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數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運維常規(guī)工作介紹

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算需求的爆發(fā)式增長，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴(kuò)大，穩(wěn)定、能耗、占地等問題持續(xù)困擾著數(shù)據(jù)中心運營者，維護(hù)、持續(xù)擴(kuò)容等新的問題接踵而來。為了應(yīng)對挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心的形式也在不斷的變化。從早期的集中供電集中制冷到分布式供電分布式制冷，從機(jī)柜擺放方向的簡單調(diào)整到封閉冷/熱通道，從簡單劃分功能區(qū)的數(shù)據(jù)中心到現(xiàn)在流行的微模塊數(shù)據(jù)中心。今天我們來了解一下數(shù)據(jù)中心常規(guī)運維工作的重要性并通過下文介紹熟悉數(shù)據(jù)中心常規(guī)運維的工作內(nèi)容。

一、運維常規(guī)工作重要性

運維工作面臨的挑戰(zhàn)

功率密度升高，給運維人員反應(yīng)的時間更短，管理難度加大。
Uptime報告顯示，數(shù)據(jù)中心超過70%的故障由于人為操作失誤造成。

1、主要故障類型：

1. 磨損所致

設(shè)備也有生命現(xiàn)象，累計達(dá)到某一使用程度之后，就壽終正寢，想修都沒得修，只有更新?lián)Q代，這一點在高精密的設(shè)備上表現(xiàn)的最明顯。
設(shè)備的磨損可分為有形磨損和無形磨損二種。有形磨損是指：設(shè)備在使用過程中發(fā)生的物質(zhì)磨損或由于環(huán)境自然侵蝕而造成的物理、化學(xué)變化。無形磨損是指：由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得設(shè)備的使用價值降低，甚至被淘汰。

2. 異常操作所致

幾乎所有的設(shè)備的動作順序都有嚴(yán)格的要求，由不得你隨意操作，不遵守操作規(guī)程，只會直接導(dǎo)致或加速其產(chǎn)生故障?，F(xiàn)場管理活動中，未熟練的新人，錯誤的操作、設(shè)定，都是損壞設(shè)備的最直接的“殺手”。

3. 非法改變其功能所致

如果設(shè)備在設(shè)計上就潛在著該功能的話，那么對其對進(jìn)行改造，恐怕還無大礙，就怕沒有該項功能，卻硬要強加該功能，這會活活要了設(shè)備的“命”。

4. 超負(fù)荷使用

人停機(jī)不停，一天二十四小時連軸轉(zhuǎn)，一年開足三百六十五天，不壞就不停；不壞就不修，一心急著要翻本，這是“山寨廠”典型的設(shè)備使用方法。雖然有的設(shè)備在超負(fù)荷狀態(tài)下，暫時看不出有什么故障發(fā)生，然而超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，卻使設(shè)備產(chǎn)生疲勞，老化、磨損進(jìn)程大大加快，最終導(dǎo)致壽命縮短。

5. 設(shè)計上潛在不良因素

設(shè)計時未能充分研討清楚相關(guān)事項，匆匆上馬，導(dǎo)致使用階段故障多多，于是又進(jìn)行二次補丁設(shè)計，三次補丁設(shè)計……，遲遲無法定型。這樣的設(shè)備，讓人無法放心使用。

6. 維護(hù)手法欠佳

一流設(shè)備，二流操作，三流維護(hù)。不把設(shè)備當(dāng)“人”看，只叫干活，不給“飯”吃，連最基本的清潔都不搞，以致小故障逐漸演變成大故障。

浴盆曲線

實踐證明大多數(shù)設(shè)備的故障率是時間的函數(shù)，典型故障曲線稱之為浴盆曲線（Bathtub curve）。曲線的形狀呈兩頭高，中間低，具有明顯的階段性，可劃分為三個階段：早期故障期，偶然故障期，嚴(yán)重故障期。浴盆曲線是指產(chǎn)品從投入到報廢為止的整個壽命周期內(nèi)，其可靠性的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律。如果取產(chǎn)品的失效率作為產(chǎn)品的可靠性特征值，它是以使用時間為橫坐標(biāo)，以失效率為縱坐標(biāo)的一條曲線。因該曲線兩頭高，中間低，有些像浴盆，所以稱為“浴盆曲線”。失效率隨使用時間變化分為三個階段：早期失效期、偶然失效期和耗損失效期。

維護(hù)的常規(guī)工作

二、工作內(nèi)容及關(guān)系

1、上電調(diào)試

關(guān)注點：

檢查新設(shè)備或系統(tǒng)是能否正常上電啟動；檢查擴(kuò)容后、改造后的設(shè)備或系統(tǒng)是否能正常上電啟動，驗證設(shè)計的合理性。
檢查修復(fù)后的設(shè)備或系統(tǒng)能否正常上電啟動，檢查設(shè)備故障和隱患的處理情況。
初始調(diào)試配置參數(shù)對設(shè)備或者系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關(guān)重要，參數(shù)更改不當(dāng)，將造成系統(tǒng)無法正常工作，嚴(yán)重的甚至損壞系統(tǒng)。

工作安排：

涉及人員：專業(yè)工程師（配電等專業(yè)）、運維技術(shù)經(jīng)理、設(shè)備商工程師。
人員職能：根據(jù)設(shè)備商上電SOP，由專業(yè)工程師或者設(shè)備商工程師進(jìn)行上電啟動。根據(jù)設(shè)備商操作SOP，由專業(yè)工程師或者設(shè)備商工程師進(jìn)行參數(shù)調(diào)試。

補充說明：

SOP：SOP是Standard Operating Procedure三個單詞中首字母的大寫，即標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，就是將某一事件的標(biāo)準(zhǔn)操作步驟和要求以統(tǒng)一的格式描述出來，用來指導(dǎo)和規(guī)范日常的工作。

一體化UPS場景上電調(diào)測

基本原則：

1. 雙路輸入或雙路供電時，建議先給A路上電，再給B路上電。

2. 給一體化UPS上電，然后給照明、空調(diào)上電，再然后給機(jī)房管理系統(tǒng)上電，最后給IT負(fù)載上電。

基本流程：

1. 上電前檢查

2. 系統(tǒng)上電調(diào)試

操作步驟

步驟1 合上模塊外一體化UPS 前端電源輸入市電空開，給一體化UPS 柜上電，一體化UPS柜上方電源指示燈點亮，上電正常。

步驟2 閉合一體化UPS 輸入空開QF1，等待約2~3 分鐘， MDU 顯示屏啟動。設(shè)置語言、時間、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)（單并機(jī)、電壓頻率、電池容量、單體數(shù)量）。

步驟3 確認(rèn)系統(tǒng)旁路輸入正常，系統(tǒng)由旁路供電，在監(jiān)控顯示模塊中查看系統(tǒng)運行狀態(tài)圖，確認(rèn)系統(tǒng)是否已經(jīng)由旁路供電。步驟2 閉合一體化UPS 輸入空開QF1，等待約2~3分鐘， MDU顯示屏啟動。

步驟4 開啟逆變器。

步驟5 逆變器開啟后，一體化UPS 由逆變供電， MDU 中“旁路供電”告警消失，查看系統(tǒng)運行狀態(tài)圖確認(rèn)系統(tǒng)是否由主路逆變供電。

步驟6 核對實際電池容量與單體數(shù)和監(jiān)控界面中設(shè)置的值是否一致，用萬用表測試負(fù)電池組電壓絕對值與正電池組電壓之和大于一定值（ 2×電池單體數(shù)），用以檢測電池組連接是否正常。

步驟7 確認(rèn)電池組已連接好后，閉合電池組輸入空開。

步驟8 （可選）閉合一體化UPS 照明輸出空開，查看交流執(zhí)行器“ PWR”指示燈是否亮起。給照明上電。

步驟9 合上一體化UPS 柜空調(diào)空開，給空調(diào)上電。

步驟10 依次閉合一體化UPS IT 輸出空開，為對應(yīng)設(shè)備上電。

步驟11 檢查監(jiān)控部分是否上電正常。

例行維護(hù)

關(guān)注點：

檢查設(shè)備的部件完整性、清潔度和老化程度。
記錄設(shè)備日常運行過程中參數(shù)、告警、日志和狀態(tài)，及時更新形成動態(tài)SCP，后期進(jìn)行評估。
通過操作檢查設(shè)備的功能、部件運行情況。
定期進(jìn)行設(shè)備外、內(nèi)部的清理。
檢查設(shè)備、系統(tǒng)及外部環(huán)境是否存在隱患。

工作安排：

涉及人員：運維值班員、運維值班班長、專業(yè)工程師、運維技術(shù)經(jīng)理、設(shè)備商工程師。
人員職能：由運維技術(shù)經(jīng)理編寫或者設(shè)備商提供MOP，專業(yè)工程師或設(shè)備商工程師根據(jù)MOP進(jìn)行周期性的維護(hù)、養(yǎng)護(hù)工作；由運維值班班長制定例行維護(hù)人員計劃，運維值班員按照計劃進(jìn)行例行維護(hù)巡檢；由運維值班班長刷新SCP數(shù)據(jù)中心，并形成周期性評估報告。

補充說明：

MOP：MOP是Maintenance Operating Procedure三個單詞中首字母的大寫，即維護(hù)作業(yè)流程，對機(jī)房關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的每次維護(hù)、維修、安裝操作進(jìn)行制定作業(yè)程序，部分MOP中也會包含SOP?？梢砸笤O(shè)備供應(yīng)商提供MOP的建議，但對于MOP最終確認(rèn)審核的責(zé)任在于運維團(tuán)隊，批準(zhǔn)責(zé)任在于運維管理團(tuán)隊。

SCP：SCP是Site Configuration Process三個單詞中首字母的大寫，即場地配置流程，動態(tài)管理數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)與設(shè)備運行配置。包括設(shè)備系統(tǒng)固定信息（類型、數(shù)量、物理位置、資產(chǎn)編號、投入時間等）和動態(tài)信息（運行狀態(tài)、剩余容量等），對設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期的管理。

系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

關(guān)注點：

查找系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備性能是否存在影響整體的“短板”。
檢測設(shè)備安裝是否適應(yīng)日后的運行維護(hù)。
檢驗設(shè)備安裝和運行質(zhì)量是否穩(wěn)定可靠等。

工作安排：

涉及人員：專業(yè)工程師（配電等專業(yè)）、運維技術(shù)經(jīng)理、運維值班員、運維值班班長、設(shè)備商工程師。

人員職能：由運維技術(shù)經(jīng)理根據(jù)SOP以及設(shè)備商資料制定系統(tǒng)聯(lián)調(diào)流程方案，并由討論確定最終方案的可行性；由運維技術(shù)經(jīng)理統(tǒng)稱安排專業(yè)工程師或者設(shè)備商工程師根據(jù)流程方案進(jìn)行操作，設(shè)備商還需提供技術(shù)督導(dǎo)作為現(xiàn)場應(yīng)急顧問；運維值班班長需要安排通過運維值班員做好現(xiàn)場保護(hù)工作。

基于數(shù)據(jù)中心項目的最佳實踐，IBM主張采用“五步法”流程對數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試。即，

第一步（Level 1）——圖紙資料評審與調(diào)試計劃制訂

第二步（Level 2）——工廠驗收測試

第三步（Level 3）——現(xiàn)場檢查

第四步（Level 4）——單系統(tǒng)驗收測試

第五步（Level 5）——綜合系統(tǒng)性能聯(lián)動調(diào)試驗證

“五步法”流程也是國際公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心專業(yè)調(diào)試驗證工作流程規(guī)范：

第一步（Level 1）——圖紙資料評審與調(diào)試計劃制訂

調(diào)試驗證工作團(tuán)隊架構(gòu)與分工
圖紙資料所反映的系統(tǒng)是否具備“可測試性”
圖紙資料是否已經(jīng)明確操作順序
測試驗證所需資源（人員、時間、能源、負(fù)載、儀器）是否落實
調(diào)試總體計劃的制訂

第二步（Level 2）——工廠驗收測試

對電力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備在出廠前進(jìn)行性能驗證
就測試與驗證發(fā)現(xiàn)的問題在工廠進(jìn)行整改糾正
避免或減少設(shè)備故障對現(xiàn)場施工的延誤
業(yè)主設(shè)備采購合同驗收的重要標(biāo)志

第三步（Level 3）——現(xiàn)場檢查

檢查現(xiàn)場安裝情況與設(shè)計圖紙相符。
檢查現(xiàn)場電源條件安全可用。
檢查現(xiàn)場安全狀況符合運行調(diào)試工作的要求。
運行調(diào)試驗證用的設(shè)備設(shè)施到場就緒。

第四步（Level 4）——單系統(tǒng)驗收測試

設(shè)備上電，系統(tǒng)啟動測試。
在設(shè)計負(fù)載水平下測試系統(tǒng)功能，空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷不低于30%，電力系統(tǒng)負(fù)荷不少于單臺設(shè)備的額定容量。
在各冗余系統(tǒng)內(nèi)驗證故障切換模式。
在各系統(tǒng)的計量點、控制點和數(shù)據(jù)收集點進(jìn)行驗證校準(zhǔn)。
記錄備案測試結(jié)果與系統(tǒng)效率。

第五步（Level 5）——綜合系統(tǒng)性能聯(lián)動調(diào)試驗證

模擬電、水等外部資源供應(yīng)中斷，檢驗系統(tǒng)響應(yīng)與切換模式。
空調(diào)系統(tǒng)熱負(fù)荷模擬測試，空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷從0逐步增加到100%，檢驗空調(diào)系統(tǒng)各部分的性能。
系統(tǒng)集成測試，綜合測試電氣、空調(diào)、消防與智能化控制等多個系統(tǒng)的接口性能。
在設(shè)計滿負(fù)載下進(jìn)行多系統(tǒng)連續(xù)運轉(zhuǎn)（一般不少于12小時）測試，檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
記錄備案測試結(jié)果與系統(tǒng)效率。

故障處理

關(guān)注點：

故障應(yīng)急預(yù)案，執(zhí)行冗余方案盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)或保證業(yè)務(wù)不中斷。
故障清除處理，根除故障并行政討論小組研討根源問題，并形成解決方案（如擴(kuò)容、改造、優(yōu)化等）。

工作安排：

涉及人員：專業(yè)工程師（配電等專業(yè)）、運維技術(shù)經(jīng)理、設(shè)備商工程師。
人員職能：根據(jù)運維技術(shù)經(jīng)理和設(shè)備工程師編制EOP，并在故障發(fā)生期間由專業(yè)工程師或者設(shè)備商工程師按照EOP進(jìn)行故障應(yīng)急預(yù)案操作。后期根據(jù)SOP進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)故障清除處理。

補充說明：

EOP：EOP是Emergency Operating Procedure三個單詞中首字母的大寫，即應(yīng)急作業(yè)流程，突發(fā)設(shè)備或者系統(tǒng)故障時，為保證業(yè)務(wù)不中斷或者恢復(fù)業(yè)務(wù)而啟動冗余或備用系統(tǒng)而需要執(zhí)行的操作流程。