本文将为广大读者朋友们介绍企业数据中心服务器机柜组织的相关概念，并将机柜定位为数据中心的气流管理设备，而不是惯性商品。在本文中，我们将通过定义可量化的气流泄漏基准测试方法作为设置机架性能目标的一种方式来介绍机架级解决方案。如今，虚拟化技术正迅速被越来越多的IT组织广泛采用。IT组织积极部署该技术的一个关键驱动因素是降低与服务器、存储和网络设备整合相关的运营成本。这种新的虚拟化数据中心操作环境的副产品还包括IT设备和相关占地面积的净减少。同时，由此产生的电力和冷却负载缩小到更小的占地面积，并与IT处理负载动态相关。虽然传统的冷却架构可以适应新的数据中心运行环境，但由于以下固有的设计缺陷，它们往往效率低下：冷却设备和热负荷空气分布受到电缆负载过大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来适应侧向散热供应过剩冷空气遏制策略在企业数据中心IT和基础设施中越来越受欢迎希望优化其数据中心现有服务器机房布局的管理人员。随着冷热气流遏制解决方案的日益普及，有必要密封气流中每个关键部件的所有气隙，以实现最大效益。这种方法现在被部署在管理良好的数据中心高架地板中，使得密封所有潜在的空气泄漏间隙对于保持均匀的底层地板静压和气流分布至关重要。图1.使用冷气流显示典型气隙的机架CFD模型。“机架”是运营经理在数据中心气流管理过程中经常被遗忘但最关键的组成部分。在机架中，漏风现象非常严重（如上图1所示）。这导致低效的再循环和旁路气流。虽然目前安装在机柜中的IT设备普遍遵循EIA-310行业标准，但目前还没有管理机柜环境冷热气流的相关标准。企业数据中心机柜的演变在过去的十年中，机柜已经发展成为占主导地位的气流环境。玻璃门已被穿孔门所取代，这些门的开放面积已从45%发展到如今的65%（甚至更多）开放面积，以实现最大气流。在许多情况下，前门完全被取消了。屋顶风扇托盘已被后门风扇取代。冷却盘管已集成到后门中，以促进“从前到后”的气流。热密封密封管道系统演变为一种从机架中排除热空气的方法。与此同时，网络电缆的功率和尺寸显着增加，导致机架更加混乱，并增加了机架内气流阻塞的可能性。因此，机架深度已增加到42英寸甚至48英寸，以适应服务器外形的深度，提供配电、电缆管理和增加后部（服务器后面）的气流。假设与机架内空气阻塞相关的所有变量都是恒定的，增加机架深度对气流的影响是中性的。尽管有绝缘，但更深的机架(>42")允许更多的空间向上通风，而不是简单地将空气推入机架的后部。而30英寸的机架宽度对于具有“侧对侧”冷却的网络应用是常见的交换机，服务器机架宽度的行业趋势仍然是24英寸。然而，如今在服务器应用中部署30英寸宽的机架并不少见，更宽的服务器机架允许最终用户通过路由配电和数据来减少气流阻塞电缆远离热空气排放流。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，这提供了42U内部安装（1U=1.75英寸）的可行性用于机架安装设备。然而，网络设备和服务器的融合将机架高度推高至近8英尺(51U)。42U以上的额外机架安装空间通常用于容纳网络交换机、路由器和接线板。机架可容纳更多机架式IT设备。这会导致较高机架中的热密度较高，因为空气分层使得难以确保最佳入口温度。作为增压室的机架如今的冷热空气遏制解决方案高度依赖于与机架的紧密接口。因此，需要改变我们对机架及其在当今数据中心运行环境中的功能的思考方式。机架应被视为气流中的“压力通风系统”。与典型的风管通风系统不同，机架通风系统是高性能服务器、存储和交换机所在的关键空间。为确保充分冷却IT设备，需要可预测的机架级气流管理。为实现这一目标，应控制和管理所有潜在的气流开口。除了密封机架中未使用的U空间外，至少有五个与机架相关的区域可以直接影响气流管理和冷却性能，并提高能源效率。服务器机架修整概述机架修整的概念是一个术语，包括识别、分析和修复数据中心各个机架内部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整理是一个新创造的术语，用于描述设计、控制和维护密封服务器机架的过程。密封机架包括从地板到机架顶部的整个空间；它也可以是地板上方的空间，包括机架上方一直到“加热平台”的空间。无论机架大小如何，数据中心运营商都必须采用在前后主导气流环境中在机架前面板周围提供坚不可摧的屏障的解决方案。机架前部周围提供了更紧密的控制——不包括完全较低的控制面板策略——以实现更好的机架组织。通过解决机架前部周围几个点的漏气问题，可以降低供应路径的DeltaT和返回路径的DeltaT，从而提高能源效率。因此，不需要空调单元来补偿数据中心热点和气流异常。服务器机架碎片整理最佳实践的两个主要驱动力是：热点预防和控制。这有助于保持恒定的入口温度，并允许IT设备以最佳水平运行。匹配冷却供应和需求。这节省了能源并消除了浪费的再循环和旁路气流作为“混乱冷却方法”（向数据中心供应过多的冷空气）的一部分。机架和行级别的机架气流管理效率低下是导致过道和服务器机房过热的关键因素。机架修整可以通过使机架成为气流管理系统的一部分并设置基线泄漏标准来解决这个问题。五个气流敏感区域虽然业界已经从挡板最佳实践中了解了这些数据中心的好处，但这只是机架精加工方法中的一种气流遏制措施。当讨论基于机架的气流管理故障时，需要包含多达五个额外的机架相关区域。这些故障区域可以在前后冷却的区域推动真正的性能提升。这些区域称为五个主要气流不连续点（如下图2所示），包括：机架下方（机架外部）19"垂直安装围栏的左前方（机架内部）19"垂直安装围栏的右前方安装围栏（机架内的机器）底部机架安装空间（机架内）机架顶部安装空间（机架内）上方故障区#1：机架下方，机架下区域可能难以管理由于该区域的高度是基于机架平衡器脚轮尺寸的变量，并且会因机架制造商而异。在具有成排服务器机架的企业数据中心中，该空间可能包含大量不受控制的空气。因此，如果密封得当，这可能是一个大有裨益的领域。通常，由于电源和网络连接的要求，机架下方没有实心面板。这是一个潜在的泄漏区域，因为热空气可以通过机架下方，而来自穿孔地砖的冷空气可以绕过该空间中的机架。故障区域#2：19"垂直机架围栏正面的左右两侧由于企业客户对可调节前围栏和电缆布线的要求，大多数19"机架的前围栏左侧和右侧区域是潜在的泄漏点，垂直围栏侧面和机架框架侧面或侧面板通常是开放的，这是一个潜在的泄漏区域，冷热空气都可以通过这个区域，这种机架环境强大的挡板策略可能会受到严重损害。如今，较宽的机架（例如30英寸）在19英寸围栏的每一侧仍有3英寸的空间用于冷却并排开关，或用于管理大量网络电缆的空间。为了到达侧面或顶部，电缆通常穿过未密封的开口。这些开口应该用一种材料覆盖，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：垂直机架安装空间上方和下方顶部U型空间上方和底部U型空间下方的区域也是疑似泄漏区域。通常，这些区域有一定的空间，这可能因特定机架的制造商而异。但是，缺少边框的情况并不少见。该区域不仅容易受到热空气再循环的影响，而且更有可能绕过CRAC空调机组的冷空气供应。图2.机架易发生故障的区域测量正如PUE和DCiE等指标用于衡量数据中心效率一样，数据中心运营经理也应该测量机架效率以促进适当的气流管理。衡量机架碎片整理和降低数据中心能耗的正确方法。也就是说，为给定的数据中心设施建立基准并跟踪性能。基准测试方法设定了数据中心空气泄漏的性能目标。通过将虚拟模型与实测测试结果相结合，可以准确查明数据中心内发生气流管理问题的位置，并采取适当的纠正措施来改善气流遏制。基准测试过程将性能评级分配给：识别数据中心能源概况问题分析数据中心能源性能以寻找潜在改进以节能方式添加高密度服务器并增加机架密度识别和选择数据高效数据中心中央冷却方法预测设计新建筑和未来设施扩建的限制为了测量气流泄漏，数据中心设计旨在满足代码要求，并为服务器机架提供最大气流额定值(CFM)以满足满载额定值。机架前部的机架内压力不应超过0.001英寸/H20。理想情况下，机架中的IT设备消耗空气而不会产生任何明显的背压。考虑到这一点，从机架前部到后部的测试压力必须设置为总表面积的3%或更小的最小间隙。因此，需要制定标准，要求测得的空气泄漏量高达总供气量的3%。测试为了测试机架并确保它们符合要求的规格，数据中心运营商将执行以下测试：进口）。测量环境是否可以保持3%或更少的空气泄漏（将使用风扇对密封的密封框架进行增压）。绘制并识别机架内的泄漏区域（雾发生器将用于跟踪和检测关注区域。）数据中心测试应包括五个气流容易发生故障的区域：1.机架下方（机架外部）2.1919"垂直安装挡板左前（机架内）3.19"垂直安装挡板右前（机架内）4.机架底部下方安装空间（机架内）5.机架上方安装空间顶部（机架内）测试内容包括需要确定以下几个方面：耐压范围：确定封装的有效工作范围泄漏等级：测量U空间100%自由时五个故障易发区域逸出的空气量。目标是零泄漏受过企业数据中心遏制策略培训且经验丰富的团队应分析测试结果，并提供一系列节省成本的解决方案以立即节省能源。报告内容包括：测试结果摘要概述每项测试的详细分析，包括：（用于执行测试的设施、基础设施和基准指标；用于执行每项测试的设备；用于执行每项测试的程序；如何收集和测量结果）电子表格，表明哪些机架通过或未通过每项测试总结哪些规格未满足以及需要改进的任何问题结论机架作为工程气流系统的关键组件的演变它使当前的企业数据中心更加节能，节省成本，并为数据中心经理和运营商提供更大的灵活性。不幸的是，数据中心行业长期以来一直依赖直觉和创造性的解决工作场所问题。它利用了从纸板和胶带到泡沫密封套件和其他“防风雨”设备的一切。然而，市场正朝着标准化解决方案的方向发展，这些解决方案是在制造过程中设计并集成到机架中的。随着机架和行级别的数据中心遏制加强了其在改造和新建中的立足点，更多的数据中心经理将把机架修饰元素作为未来机架采购集的标准功能，而不是高级选项。冷热空气分离大大提高了数据中心性能的可预测性，并实现了：有效利用现有的物理基础设施和冷却能力能够主动控制和标准化供应温度消除数据中心占地面积中的再循环和分层占地面积更小，需要做更多随着热负荷的增加而减少消除“松弛”的物理、电气和机械容量能力智能遏制策略从机架开始，无论企业数据中心目前是否采用冷通道或热通道遏制解决方案。即使在传统上混乱的冷却环境中，改进机架组织也是减少数据中心内冷热气流再循环和再混合的第一步。它可以占整个数据中心遏制策略的60%。
