施耐德机房动力与环境监控系统方案.docx

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施耐德机房动力与环境监控系统方案

安全与环境监控系统建设项目

2014年07月

一、概述

随着IT新技术比如虚拟化，云计算等在数据中心的广泛应用，单机柜的密度越来越高，数据中心的规模随业务的发展也不断增大，可用性需求和效率的需求与日俱增。

在当今的数据中心，需要提高管理手段，对数据中心内的物理设施包括电力配电系统、制冷系统、环境如温度、湿度、等因数实现集中监控，监控系统可以对各分散的设备进行遥测、遥控；实时监视各设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障和告警信息，并通知人员，在更严重的灾难发生前及时处理这些故障，从而避免因物理设施故障导致IT设备宕机状况发生。

二、用户需求

数据中心需要一套集中监控管理系统，系统需按照最佳数据中心的管理理念进行设计并将按照国际先进的管理模式投入运行。

数据中心监控管理系统应采用网络数字技术，对数据中心的环境及各类设备信息及数据进行集中监测，能够采集并可以对设备进行集中管理。

系统需采用模块化设计，可灵活扩展功能，以保证将来系统集成的需要。

2.1环境监控系统需求

环境与设备监控系统监控范围为：

列头配电柜、机房温湿度、漏水监测等。

2.2系统设计需求

监控系统需采用软硬件模块化设计，灵活扩展，通讯方式采用国际通用的总线式现场传输方式：

如MODBUS、TCP/IP、SNMP等传输方式及相应设备，确保数据通讯的兼容性及扩展性能。

系统应支持多级权限管理，具备报表，查询，实时监控报警功能，日志记录保存等功能。

实时性

∙在被监控点的数据刷新正常的情况下，为数据中心正常运营提供实时、连续性的监控。

∙数个终端同时查看时，系统流畅无延迟。

可靠性

∙系统具备极高的可靠性和稳定性，可提供7*24小时不间断地连续服务，系统的集中管理服务器要求实现冗余热备份功能。

∙误报率在排除硬件及监控设备本身的故障时，系统的误报率要求小于0.1%。

∙确保应用系统的安全运行和故障恢复机制，系统的部署不能对其他系统产生任何影响。

∙系统必须具备很高的稳定性和可行性，使系统的运行风险及实施改造的风险降至最低。

可扩展性

∙考虑到现有的监控点及今后不断扩充的需要，系统拥有较大的容量。

∙系统设计支持安防、消防等子系统的整合，同时预留未来数据中心的接入，确保整个系统的可用性和可扩充性。

∙平台须灵活扩展：

要灵活监控各厂家的各种类型的设备，要提供程序接口，便于二次开发。

∙系统符合开放性设计及实施原则，具备优良的可扩展性、可升级性和灵活性，对现有技术具有普适能力，可以广泛支持开放系统平台，运行于现有或即将成为标准的各种相关技术上。

根据以上明确的用户需求，并分析设备位置以及确定设备数量，有以下方案可满足于数据中心现阶段的监控管理方面的需求，并可更具以后扩容等需要进行灵活扩展。

三、方案概述

3.1基础设施管理系统概述

下图为物理基础设施管理架构图，该架构图论述了数据中心物理基础设施全面管理的愿景。

架构中描述的功能都是一个典型的数据中心应当具备的，然而目前却通常由多个没有关联的应用块构成。

通过的DCPI管理架能够为这些系统提供监测、自动化、规划以及实施的能力。

该物理基础设施管理架构概览阐明了两种视图：

一个是信息视图，另外一个是结构视图。

两个视图综合在一起构建了施耐德电气所倡导的全面的数据中心物理基础设施架构。

数据中心基础设施管理架构图

数据中心管理架构中的元素执行3种截然不同的任务：

数据采集（在硬件/数据收集层实行），信息处理（在监测及自动化以及规划和执行层实行），以及决策评估（在门户/仪表盘级实行）。

架构中的不同元素针对各类用户，如设施经理，IT经理/数据中心经理/运行经理，以及管理层等的各种不同需求。

众多的门户入口使用户可以通过其首选的界面浏览数据中心运行和性能的关键信息（例如：

设施经理通过楼宇监测界面，IT系统管理员通过IT机房监测界面，以及IT和设备经理通过企业门户界面等）

3.2系统设计方式

在本项目中，将对数据中心进行整体监控管理系统的设计，且系统架构构建为可横向扩展之结构。

另外，需在数据中心内纳入温湿度、空调漏水以及相关系统或设备的监控。

以上所有监控内容均需要由统一的系统进行集中监控及展示。

经过与用户的细致沟通，用户希望通过此集中监控平台进行物理温度、湿度、漏水等环境信息的实时监控。

3.3数据中心环境监控与运维管理系统网络拓扑结构：

系统架构图包含三个层次：

数据中心动力环境监控及运维管理平台、操作终端与关键信息集中展示。

数据中心动力环境与视频监控部分中，实现了对于每个监控对象的监控覆盖，也就是依据用户需求的要求，对于环境实现了统一监控，保证数据中心内的IT设备安全平稳的运行。

部署在机柜的温湿度传感器等负责采集机房的环境与安防数据。

这些传感器所测量的信息将实时、动态地由NetbBotz监控基站进行收集。

对于配电柜等设备的监测数据均为ModbusTCP协议数据（或通过协议转换网关，将RS485协议数据转换成ModbusTCP协议数据）。

传感器扩展盒及传感器将合理、平均地分配在所有机柜之中。

位于数据中心监控室的管理人员通过办公网络就可以获得监视告警并能够直观地查看各机房状态。

此架构未来可横向拓展支持更多的数据中心设备及环境，方案实施简单、监控效果良好。

与现有数据中心内现有系统或监测设备的集成将在实施现场调查后，进行定制化服务。

仅需要中心现有设备或系统能够提供SNMP协议或ModbusTCP协议的接口即可进行定制服务，将现有系统或设备纳入到此解决方案之中。

数据中心环境监控系统连接示意图如下：

3.4解决方案建议的产品

对于各模块功能及详细说明请参考附件《系统设备清单》。

四、主要软硬件产品说明

4.1物理环境监控产品NetBotz

NetBotz产品是一个数据中心的实时监测方案，从而避免因物理威胁、环境或人为因素导致的对IT物理设施拓机及损害。

NetBotz通过不断监测并保护您的IT资产免受环境威胁和人为错误影响，为所有大小规模的IT环境提供了一个至关重要的物理安全保护层。

通过即时知晓空调故障、火灾、管道泄漏、冒烟、结露以及其他潜在危险，使您有时间在问题变为灾难之前作出反应，而当问题是由人为错误引起时，录制的视频片断将让您了解到究竟发生了什么。

对于需要持续保持良好状态并运行的环境，NetBotz产品组合既有其独特之处，又具有不可估量的价值。

它是一种灵活的解决方案，可以方便地进行扩展、改动和定制，以满足不同应用的需求，同时也是唯一的集成了安保和环境监测的解决方案。

NetBotz安全及环境监测系统的主要功能是对机房内的物理环境进行全方面的监控，如温湿度、漏水、烟感等，并能通过干结点、SNMP及4-20MA信号对第三方产品比如空调、发电机、消防等实现联动。

下图为典型的Netbotz在数据中心中物理环境监测的应用案例。

IT机房的每个区，都有一套方案保证为计算设备维持合适的环境。

因此设计中每个机柜都包含温度或温湿度传感器。

每个热或冷通道都配备摄像头可以基于移动触发进行拍摄记录。

4.2NetBotz基站

目前NetBotz基站包括墙装和机柜安装设备，墙装基站均内置了摄像头。

基站实现对环境比如温度、湿度、粉尘和其他物理环境状况的监控，避免因为过热、湿度问题、漏水、烟雾、粉尘及其他报警等引发的对IT设备的损害。

NetBotz可采取多种方式比如email,短信，SNMP陷阱等等通知到相关维护人员。

通过漏水检测绳及点测漏水传感器来实现数据中心的漏水监控。

每个传感器可设置多种阈值，实现不同报警级别通知不同的人员。

4.3NBRK0450

NBRK0450为机柜安装主机，1U高；

标配一个温湿度探头AP9335TH，支持网络SNMP/TCP/IP以及Modbus，同时支持浏览器访问和客户端访问，可连接以下传感器（盒），并可通过Alink连接最多2个传感器盒和最多8个带液晶显示的温（湿）度探头AP9520T（H），通用传感器可连接最多18个。

通过USB可最多连接2个摄像头盒，能连接最长30.5米的漏水检测绳。

提供4组4-20毫安输入以及2组继电器信号输出。

NetBotz基站的附加功能还包括能与英飞专家管理器集成，可用户自定义的告警设定，使其成为保护您IT资产安全及环境的首选。

NetBotz是一套主动的监测解决方案，设计用于保护IT基础设施免遭物理威胁，环境或人为因素引起的中断或停机。

该可扩展的网络应用组件，传感器，门禁访问控制以及摄像头设计用于保护从网络布线间到数据中心的环境。

4.4NetBotz传感器扩展盒150

传感器扩展盒适宜机架式安装，支持6个通用传感器。

最长可距NetBotz基站1000米，以具备部署的灵活性。

4.5NetBotz传感器

NetBotz包括很广泛的传感器。

其中包括温度、湿度、漏水、烟感、震动等等。

而且可以通过干结点，4-20mA,0-5V传感器接入第三方产品。

多个传感器可以遍布数据中心的每个角落，使数据中心的环境尽在掌控。

本次方案涉及到的传感器如下：

●

温湿度传感器AP9335TH，用于监控数据中心或网络机柜内部温度和湿度的通用传感器。

兼容的NetBotzAppliance会自动进行检测，并可使用标准CAT5/6电缆轻松延长至30.48米。

●烟雾传感器，10英尺，可通过普通网线延长至30.5米

>支持TCP/IP过虑功能

>支持用户权限管理

>工作电源支持POE模式（通讯线缆供电）或24VDC外部电源

>DIN导轨安装

五、方案效益

本方案的监控管理系统可帮助用户通过现有数据中心的设备数据资源搭建起一套可视化的的基础设施管理平台，通过该平台，可以帮助用户实现以下

Ø规范档案管理，降低人为失误，提高可用性，降低成本

可视化机房管理以图形及列表方式表示IT设备（这使运维人员不必再查看大量电子表格来寻找相关信息，或者是亲临数据中心现场）。

详细的资产清单报告使得管理人员洞察机房安装所有设备，移除到期设备，释放可用容量，并降低设备维护成本。

Ø业务层次益处

∙可用性

1.应用测量值和警报识别潜在问题，StruxureWare中央管理系统采集设备数据，并进行实时警报，提供的报表和趋势图可帮助识别潜在问题，据此推出预案，从而缩短设备故障的响应时间。

2.系统提供精确的测量，所见即所得的可视化机房，以及规范的管理都可降低故障发生率，保证高可用性需求。