，虛擬機管理器應(yīng)該得到告警，而處于危險狀態(tài)的虛擬機可以遷移至數(shù)據(jù)中心其它地方安全的和健康的機柜。因此，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施軟件與虛擬機管理器相集成是確保虛擬負(fù)載和物理主機受到保護的一項極為重要的功能。這樣將會更易于保持服務(wù)等級，而數(shù)據(jù)中心人員也不會在監(jiān)測供電和制冷基礎(chǔ)設(shè)施上花費太多的時間。 

在供電和制冷容量被縮減或適度選型規(guī)劃至虛擬化整合后的負(fù)載相匹配的時候，集成所扮演的角色就更加的重要。因為預(yù)留的容量越小，所能容納虛擬機錯誤和失誤的空間就越小。在負(fù)載不斷快速變換的環(huán)境下保持高效的、度身的數(shù)據(jù)中心需要管理系統(tǒng)能與虛擬機管理器實時地自動配合工作。 

同時，在規(guī)劃與虛擬機管理相關(guān)的IT 措施時也應(yīng)該考慮供電和制冷系統(tǒng)。要實現(xiàn)這樣的運行方式需要數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理軟件與虛擬機管理器相集成。根據(jù)供電和制冷容量、健康度和冗余度，措施規(guī)范應(yīng)對其所接納的應(yīng)用或者虛擬機的范圍和界限予以規(guī)定。虛擬機的創(chuàng)建和遷移都可能在很短時間內(nèi)完成，而且越來越趨于自動化。這需要嚴(yán)格的管理以及行之有效的措施對機柜級的基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)和容量進行監(jiān)測。如果不這樣，那么虛擬化技術(shù)為云計算帶來的軟件層面的容錯性將不復(fù)存在。

呈不斷上升趨勢的是，數(shù)據(jù)中心管理軟件自動地創(chuàng)建和移動虛擬機。這種獨特的功能可以幫助虛擬化數(shù)據(jù)中心更具容錯性。如果虛擬機或者主機崩潰導(dǎo)致軟件應(yīng)用的故障，其它的虛擬機能夠很快地恢復(fù)工作負(fù)載，最小化用戶的宕機時間。自動化的虛擬機創(chuàng)建和遷移在云計算中能夠最大限度的提高運算能力的可擴展性。具有這種容錯性以后，在高虛擬化的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中對高冗余性(2N  或2(N 1))的供電和制冷系統(tǒng)的需求會有所降低。假設(shè)某臺UPS的故障不會導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷，那么就不需要為其配置備用的冗余UPS系統(tǒng)。原先規(guī)劃建設(shè)2N冗余的供電和制冷系統(tǒng)，也許現(xiàn)在就可以考慮建設(shè)兩個N 1的數(shù)據(jù)中心取而代之。建設(shè)兩個500 kW 的N 1供電和制冷冗余的數(shù)據(jù)中心所需的投資比建設(shè)一個1 MW 的2N供電和制冷冗余的數(shù)據(jù)中心的成本低35%。高度虛擬化環(huán)境下的容錯能力使降低物理基礎(chǔ)設(shè)施的冗余度成為了一種切實的選擇。在做出這種決定之前，IT 管理人員和設(shè)施管理人員應(yīng)當(dāng)全面的考慮如果物理基礎(chǔ)設(shè)施故障或者不可用，其對業(yè)務(wù)連續(xù)性所可能產(chǎn)生的影響。這就意味著應(yīng)該重新考慮和審視IT 管理系統(tǒng)和制度以確保它們在降低物理基礎(chǔ)設(shè)施冗余的情況下，有能力提供所需的服務(wù)等級和容錯能力。物理基礎(chǔ)設(shè)施的冗余性與虛擬 IT 環(huán)境的容錯性相匹配，也是正確規(guī)劃選型的一種方式。這種方式的正確規(guī)劃選型能夠進一步減少能耗，投資成本和固定損耗，從而改善數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施效率PUE。

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