在本文中，我们将向读者介绍与数据中心服务器组织相关的概念，并将其作为数据中心的气流管理团队，而不是惰性资产。我们将介绍一种机架级解决方案，定义可量化气流泄漏的参考方法，作为建立机架性能目标的一种方法。
如今，越来越多的IT组织正在迅速采用虚拟化技术。 IT组织积极部署此技术的关键驱动因素是降低与服务器集成，存储和网络设备相关的运营成本。这种新的虚拟化数据中心操作环境的副产品还包括IT设备的净减少和相关的占地面积。同时，由此产生的能量和冷却负载减少到更小的占地面积并且与IT处理负载动态相关。
虽然传统的热体系结构可以适应新的数据中心操作环境，但由于以下固有的设计缺陷，它们通常效率低下：
冷热空气的混合物。
冷却装置和IT机架未对齐
由于制冷单元中的不平衡热负荷，不能抑制局部热量
冷却设备与热负荷之间的距离太大。
空气的分布受到过量电缆的影响
传统的冷却基础设施无法响应动态热负荷
缺乏气流管理以适应侧向排热
冷空气供应过剩。
企业数据中心的基础架构和IT经理正在认识到争用控制策略，他们希望优化数据中心现有服务器机房的设计。随着用于热空气流和冷空气流的密封容纳解决方案的日益普及，必须密封空气流的每个关键部件中的所有空气空隙以获得最大益处。这种方法现在在高架地板上实施，并且管理良好的数据中心，因此密封所有可能的空气泄漏对于维持潜在的静压和均匀的气流分布至关重要。
图1.使用冷气流显示典型气隙的CFD机架型号
“机架”是运营经理在数据中心气流管理过程中忘记的最关键组件。在框架中，漏气非常严重（如上图1所示）。这可能导致低效的再循环和旁路空气流动。虽然安装在机架中的当前IT设备通常遵循EIA-310工业标准，但目前还没有管理机架环境中冷热空气流量的标准。
业务数据中心机架的演变。
在过去十年中，机架已经成为主要的气流环境。玻璃门已经被穿孔门所取代，这些门从45％的开放区域发展到今天（甚至更多）开放区域的65％，以获得最大的空气流量。在许多情况下，大门完全取消。吊扇托盘已由后门风扇取代。冷却盘管已集成在后门中，以便于“从前到后”的空气流动。热封安全壳管道系统演变成一种从框架中移除热空气的方法。同时，网络电缆的功率和尺寸显着增加，这增加了框架的无序性并增加了阻挡框架内气流的可能性。
因此，框架的深度已经增加到42英寸甚至48英寸，以适应服务器外形的深度，提供配电，电缆管理和后部增加的气流（后面的服务器）。
假设与框架中的气锁相关的所有变量是恒定的，并且框架的较大深度对气流具有中性影响。尽管使用了隔热材料，仍然可以使用更深的机架（>
42“）提供更多空间来向空中通风，而不是简单地将其推向框架的后部。
虽然30英寸宽的机架常用于使用“并排”冷却开关的Web应用程序，但服务器机架宽度的行业趋势仍为24英寸。但是，现在在服务器应用程序中实施30英寸宽的机架并不罕见，更宽的服务器机架允许最终用户减少气流阻塞，同时保持配电和数据线远离。热空气排气流。
在大多数情况下，服务器机房的几何形状将决定机架的高度。最常见的服务器机架高度约为7英尺，为机架安装设备提供42U（1U=1.75英寸）的内部安装。但是，网络设备和服务器的融合使机架高度增加到近8英尺（51U）。
42U以上的额外机架安装空间通常配备网络交换机，路由器和配线架。更高的机架可容纳更多机架式IT设备。这导致更高的机架具有更高的热密度，因为空气分层使得难以保证最佳的入口温度。
框架作为气体收集室。
目前的冷热空气遏制解决方案在很大程度上取决于与框架的窄界面。因此，有必要在当今的数据中心运营环境中改变我们对机架及其功能的看法。
框架应被视为气流中的“压力通风系统”。与典型的风道通风系统不同，机柜的气室是服务器，存储和高性能交换机的关键空间。为了确保IT设备的充分冷却，需要对机架级的气流进行可预测的管理。为了实现这一目标，必须控制和管理所有可能的气流开口。除了密封框架中未使用的U形空间外，还有至少五个与机架相关的区域，这些区域直接影响气流管理和冷却性能并提高能效。
服务器机箱的准备概述
框架修整的概念包括识别，分析和修复数据中心内各个机架内和周围的热空气泄漏区域/气流注入路径和冷空气旁路路线。数据中心服务器机架完成是一个新创建的术语，用于描述服务器密封框架的设计，控制和维护过程。密封框由来自地面到框架的顶部的整个空间，并且，也可以从机架上方的空间，直到“加热平台”顶层。
不管帧的大小的，需要操作人员的专业数据中心操作，以提供空气流动的从前向后的环境提供围绕所述框架的所述前面板的难以逾越的障碍中的溶液。密封圈围绕框架的前部拧紧。——不包括底部控制面板下限策略——，以便更好地完成帧。
通过在围绕框架前各点解决漏气的问题，可以降低回路的空气供给通路的三角洲T和ΔT的提高能源效率。因此，空调单元没有义务补偿数据中心的活动区域和空气流中的异常。
服务器机架整合最佳实践的两个主要驱动因素是：
预防和控制热点。这有助于保持恒定的入口温度，并使IT设备能够以最佳水平运行。
它结合了制冷的供应和需求。这节省了能量并消除了浪费的再循环和旁通空气流为“混沌冷却法”，它提供了过量的冷空气进入数据中心的一部分。
机架和机架行级别的机架气流管理无效是导致过道和服务器机房过热的关键因素。框架结束可以通过使用框架作为气流管理系统的一部分并建立基线泄漏标准来解决该问题。
气流失效的五个方面
尽管业界已经通过最佳实践了解这些数据中心的好处，它只是在方法整理架控制措施，空气流动的一个。当有人讨论基于机架的气流管理失败时，最多有五个与机架相关的其他区域必须受到限制。这些断层带可以在从一侧冷却到另一侧的区域中产生实际的产量增益。这些区域被称为五个主要气流故障区域（如下图2所示），包括：
在框架下（框架外）
19“垂直安装围栏，左前（框架内）
19英寸垂直安装导轨的右前方（框架内）
在下框架的安装空间下（框架内）
在框架的上部安装空间上方（框架内）
故障区域＃1：框架下方
框架下方的区域可能难以处理，因为该区域的高度是基于框架平衡器模型的大小的变量，其将随制造商而变化。在具有多行服务器机架的业务数据中心中，此空间可能包含大量不受控制的空气。因此，如果它被正确密封，它将是一个可以带来巨大好处的领域。
通常，由于电源和网络连接，机架下方没有坚固的面板。这是一个潜在的泄漏区域，因为热空气可以通过框架下方，而来自多孔砖的冷空气可以绕过该空间中的框架。断层带°2：垂直19英寸机架导轨前部的左右两侧
栅栏前的大多数19英寸的左侧和右侧架区域都是潜在的泄漏由于在不久的前部和所述电缆的通道，和所述垂直导侧的公司的客户的可调功能要求和机架的框架侧或侧片一般都是开放的，这是一个潜在的泄漏区域，通过它可以同时通过热空气和冷，这会严重影响健壮的策略偏转器。
今天，更宽（例如，30英寸）的机架上具有约19每个英寸侧3英寸的间隙，以冷却开关从一侧到另一侧或空间来管理大量电缆网络。为了到达侧面或顶部，电缆通常穿过未密封的开口。这些开口应覆盖一层材料，以在电缆周围提供密封，以最大限度地减少空气泄漏。
故障区域＃4和＃5：垂直机架安装空间的上方和下方
上部U空间上方和下部U空间下方的区域也是可疑泄漏区域。通常，这些区域中存在一定量的空间，并且它将根据特定的框架制造商而变化。但是，这个空间和缺失的故障并不少见。
该区域不仅容易受到热空气的再循环的影响，而且更可能避免CRAC空调装置的冷空气供应。
图2.机架容易出现故障的区域。
测量
正如使用PUE和DCiE指标来衡量数据中心效率一样，数据中心运营经理也必须测量机架的效率，以便于正确管理气流。测量机架准备和降低数据中心功耗的正确方法。为数据中心的既定设施建立基准和跟踪性能。
基准测试方法设定了数据中心漏气的性能目标。由虚拟模型与测得的测试结果结合，能够识别在数据中心管理气流的问题的具体位置，并采取适当措施，以改善气流遏制纠正措施。
基准测试过程为绩效分配了一个资格标准：
识别数据中心的能源概况问题。
分析数据中心的能源性能，以获得可能的改进
以节能的方式添加高密度服务器并增加机架的密度
确定并选择有效的冷却数据中心的方法。
设计约束来预测新安装和未来安装的扩展
为了测量气流泄漏，数据中心设计旨在满足法规要求，并提供完全额定的气流服务器机架，以满足满载额定值。框架前部框架内的压力不得超过0.001 in./H20。理想情况下，机架中的IT设备空气不足，没有任何明显的背压。考虑到这一点，从前面到所述框架的后部的试验压力应设置的总表面面积的不超过3％或更小的最大空间。因此，有必要制定相关标准，要求测得的空气泄漏量达到总空气供应量的3％。测试
要测试机架并确保它们符合所需规格，数据中心管理操作人员将执行以下测试：
测量泄漏区域的总间隙（它们将以机柜入口的总表面积的比率来测量）。
测量环境是否可以保持3％或更少的空气泄漏（风扇将用于加压密封的密封）。
绘制和识别框架内的泄漏区域（雾发生器将用于跟踪和检测感兴趣的区域）。
数据中心测试应包括五个气流故障区域：
1.框架下（框架外）
2. 19英寸左垂直安装围栏（框架内）
3. 19英寸垂直安装导轨的右前方（框架内）
4.下框架安装空间下方（框架内）
5.在框架的安装空间上方（框架内）
测试内容包括确定以下方面的需要：
阻力范围：确定包装的有效工作范围
泄漏水平：当空间U 100％自由时，测量在五个缺陷区域中逸出的空气量。
目标是零泄漏。
受密封控制策略培训的业务数据中心和经验丰富的团队必须分析测试结果并提供节省成本的解决方案列表，以便立即实现节能。
该报告包括：
测试结果摘要
每项测试的详细分析，包括:(测试安装，基础设施和参考点，每个测试的设备，每个测试的程序，如何收集和测量结果）
电子表格指示哪些机架已通过每项测试或测试失败
总结未解决和应该改进的问题
结论
机架（工程气流系统的关键组件）的发展使得今天的企业数据中心在功率，成本效益和数据中心管理运营商方面更加高效有更多的灵活性。
不幸的是，数据中心行业长期依赖于工作场所的直观和创造性解决方案。它使用从纸箱和胶带到泡沫密封套件和其他“防风雨”设备的所有设备。然而，市场正朝着在制造过程中设计并集成到机架中的标准化解决方案发展。
由于整合了数据中心级货架和行加强了其在现代化和新建设中的地位，更多的管理员的数据中心将使用整理货架作为未来货架的收购标准功能的元素。设置，而不是高级选项。
冷热空气的分离极大地提高了数据中心性能的可预测性，并允许：
有效利用现有的物理基础设施和冷却能力。
积极控制和标准化供应温度，消除再循环和分层。
在数据中心占地面积较小的情况下，随着热负荷的增加，您必须用更少的资源做更多的事情。
消除物理，电气和机械能力“无效”。遏制战略智能标签开始机架或者目前该公司使用含冷或热通道解决方案的数据中心。即使在传统的环境中混乱冷却，改善了整理溶液货架是减少在数据中心的热空气和冷空气的流的再循环和再混合的第一步。它可以代表整个数据中心密封争用策略的60％。
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