数学模型来帮您分析建设云计算数据中心

时间: 2024-04-05 21:26:28 |   作者: jrs直播低调看直播

  传统数据中心基本没有实现虚拟化，而云计算数据中心最基本的是其内所有服务器、存储都是经过虚拟化的，此举比同规格传统数据中心机房内IT设备利用效率提高60%以上(满负荷情况)。

  传统数据中心计算、存储及网络资源是紧耦合的，也就是说其内的IT建设是烟囱式的，按照每个客户需求一个项目建设一套系统，扩展起来要对系统进行重新设计。而云计算数据中心的所有计算、存储及网络资源都是松耦合的，可以根据数据中心内各种资源的消耗比例而适当增加或减少某种资源的配置。这样能使得数据中心的管理具有较大的灵活性，使得资源配置优化，按照客户的真实需求进行配置。

  云计算数据中心的模块化扩展能力也解决了传统数据中心扩容难的问题。传统数据中心在扩展受到系统模块设计、机房设计及网络设计的影响，对于机房扩容来说是一个系统性的工程，特别是在空间和电力能源有限的情况下，要实现扩容是没办法完成的事情，然后，云计算数据中心可以在总体空间和电力提供不变的情况通过提高单机架的容纳能力及降低PUE等方式实现“扩容”。此种能力有着非常强的优势，特别是在土地紧张和电力紧张的城市。

  自动化管理是传统数据中心没有的功能。云计算数据中心的自动化管理使得在规模较大的情况下，实现较少工作人员对数据中心的高度智能管理。此特性一方面能降低数据中心的人工维护成本，另一方面能提高管理效率，提升客户体验。

  至于绿色节能，正常的情况，传统数据中心的PUE在1.8-2.5左右，而云计算数据中心一般低于1.6，目前世界上非常先进的云计算数据中心可以低达1.1甚至以下。对于规模化的数据中心，能源成本是其持续运营要考虑的很重要的因素。

  前面分析了云计算数据中心与传统数据中心的区别要素，当然，事实上要建设一个云计算数据中心的成本其实与建设一个传统的数据中心也是有一定区别的。传统数据中心(以IDC为例，不考虑企业自用数据中心)的建设成本包括以下几个方面：

  土地成本：购置土地相关成本，其中要考虑数据中心的位置、交通及旁边的环境、未来发展等方面。

  土建成本：一般数据中心的机房建设标准都是较高等级的，特别是抗震、防火、防水、防风等方面的等级要求是很高的。

  电力电源设施：电力引入是数据中心需要仔细考虑的重大因素，也是其位置选择的一个重要参考指标。电力电源设施的购置、建设成本在整个数据中心建设当中只有相当大的比例。

  基础网络、网络安全设施建设：网络引入是数据中心(特别是IDC)建设需考虑的很重要的因素。很多数据中心建设地点一般都选在能最接近各电信运营商的骨干节点附近。这对运营性数据中心来说是其未来市场的一个重要保证。网络安全设施也是机房安全的重要保证。

  空调及消防设施建设：空调及消防对于数据中心的持续运营有着及其重要的作用，其效能也影响着数据中心的运营成本。

  机房内饰、网络布线及机架建设：传统数据中心这些可能会最简单，然后事实上一个高标准的数据中心对这一块的要求会很关注，因为机房内饰、网络布线及机架建设都是会影响到机房整体能耗的重要因素。

  客户专区、监控专区及外围设施建设：这些区域的建设其实与整个数据中心的安全有着密切关系，也是机房建设必不可少的要素。

  以上7大要素是我们建设一个数据中心一定要具有的要素，无论是传统数据中心或者是云计算数据中心。但是，如果建设云计算数据中心的线大要素还有以下几个要素：

  IT设备采购及建设：云计算数据中心所有IT设备(含网络设备)应该一体化，定制化，这与客户托管数据中心不太一样。当然，相对来说这一块成本会较高。

  虚拟化软件、云计算管理系统及相关系统的建设：此要素主要是系统层面的建设，建设周期与采用的软件及集成商有非常的关系。因为是系统层面的关系，这中间有一段时间的调测期，也有一定的时间成本。

  当然，对于云计算中心，仍然有些其他要素要关注，这里暂不一一列举。不过，云计算数据中心建设成本不是在传统数据中心建设成本的基础上简单加上最后两项成本即可。事实上，我们建设同等规模(相同能力)的数据中心，云计算数据中心能力建设成本并不比传统数据中心高。

  我们欲建设一个纯机架总面积为2A㎡云计算数据中心，机房为三层，一层为电力电源及空调相关设施，二、三层每层为A ㎡机房(每层中间无隔断，网络机柜单独在一个角落)，整个数据中心容积率为，机房设计PUE值为u(13m-4m左右最好，h，P的具体数值应采用计算机模拟计算结果)，取北上广地区土地单价为C元/亩(北上广土地价格与其他二线、三线城市土地价格存在一定的差异，与城市的人均GDP等因素相关，不妨设各线，我们大家可以命名其为城市因子，其城市土地价格之比则近似为1：g22：g32)，机房制冷率为250w/㎡，北上广空调及制冷相关设施建设成本为L元/kw(其他城市取城市因子^(1/2))，取北上广地区工业电力建设成本为D元/kw(二三线城市与北上广电价差异与城市因子相关，不妨简化处理为直接取城市因子^(1/2))，北上广地区平均网络建设(含网络安全设备购置)成本为W元/G (网络建设成本与该数据中心区域与骨干节点的网络跳数及地理距离相关，目前也可以近似取城市因子^(1/2))，还有几个因素我们也要考虑：国情因子(由地方政府对数据中心及云计算产业重视程度决定)取G1，电信运营商因子Y1(由电信运营商对数据中心及云计算产业重视程度决定)，该区域常年平均温度T(按照电信机房温湿度标准，取机房需常年保持温度为25℃，代数差T=T-25，结合u，若T越大，u就越大，空调建设成本越高，我们近似取其线性相关系数为)，每平米消防设施建设费用为F元/㎡(其他城市取城市因子)， IT设备(主要为服务器和存储)采购成本分解成计算资源采购成本为J元/标准核，存储采购成本为S元/T，虚拟化比例为X：1，虚拟化软件成本为V1元/核，虚拟存储软件成本为V2元/T，虚拟化管理软件为V元/台物理服务器，北上广单机架建设/装修及综合布线成本为Z元/架(其他城市取城市因子)，单机架的最高功耗为Gkw，单机架最高承受30台服务器重量，机架密度d ㎡/架，北上广机房建筑成本M元/㎡(其他城市取城市因子)，随机因子R(此因子表示国内、国际重大事件对成本的影响，正常的情况下如无重大事情发生时，R=1)，银行贷款月利息r，土地年升值率为，机房折旧周期50年，电力电源、IT及网络设备折旧周期10年，软件系统折旧周期5年(软件升级周期)。另外，土地拿到后建设期为6个月。