Trong những năm đầu vòng đời của Tung tâm dữ liệu (TTDL) đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành tốn kém, đặc biệt là các chi phí liên quan đến tiêu thụ điện năng lượng và việc làm mát cho các thiết bị trong hệ thống. Với sự bùng nổ của việc sử dụng Internet, tính năng bảo về phần mềm được đặt ra, và các nhà quản trị TTDL được giao nhiệm vụ là luôn duy trì khả năng hoạt động liên tục của hệ thống (tĩnh sẵn sàng cao), vấn đề tối đa hóa sử dụng năng lượng đảm bảo sự vận hành ổn định và liên tục của TTDL trở thành mối quan tâm lớn của các nhà quản trị TTDL. Bài viết này, giới thiệu Giải pháp Quản lý hạ tầng cơ sở Trung tâm dữ liệu (DCIM) của Tập đoàn Schneider Electric.
DCIM thực sự cần thiết cho việc quản lý TTDL hiện đại
Chuyên gia về điện năng của Schneider Electric - Rob McKernan cho rằng, chi phí nhiên liệu tăng cùng với việc tăng kích thước, tính phức tạp và mật độ năng lượng của các TTDL phản ánh những thách thức, áp lực cho các nhà quản trị để họ không ngừng cải thiện hiệu suất và giảm chi phí vận hành. Tại môi trường này, các nhà quản lý TTDL phải có quyền truy cập thông tin một một cách kịp thời và chính chính xác liên quan đến thiết bị của họ, việc sử dụng nguồn tài nguyên, tình hình hệ thống từ chi tiết cơ sở hạ tầng đến tổng thể tầm cao cùng với việc đáp ứng nhu cầu vận hành trong điều kiện năng lượng hạn chế. Mức độ phức tạp đòi hỏi một cách tiếp cận mới: Phần mềm quản lý cơ sở hạ tầng TTDL (DCIM). DCIM tích hợp thu thập thông tin và điều khiển các hệ thống vào một điểm truy cập duy nhất.
DCIM giúp hoàn thiện hệ thống quản lý công nghệ thông tin (điện toán, lưu trữ và mạng lưới công nghệ thông tin) đồng thời hợp lý hóa khả năng như việc kiểm kê và quản lý thiết bị, đồng thời cung cấp cho các nhà quản lý TTDL khả năng thay đổi và kiểm soát tiến trình công việc, mô phỏng tiến trình tương lai, phân tích yếu tố phụ thuộc và phân tích ảnh hưởng của việc trì hoãn nâng cấp và điều chỉnh cơ sở. DCIM còn có thể tích hợp phần mềm điều khiển cơ sở hạ tầng TTDL như nguồn năng lượng, thiết bị làm mát và sự an toàn vật lý.
Ông Kevin Brown, Phó chủ tịch Ngành công nghệ thông tin, Tập đoàn Schneider Electric cho biết: “Các nhà quản trị TTDL cố gắng thỏa mãn nhu cầu sử dụng dịch vụ ngày càng tăng và đồng thời tối ưu hóa năng lượng sử dụng cũng nhu tối ưu hóa tính hiệu quả. Trong môi trường này, DCIM cố thể cung cấp một ưu điểm cạnh tranh nổi bật bằng cách mang đến cho các nhà quản trị cái nhìn xâu sắc và nguồn thông tin mang tính khả thi về các thiết bị và các quá trình hoạt động của họ.”
Sự phức tạp của việc quản lý thiết bị do những thay đổi về cơ sở hạ tầng trong các TTDL mật độ cao, thúc đẩy sự hợp nhất, thuê TTDL và ảo hóa. Thông thường những thay đổi này xảy ra trong bối cảnh áp lực tài chính xảy ra liên tiếp vì thế các nhà quản lý cũng phải thường xuyên dựa vào cơ sở hạ tầng có sẵn. Phần mềm là thiết yếu để quản lý sự chuyển tiếp này và cả hai xu hướng đều là yếu tố chính cho việc sử dụng DCIM.
Quy tắc ứng xử của Liên minh Châu Âu cung cấp các hướng dẫn về việc sử dụng năng lượng hiệu quả (PUE), và chuẩn Energy Star của Cơ quan Bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ áp dụng đối với các TTDL cung cấp các hướng dẫn về quản lý và sử dụng năng lượng hiệu quả. Rất nhiều đội quản lý TTDL ngày nay coi việc sử dụng năng lượng hiệu quả là một hình thức tiếp thị chủ chốt để giành được khách hàng mới.
Xem xét viễn cảnh nâng cấp một cơ sở được thiết kế cho hiệu suất 100watt mỗi foot vuông với một loại tủ rack hiện đại của mật độ năng lượng từ 8 đến 12 kilowatt, tương ứng với 200 đến 240 watt mỗi foot vuông gấp hai lần mật độ điện tích thông thường, đòi hỏi khả năng làm mát cũng tăng tương tự. Tại môi trường này, DCIM cho thấy tiết kiệm năng lượng bằng cách điều khiển tích hợp thiết bị công nghệ thông tin TTDL với nguồn cung cấp năng lượng và cơ sở vật chất giúp đội TTDL quản lý thời gian thực sự tải dữ liệu, mức tiêu tốn năng lượng và khi được kết hợp với phần mềm quản lý tòa nhà, thậm chí an ninh cơ sở, với một bộ biểu đồ hợp lý.
Quy trình vận hành DCIM
DCIM mở ra các phương pháp mới để tiếp cận với các kịch bản TTDL chung, cả hai cách truyền thống và quy trình được cập nhật với sự hỗ trợ của DCIM. Rất nhiều trong số kịch bản này được trình bày trong sách hướng dẫn “Lên kế hoạch cải tiến Phần mềm Quản lý cơ sở hạ tầng TTDL và cắt giảm chi phí vận hành” của APC by Schneider Electric.
Thiếu phần mềm cở sở hạ tầng vật lý có thể gây ra nhiều vấn đề liên quan đến việc vận hành của một máy chủ, chẳng hạn như:
- Thiếu sự hiểu biết chính xác về nhu cầu làm mát, một chủ sở hữu TTDL đã trang bị thiết bị làm mát ngoại cỡ trong nhiều năm liền vì mục đích an toàn, điều này đã vô ý làm tăng chi phí năng lượng đáng kể và vô ích.
- Một cơ sở khác chứa cùng lúc các tủ rack mật độ thấp (vừa đủ) và các tủ rack mật độ cao (dư thừa 2N), các nhà quản lý vô tình lắp một máy chủ mật độ thấp tại tủ rack mật độ cao, kết quả là tiền điện tăng gần 20 lần.
- Tại cơ sở thứ ba, một nhà điều hành TTDL lắp đặt chín máy chủ mới trong một tủ rack hầu như trống rỗng, sang ngày hôm sau ông mới nhận ra thiết bị tích điện của các máy chủ mới đã bỏ qua chế độ tải qua đêm và hàng trăm máy chủ khác cũng có nguy cơ tương tự.
Qua tất cả ví dụ này, phầm mềm DCIM đã cung cấp một cái nhìn tổng thể vào các thiết bị hiện có, giảm lỗi do con người gây ra và cải tiến việc vận hành. Công tác bảo trì đưa ra một ví dụ khác về những thử thách do thông tin bị bưng bít hoặc không đầy đủ gây ra. Tại nhiều nơi, cách tiếp cận kiểu chờ đợi chiếm ưu thế bởi vì sự phức tạp đi cùng với một môi trường năng động và không đồng nhất. Cách tiếp cận này tiềm ẩn rất nhiều rủi ro đối việc duy trì hoạt động liên tục của hệ thống.
Một tình huống tương tự, một hệ thống giám sát phát hiện máy quạt của thiết bị điều hòa đặt trong phòng máy tính (CRAC) không hoạt động. Tại nhiều cơ sở, nhân viên chỉ có được hành động sau khi lỗi hoạt động xảy ra, cho đến khi để mắt đến nhiệt độ phòng và lắp đặt một chiếc quạt mới sẽ tạo ra nguy cơ thời gian chết.
Một hệ thống được trang bị DCIM có thể tạo ra một yêu cầu công việc ngay khi thiết bị CRAC hỏng hóc bị phát hiện và cố bù đắp những thiệt hại bằng cách tăng tốc các quạt máy gần đó. Hệ thống có thể xác định được máy chủ nào đang có rủi ro và di chuyển những ứng dụng có rủi ro sang các máy chủ khác, khôi phục lại các ứng dụng đó tại máy chủ ban đầu chỉ sau khi hoàn thành việc sửa chữa. Bằng cách theo dõi thiết bị, nguồn điện và sự phụ thuộc giữa các hệ thống, DCIM giúp các nhà quản lý TTDL xác định được các lỗ hỏng và rủi ro của phần mềm trước những hậu quả xấu và giảm đi được những can thiệp quan trọng của con người trong việc bảo vệ các ứng dụng quan trong khi sai phạm xảy ra.
DCIM còn cung cấp các chức mới việc theo theo dõi các thiết bị trong phòng CNTT. Cách tiếp cận truyền thống dựa trên việc lắp đặt và giám sát việc lắp đặt các thiết bị đăng nhập bằng tay. Phần mềm DCIM có thể sắp xếp hợp lý lượng công việc này, kết nối các thiết bị quét mã vạch cầm tay trên sàn TTDL để thực hiện yêu cầu công việc và đồng nhất hóa thiết bị. Việc sử dụng mạng không dây, phần mềm sẽ tự động chi tiết hóa thiết bị và các thuộc tính của thiết bị, cho phép việc tìm kiếm thiết bị thông qua các từ khóa dưới dạng tên, mẫu mã, chủng loại hoặc cho phép tổng hợp thông thành các bảng phục vụ cho việc báo cáo thống kê.
Theo ông Nielsen, Trưởng ban Nghiên cứu phần mềm tại APC by Schneider Electric, thì sự tương tác giữa máy móc và hệ thống ngày càng phức tạp tại các TTDL hiện đại, làm cho DCIM trở nên cần thiết cho các nhà quản lý, những người tìm kiếm sự vận hành hiệu quả và đáng tin cậy.
Xây dựng kế hoạch, chuẩn bị cho khủng hoảng
DCIM có thể giúp các nhóm quản lý sự thay đổi và trang bị cho các nhà quản lý để họ có thể phản ứng lại với các đặc tính của các cuộc khủng hoảng, với các môi trường ảo hóa có thời gian hoạt động cao.
Ông Nielsen cho rằng mô hình lên kế hoạch truyền thống dựa vào khả năng phân tích của con người tại các TTDL năng động và mật độ cao có nguy cơ cao là dẫn đến các hậu quả không lường trước được. Khả năng tự động hóa phân tích dữ liệu và khả năng lên mô hình giúp cho các nhà quản lý hiểu được các hiệu ứng tầng của phần mềm mới và các nhu cầu của hệ thống như việc lắp đặt một tủ rack mới vào các máy chủ sẽ ảnh hưởng thế nào đến năng suất làm mát cho các phần cứng hiện hành và các nguồn năng lượng. Thông qua việc tích hợp dữ liệu kiểm, soát thời gian thực tế vào trong các công cụ lên kế hoạch, các nhà quản lý sử dụng DCIM còn có thể xác định được thiết bị bị kẹt bằng cách phối hợp máy móc một cách hiệu quả hơn, có tác động thúc đẩy những nguồn có sẵn mà không cần mua thêm phần cứng mới.
Tương tự với mô hình mô phỏng khủng hoảng truyền thống trả lời nếu như các câu hỏi dựa trên sự tính toán thủ công và kiến thức lối mòn là không đủ để lên kế hoạch cho những thách thức tại các cơ sở quy mô lớn. DCIM cung cấp những phương thức mô hình hóa các thảm họa cùng với tính toán khoa học và phân tích đầy đủ của hệ thống phụ thuộc, chẳng hạn như việc nguồn điện hoặc thiết bị làm mát bị hỏng.
DCIM cung cấp cho các đội ngũ quản lý TTDL khả năng tích hợp thiết bị công nghệ thông tin của các TTDL truyền thống cùng với nguồn năng lượng và cơ sở vật chất rộng hơn, cũng khả năng phục hồi và kiểm soát.
Tại Trung tâm Công nghệ Điện tử Schneider Electric (SETC), bước đầu tiên của việc tích hợp đạt được thông qua Hệ thống quản lý tòa nhà mang tính liên tục (BMS) Continuum, cung cấp thông tin chi tiết về thông tin TTDL phục vụ cho việc tính toán PUE (xem hình 1). Điều này được đưa áp dụng vào bản điều khiển tạo ra cho C-Suite, trong đó có sử dụng các thông tin để thúc đẩy các sáng kiến mang tính hiệu quả. Những dữ liệu này còn có thể được sử dụng để điều chỉnh các PEU của TTDL mà không giữ lại bất kì lợi ích ròng nào trong việc sử dụng điện, giữ sự cân bằng giữa việc sử dụng điện năng và PUE.
Hình 1. Trung tâm Công nghệ điện tử Schneider (SETC) được cung cấp bởi
hệ thống quản lý tòa nhà Continuum
Có thể xem rằng giới hạn và đặc tính của nguồn điện là một thành phần không thể tách rời của các TTDL. Với sự nổi lên của các TTDL mật độ cao và mang tính động lực sử dụng khả năng ảo hóa để đạt được mức sử dụng thiết bị cao hơn. Nguồn năng lượng cơ sở đã trở thành trở ngại cho nhiều TTDL, đặc biệt với việc nâng cấp các tòa nhà.
Ngoài ra, SETC sử dụng Phần mềm Vận hành và Phần mềm Trung tâm StruxureWare của Schneider Electrics (xem Hình 2 và 3) để có được một cái nhìn hạt của nguồn điện đến mức độ phân bổ điện năng của tủ rack, cũng như để xác định các giới hạn và đặc tính của nguồn điện và khả năng làm mát sẵn có. Điều này cho phép nhân viên quản lý tại SETC sử dụng tốt hơn thiết bị sẵn có và cải tiến việc lên kế hoạch cho việc mở rộng trong tương lai.
Hình 2. Phần mềm trung tâm StruxureWare của Schneider Electric’s Central cho phép giám sát các cấp độ quản lý nguồn và khả năng của tủ rack tại TTDL của SETC
Hình 3. Phần mềm vận hành StuxureWare của Schneider Electric được sử dụng để xác định nhiệt độ làm mát trong TTDL của SETC
Một cách tiếp cận toàn diện sử dụng DCIM tích hợp khả nằng kiểm soát điện năng để hình thành nên cái nhìn sâu sắc đến tổng thể mạng lưới phân phối điện năng, từ nguồn điện tiện ích cũng như máy biến áp đến PDU và cấp độ tủ rack. Trong phạm vi của SETC, phần mềm Schneider Electrics Power Logic ION Enterprise dùng cho doanh nghiệp được sử dụng để kiểm soát tất cả nguồn điện trong TTDL từ sự tiện ích đến việc phân bổ điện năng.
Thông thường, một cách tiếp cận toàn diện đỏi hỏi tích hợp DCIM với hệ thống điều khiển tòa nhà lớn hơn, được gọi là Hệ thống quản lý cơ sở TTDL (DCFM). Với thông tin từ bên ngoài TTDL, phầm mềm DCIM có thể hỗ trợ thông báo và phối hợp phản ứng với các vấn đề về mạng lưới điện, bảo trì nguồn năng lượng (được kế hoạch và không được kế hoạch), chất lượng điện năng và phân tích độ tin cậy. Lên kế hoạch công suất điện năng là rất quan trọng đối với việc mở rộng cơ sở hoặc các dự án kèm thêm và để và để tăng lợi nhuận dự án một cách chính xác từ các dự án tiết kiệm năng lượng. Các nhà quản lý TTDL còn có thể khám phá khả năng tích hợp DCIM với phần mềm DCFM để có được cái nhìn sâu sắc và để kiểm soát được nguồn nhiệt, khả năng thông gió, điều hòa không khí HVAC, hệ thống cứu hỏa, nước, hơi nước, và cung cấp khí đốt. Việc tích hợp kiểm soát và điều khiển TTDL với phần mềm quản lý cơ sở đảm bảo việc phân bổ hợp lý và khả năng đáp ứng mọi nguồn năng lượng, không chỉ mỗi hệ thống điện năng (xem hình 4). Sự tích hợp các hệ thống mang đến cho các nhà quản lý thêm nhiều khả năng kiểm soát cũng như tăng tính rõ ràng dưới nhiều dạng nhận thức tình huống như ông Brown đã nói. Một lợi ích cộng thêm do tích hợp các hệ thống mang lại đó là khả năng tạo ra bảng điều khiển năng lượng một cách đơn giản và hợp lý, và cũng giúp các nhà quản lý xác định được khu vực cần cải tiến.
Hình 4. Nền tảng EcoStruxure của Schneider Electric cung cấp những thông tin tối thiết cho các chức năng khác như HVAC, hệ thống chiếu sáng để tích hợp với các thông tin TTDL giúp tiếp cận việc quản lý các thiết bị.
DCIM có cấu hình hoàn chỉnh góp phần đảm bảo an ninh cho TTDL bằng cách cung cấp thông tin từ các thao tác TTDL vào trong hệ thống DCFM lớn hơn. Với phần mềm DCFM tổng hợp thông tin từ TTDL và các hệ thống phụ trợ bảo mật cơ sở, cac nhà quản lý có thể truy cập và các bảng điều khiển để có được thông tin tổng thể từ phòng công nghệ thông tin đến các địa điểm khác trên cùng hệ thống hoặc từ xa. Phần mềm DCFM hoạt động khi người sử dụng kích hoạt các ngưỡng để kích hoạt báo động, tham dự một sự kiện, hoặc điều khiển các thiết bị vật lý được phối hợp hoạt động dựa trên việc tích hợp TTDL với nguồn điện cơ sở.
Ngoài ra, DCIM cung cấp khả năng điều khiển và truy cập từ xa mới. Được trang bị các dữ liệu từ hệ thống DCIM, nhóm quản lý có thể duy trì kiểm soát hệ thống thông qua việc liên lạc từ xa với khách hàng thông qua điện thoại và các ứng dụng máy tính bảng. DCIM cung cấp cho các nhà quản lý trong trực tiếp một cái nhìn hoàn thiện về không gian công nghệ thông tin, mạng lưới, nguồn điện và thông số làm mát.
Như vậy, DCIM nâng cấp khả năng quản lý các TTDL đến một hệ thống tích hợp tạo điều kiện cho tổ chức đa chức năng. Việc tích hợp khoảng trắng công nghệ thông tin với nguồn cung cấp điện và cơ sở lớn hơn làm cho việc quản lý năng lượng có công hiệu và các nhà quản lý có thể cắt giảm mức sử dụng năng lượng và chi phí đáng kể, cải tiến PUE bằng việc phân bổ thiết bị tốt hơn, chuyển tải và cải tiến hoạt động và đưa ra tài liệu nêu rõ hơn về lợi ích của họ, các bản báo cáo với nội dung phong phú. Ngoài ra, DCIM còn cải thiện hiệu quả hoạt động, giảm thiểu khả năng xảy ra các vấn đề phổ biến như làm mát vượt mức không cần thiết hoặc các hệ thống chủ chốt bất ngờ bị quá tải, và nó giúp cho các nhà quản lý TTDL lên kế hoạch cho nhu cầu tương lại.
Trần Thu Thuỷ
(cnth theo thnh)