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机房智能系统的设计与实现

2013/5/30    来源:万方数据    作者:陈利佳  李刚荣  汪鹏  周琳      
关键字:人工智能  自动化  软件设计  智能机房系统  
利用智能机房系统(ICS)保障计算机数据网络中心机房的设备正常运行。方法使用工业级计算机网络和工业控制系统的仪表、传感器、执行器、控制器等设备,构成稳定可靠的自动化系统。结果 ICS对机房运行环境、电力状况、安全保障、消防灭火报警等能自动监视控制处理,保障了计算机数据网络中心机房的设备正常运行。结论 ICS是一个综合性很强的系统工程,利用多学科综合技术在现有的技术装备基础上,进行技术开发和改造,用很少的投入实现其中的部分重要功能,达到节省人力物力、提高机房安全保障和管理水平。

    智能机房系统(intelligent computer-room system,ICS)是为了保障机房的设备正常运行,使用工业级计算机网络和工业控制系统的仪表、传感器、执行器、控制器等设备,构成稳定可靠的智能控制系统从而完成对机房网络、环境、电力等状况自动监视、控制和处理。ICS的应用,在国外已经流行多年随着中国计算机应用的普及和发展,ICS也逐步在许多行业和部门开始推广和使用计算机机房环境,包括硬件与软件环境,是一门多学科综合技术,为了保证计算机系统稳定运转,计算机机房必须满足计算机设备对温度、湿度和空气洁净度,供电电源的质量(电压、频率和稳定性等)、接地地线、电磁场强度和振动等项的技术要求外,还必须满足在机房中工作的人员对照明度、空气的新鲜度和流动速度、噪声的要求。

    ICS是一个综合性很强的系统工程。对于大部分机房而言,似乎还很遥远。其实,很多单位机房现有设施和设备已具备部分相关的功能并没有被开发利用,可以允分挖掘其技术潜力,将各自独立设备的相关功能整合起来,统一管理,根据本单位的实际情况和工作需求提出具体解决方案,实现此相关的ICS功能。以满足机房的管理工作需求,达到节省人力物力、提高安全保障和管理水平。

1 系统的方案设计

    在机房建设时要注意安防系统的实施,比如消防烟感检测报警、地线、照明、电磁环境、防区自动报警、门禁控制、闭路电视监控等。这此安防和基础设施与机房日常技术运行关联不大,但机房内部的温度、湿度、电源状况、网络设备运行状况、服务器运行状况等都必须由值班人员随时监控,遇到故障及时处理。就本单位的具体情况看,中心交换机与各服务器的工作状态是必须监控的重点,因此需要及时监控。

2 系统的实现

    无论具体的解决方案怎样,ICS都主要是由现场直接数字控制传感器和管理软件两大部分构成。控制传感器负责从现场采集信号并运算,起现场监控作用。通过通讯界面将各种信号送到监控电脑上,管理软件实时处理各种信号,并将系统相关状态和参数显示于电脑屏幕上,可以对信息进行自动记录、提供自动报警,起监控作用。只是专业的ICS采用工业级计算机网络和工业控制系统的仪表、传感器、执行器、控制器等专用设备,以期获得极高的稳定性和可靠性。而对于广大的机房,由于监测工作占用资源非常小,对设备性能要求并不高。完全可以利用在用的或已淘汰的旧设备兼职运行,并不一定需要采用大量专用设备。其实所有的硬件都是机房现成的,如服务器、调制解调器UPS等等。这样,整个解决方案实现的关键就在于管理软件的开发,下面对系统各部分作简要的介绍。

    2. 1智能系统中心

    系统中心是一个主要由多个功能模块组成的程序,运行于监控设备(需要至少两块网卡)上。通过网络等不断读取服务器日志、温度湿度传感器日志、UPS监控系统日志、与服务器相连串口内容等数据并作分析,判断温度是否超标、UPS输入输出电压是否正常、服务器是否报警、网络是否通畅等情况。如有情况发生则根据系统策略的设定向值班人员电脑桌面发送信使、或通过调制解调器拨通其手机、或通过因特网短信平台向其手机发送短信等方式通知。监控程序每隔一段时间(可长可短,根据服务器上的业务量与服务器的重要程度和服务器的硬件配置设定)读取服务器日志时将进行判断,一旦系统日志中出现提醒或错误信息监控程序将向管理中心发出警报,届时管理中心将通过各种手段通知值班人员。除了在状况发生时管理中心给值班人发出告警、通知外,值班人也可主动远程访问管理中心查看系统各种状况,并且在节假日或下班时间,管理中心还会在设定时间向值班人发送包含机房温度和湿度、各个UPS的温度及负载率等信息的短信,以确定系统是否在正常工作。

    2.2 网络状况监控

    网络监测程序运行于监控主机。该主机通过一条RS232串口线直接连接主交换机。监控程序模拟线路以一定的时间间隔ping随机地址,一旦一个或多个地址不通就将相应的信息直接发送到监控程序,以达到告警的口的。

    2. 3电源状态监控

    电力监控是机房安全运行很重要的部分。在没有专业监控设备的情况下,利用UPS厂商开发的监控软件是一个很有效的方法。现在很多单位机房配备的UPS都可从其官方一网站上免费下载监控软件包。UPS监控软件主要包括Agent(代理),Monitor(监控)等部分。agent安装在与UPS直接相连的电脑上。电脑与UPS用普通的9针串口线连接。如果电脑没有串口或串口不够,可以用市售USB转串口线代替。Agent通过串口与UPS进行通讯,获得UPS状态,控制UPS的动作,记录UPS事件,通知用户异常事件的发生。同时Agent响应Monitor的查询,提供UPS的状态信息,并且由Monitor来配置管理。

    Monitor是一个Windows界面的应用程序,具有良好的交互式界面,完整地显不了UPS的输入、输出、负载及电池的信息。通过Monitor,用户可以查看UPS实时状态信息,历史事件记录,Agent运行状态信息,设置Agent的工作参数。Monitor可以运行在LAN网络上的计算机,远程监控网络上的UPS。

    监控软件大多具有良好的安全机制,可设置系统管理员密码,以防止远端的攻击。普通用户只能够查看信息而不能进行任何操作。除了日常监控外,监控软件还提供了很重要的电池维护功能,可以即时或安排日程安全自动地进行电池放电操作,放电完毕自动转入正常工作状态,不用人工干预和值守。管理中心可通过读取监控软件的日志信息可获取其全部相关信息。监控软件本身也可通过传呼、信使等方式报警。通过整合这此信息,可极大地提高管理中心的性能。

    2.4温度、湿度监控

    对于机房而言,最主要的环境参数是温度和湿度(机房温度应控制在25-30度,湿度应控制在45%-55%)。可采用常见的USH温度湿度计软件,这种温度计驱动软件和应用软件比较完善,其测量数据能以多种格式保存,容易被第三方程序读取。如果只需要机房温度湿度监测,可直接使用它的应用程序来实现温度、湿度监测。它提供了日志、邮件、记录曲线等功能,可以随时或数据超出指定范围时发送电子邮件通知用户。如果还需要在温度湿度超标时自动开启空调或除湿机,可安装智能遥控器,这类遥控器可学习空调设备原配遥控器的红外控制信号(对于普通空调机),或者通过RS232或RS485接受远程信号控制空调开关机设置。机房环境根据地区的不同安装的湿度控制设备也不同,举例来说在南方或湿度较大的地区应安装除湿设备,在北方或干燥的地区应安装加湿设备,这样就能防止静电对设备造成损害。

3 结语

    通过ICS可保障机房系统的稳定运行,及时发现技术运行事故,减轻了技术人员工作负担,使技术人员有更多的精力投入工作,本文实现的仅是一些工作所急需的基本功能,具体实施方案还要根据自己单位的软、硬件环境而定。    

责任编辑:赵蔓
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