Uptime Institute的一項調(diào)查研究顯現(xiàn)，高達非常之一的機柜運轉(zhuǎn)在溫度高于設備可靠性輔導原則所引薦的答應規(guī)?！，F(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的機柜功率密度不斷攀升，平均每臺機柜的功率密度抵達5kW乃至更高，因而，估計受熱門困擾的機柜數(shù)量將日積月累，很快超越上述份額。

假如熱門遲遲無法消除，時刻一久便可能帶來嚴峻的要挾，不只危及IT設備的可靠性與功能，還會影響硬件制造商的保修或保護協(xié)議。因而，數(shù)據(jù)中心運維人員需盡早采納有用辦法，避免呈現(xiàn)此類危險。

1. 什么是熱門

許多IT專業(yè)人員常常查看熱通道的溫度，或在冷通道的過錯方位查看溫度，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高，便自以為發(fā)現(xiàn)了熱門。然后，他們會采納各種應對辦法，但成果可能令人絕望，非但未能消除熱門，反而引發(fā)更多的熱門。搞清終究什么是熱門、熱門的底子原因以及怎么辨認熱門關于鏟除熱門至關重要。

(1) 熱門的界說

不能將數(shù)據(jù)中心內(nèi)隨機測得的任何高溫點都視作熱門。咱們將熱門界說為：當IT設備進風口的溫度高于ASHRAETC9.9所引薦的期望值，即視作熱門。一般機柜頂部的方位最簡略發(fā)作熱門。美國供熱、制冷與空調(diào)工程師學會(ASHRAE)的熱攻略給出了服務器進風口處溫度的引薦值及答應值規(guī)模。

(2) 熱門發(fā)作的本源

數(shù)據(jù)中心所設備制冷設備的制冷量常常供大于求，特別是當制冷量徹底由IT設備“銘牌”上的額定值所決議。假使如此，那么為何還會呈現(xiàn)熱門?究其原因，熱門的發(fā)作并非是制冷量缺少或熱負荷過大，而是制冷量未能得到充沛的運用，換句話說，制冷量是足夠的，但未能在需求制冷的區(qū)域供給充沛的制冷量，這是由于缺少氣流辦理所構(gòu)成的。

圖1是一個制冷量未被充沛運用的比如，這是來自施耐德電氣對一個實在事例的研究。圖中顯現(xiàn)了一個選用房間級制冷的傳統(tǒng)典型數(shù)據(jù)中心，它的高架地板和吊頂用作送風和回風通道。機房空調(diào)先是以必定的壓力和速度將涼風送入地板通道。然后，涼風經(jīng)過高架地板中的穿孔地板(占機房空調(diào)氣流的54%)和地板上線纜切斷(占機房空調(diào)氣流的46%)從地板通道進入IT空間(即走漏氣流)。

地板上線纜切斷的走漏氣流會導致制冷量的丟失，由于氣流無法抵達IT設備的前方，而是繞過了設備。事實上，這些氣流并未帶走任何熱量，而是又繞回到制冷單元。

經(jīng)過穿孔地板的大部分氣流(占穿孔地板風量的96.29%)都流經(jīng)IT機柜中的設備，但由于缺少氣流辦理，并非全部氣流都經(jīng)過設備。一小部分涼風(占穿孔地板風量的3.71%)繞過IT設備又回來到制冷單元。與走漏氣流相同，這些旁通氣流也會構(gòu)成制冷量丟失。一起，某些“亟需冷卻”的IT設備無法取得滿足的冷量，而不得不從機柜后部吸入設備排出的熱風(占IT氣流量的7.15%)，這常常在“亟需冷卻”的IT設備的前方構(gòu)成熱門。簡而言之，用于削減氣流走漏、旁通與再循環(huán)的辦法將有助于熱門的消除。

(3) 怎么辨認熱門

盡早發(fā)現(xiàn)熱門關于避免IT設備過熱和毛病至關重要。咱們能夠經(jīng)過以下三種辦法發(fā)現(xiàn)熱門：

• 最簡略、最經(jīng)濟的熱門檢測辦法就是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)來回巡視，將手放于機柜前部，感覺溫度。假如溫度較高，則闡明存在熱門。這種辦法的精確性最差，但關于極為顯著的熱門較為有用。
• 手動丈量法較為精確，由于外表能夠更精確地測出溫度值。此類外表包含塑料溫度貼條、槍式測溫計和FLIR紅外熱像儀。手動丈量被以為是一種經(jīng)濟且較為有用的熱門檢測辦法。盡管現(xiàn)在的紅外熱像儀價格高達300美元。數(shù)據(jù)中心運維人員能夠運用這些外表在服務器進風口和機柜的前門方位丈量溫度值以及丈量服務器進風口和排風口間的溫差(即服務器的ΔT)，以便發(fā)現(xiàn)熱門。
• 主動監(jiān)測被譽為熱門辨認的最佳辦法，能夠顯現(xiàn)實時數(shù)據(jù)，闡明服務器或數(shù)據(jù)中心的制冷狀況。數(shù)據(jù)中心物理基礎設施辦理(DCIM)處理方案的主動監(jiān)測設備可在體系抵達某個閾值時，經(jīng)過電子郵件或短消息向相關人員宣布實時警報。憑借DCIM軟件，您能夠按照自己的具體要求查看每臺設備進風口和排風口的實踐溫度。施耐德電氣的StruxureWareTM就是一款典型的數(shù)據(jù)中心基礎設施辦理軟件，它能夠運用從已設備的傳感器網(wǎng)絡搜集到的實時數(shù)據(jù)來供給詳實的三維熱散布圖。這種辦法的精確度最高，但本錢也最高。此外，IT設備一般配有內(nèi)置熱傳感器，能夠監(jiān)控其熱狀況并運用IPMI協(xié)議報告熱門。

其他有助于辨認或避免潛在熱門的主張包含運用計量型機柜式PDU辨認并查看高密度(功率密度在5kW以上的)機柜——由于這些機柜呈現(xiàn)熱門的可能性更高。在決議進行移動、添加和更改機柜操作后或在數(shù)據(jù)中心規(guī)劃階段，運用CFD軟件猜測熱門。CFD模仿技能能夠供給機柜前部溫度與壓力云圖以及機柜周圍氣流散布的具體三維剖析，然后發(fā)現(xiàn)潛在熱門。該東西的強壯之處在于能夠發(fā)現(xiàn)哪些區(qū)域的制冷量被糟蹋，哪些區(qū)域存在冷熱氣流混合，導致制冷量未被充沛運用。

2. 評價所采納的傳統(tǒng)辦法

當發(fā)現(xiàn)熱門，數(shù)據(jù)中心運維人員會采納各種應對辦法。不過，并非一切的辦法都會見效。下文將介紹一些傳統(tǒng)的應對辦法，并論述這些辦法見效/無效的原由。請注意大部分辦法關于削減氣流旁通或再循環(huán)底子杯水車薪。

(1) 調(diào)低制冷單元的溫度設定值

調(diào)低送風溫度有助于削減熱門的說法形似合乎邏輯，但在處理熱門時實為不得已而為之的下下之策，由于這會下降整個制冷體系的功率和制冷量。這種辦法的效果取決于機房空調(diào)的作業(yè)狀況。假如制冷體系尚有剩余容量(即作業(yè)負載缺少100%，未抵達制冷極限)，那么調(diào)低溫度設定值的做法具有活躍的效果。關于靠近機房空調(diào)方位的熱門，調(diào)低溫度設定值能夠下降熱門處的溫度。但假使機房空調(diào)正以最大容量(100%滿負載)運轉(zhuǎn)，由于體系已抵達制冷極限，調(diào)低溫度設定值是沒有用果的，所以無法消除熱門。每個制冷體系在給定環(huán)境條件下都有固定的最大制冷容量。溫度設定值調(diào)低后，“最大”制冷容量也隨之下降。

(2) 在熱通道中放置穿孔地板

有人以為這辦法很好，這是由于他們不了解冷通道/熱通道布局規(guī)劃的優(yōu)勢，而將一切高溫現(xiàn)象都視作熱門。事實上，這種辦法非但不能消除冷通道中的熱門，還有可能引發(fā)更多熱門。此外，在熱通道中放置穿孔地板(即構(gòu)成氣流旁通)還會削減可用的制冷量。冷通道/熱通道布局規(guī)劃是最為行之有用的辦法，因而熱通道中底子不存在熱門。由于冷通道是IT設備獲取制冷量的“冷量容器”，關于IT設備而言，在冷通道內(nèi)堅持低溫至關重要。在風冷型大型設備盛行初期，往往經(jīng)過高架地板供給冷量，制冷單元依據(jù)回風溫度進行操控。這種辦法之所以見效是由于室內(nèi)空氣溫度均一，冷熱氣流充沛混合。而現(xiàn)在，冷通道/熱通道的布局規(guī)劃中特意別離樹立冷熱兩個溫度區(qū)，構(gòu)成回風溫度的不均一。習慣于均一室內(nèi)溫度規(guī)劃的人員可能會在熱通道中放置穿孔地板，以為這樣做就能夠處理熱門問題。

(3) 將機柜和穿孔地板緊靠制冷單元

有人會覺得將機柜和穿孔地板盡量緊靠制冷單元的做法不錯，這是由于他們假定放置在距離制冷單元幾英尺規(guī)模的機柜和穿孔地板能取得較多的制冷量。但事實上，效果恰恰相反。它可能導致IT設備呈現(xiàn)供冷缺少的現(xiàn)象，且無法繼續(xù)消除熱門。盡管這一做法能夠協(xié)助搜集大部分排熱，但不具有可猜測性，并不是處理熱門的高效做法。而這種做法導致IT設備呈現(xiàn)供冷缺少現(xiàn)象的原因在于，從制冷單元送出的氣流具有很高的速度，導致該片區(qū)域內(nèi)的靜壓很低。這也就是說，該片區(qū)域內(nèi)設備的穿孔地板的供冷量很小，乃至可能會將房間內(nèi)的氣流吸入地板通道內(nèi)。

確定高架地板下的氣流是否存在問題有一個很簡略的做法，那就是在穿孔地板上方放置一小紙片。假如紙片被吸向穿孔地板內(nèi)，則應將穿孔地板更換為實心地板，以平衡高架地板下的通道壓力。

(4) 將落地扇置于熱門機柜前

有人以為此舉可將氣流直接會集在某個熱門的前方，因而是一種消除熱門的好辦法。但是，這種辦法只能在緊急狀況下暫時運用，如IT設備行將發(fā)作制冷中止時。這種做法能夠下降設備的運轉(zhuǎn)溫度然后消除熱門，但本錢極高。落地扇的效果根本相當于一個氣流混合器，將設備排出的熱風與涼風混合，使氣流的溫度介于低送風溫度和高排風溫度之間。這還會添加經(jīng)過設備的氣流量。冷熱風的混合還會下降制冷體系功率，構(gòu)成添加除濕/加濕擔負，制冷體系容量運用不充沛，并可能因制冷冗余構(gòu)成丟失。此外，落地扇還會成為數(shù)據(jù)中心內(nèi)的附加熱源。

(5) 將氣流吹過冰并送入冷通道

有人以為用冰降溫是一種簡略易行的好辦法。盡管此辦法有助于緩解熱門問題，但冰融化后會變成水，可能溢出容器，構(gòu)成嚴峻后果。即使運用包裝好的冰袋，這種辦法也并非上策，由于還有許多更簡略有用的辦法。咱們將在下文中具體評論這些辦法。

(6) 推入便攜式制冷單元

有人以為這是一種處理問題的好辦法，由于此舉可將涼風直接會集在某個熱門的前方。但這種辦法只能在緊急狀況下暫時運用，如IT設備行將發(fā)作制冷中止時。惋惜的是，人們常常將這種辦法用作永久性處理方案。便攜式制冷單元一般是在失去制冷的狀況下應急運用，由于數(shù)據(jù)中心作業(yè)人員能夠很方便地將其推入到位。但是，關于怎么妥善處理遍及數(shù)據(jù)中心的熱門問題，下面所評論的最佳辦法才是首選的永久性處理方案，不光本錢低價并且非常見效。

(7) 添加更多制冷單元

有人很自然地將熱門問題與制冷量缺少相關起來，因而以為添加制冷單元不失為一種抱負辦法。但是，在大都狀況下，制冷量非常足夠，僅僅由于缺少氣流辦理，導致抵達制冷需求點的制冷量未抵達要求的水平。此外，這種辦法并非全能，并且在處理熱門問題的一起還會發(fā)作很多費用開銷。Uptime Institute的一項調(diào)查研究顯現(xiàn)，盡管某些IT機房的制冷量已高達需求量的15倍，但機房中仍有7%到20%的機柜存在熱門。究其原因，竟是送入的涼風繞過了IT設備的進風口。正確的處理方案是選用下面所評論的最佳辦法，然后再核定是否需求添加制冷單元。

3. 消除熱門的新辦法

以上辦法習以為常，但咱們大都不引薦運用，由于這些辦法關于構(gòu)成熱門的兩個首要原因(即氣流旁通與再循環(huán))力不從心。如要根絕氣流旁通與再循環(huán)現(xiàn)象，有必要將冷熱氣流徹底別離，這樣熱門就底子不會存在。下面的前四種最佳實踐之所以有用，正是由于這些實踐處理了氣流旁通或再循環(huán)問題，或一起處理了這兩個問題。最終一個新辦法只要在氣流辦理徹底執(zhí)行到位之后方可選用。

(1) 辦理機柜氣流

許多熱門的呈現(xiàn)是由于設備排出的熱風在機柜內(nèi)部或機柜周圍發(fā)作再循環(huán)。因而，改進機柜氣流辦理關于處理熱門至關重要。敞開的機柜U空間和進出線口是構(gòu)成熱風再循環(huán)的首要原因，直接導致熱門發(fā)作。改進機柜氣流狀況最簡略、最經(jīng)濟有用的辦法之一是運用盲板封堵未運用的機柜U空間，并在機柜的進出線口方位設備毛刷。企業(yè)應更新數(shù)據(jù)中心運轉(zhuǎn)流程，規(guī)定凡有移動、添加和更改操作，便要設備盲板和毛刷。

某些類型的交換機和路由器選用側(cè)向氣流。假如在設備這些設備的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，機柜氣流選用早年向后的傳統(tǒng)形式，則交換機/路由器的排出的熱風可能回來進風口并構(gòu)成熱門。

咱們能夠運用機柜側(cè)向氣流分配單元以可猜測方式直接向側(cè)向氣流設備送入涼風，而不會構(gòu)成熱門。假如平均制冷總量足夠，但在功率密度高于均值的機柜中發(fā)作熱門，此刻能夠添加風機輔佐型設備，經(jīng)過改進氣流狀況和添加制冷量來改進制冷效果。風機輔佐型設備設備可有用地從功率密度為3kW以下負載的相鄰機柜“借用”氣流以支撐機柜負載。此辦法可最大極限地下降機柜頂部和底部間的溫差，并避免設備排出的熱風再循環(huán)至機柜的進風口。一切排風設備在布置時有必要非常當心，以保證來自相鄰空間的氣流不會構(gòu)成相鄰機柜溫度過高。這些設備應運用UPS供電，避免設備在斷電期間發(fā)作制冷中止。在高密度環(huán)境中，發(fā)動備用發(fā)動機期間也可能發(fā)作過熱現(xiàn)象。

(2) 辦理機房氣流

在改進機柜氣流辦理后，下一個重要過程是改進機房內(nèi)的氣流辦理。首要，是密封高架地板中一切的開口。運用毛刷密封機柜后部和PDU下面的進線口。導致意外氣流走漏大都由這些開口構(gòu)成。還可運用空氣阻尼泡沫或軟墊密封制冷單元周圍的縫隙和其他地板空隙，在地板殘缺的部位鋪上實心地板，找出構(gòu)成氣流旁通的穿孔地板并改用實心地板。例如，假如一個空機柜前鋪了穿孔地板，則應將其換為實心地板。此外，還可遵循側(cè)欄中的操作程序?qū)Φ匕逑碌臍饬鬟M行重新平衡。正確鋪設地板并密封高架地板中的縫隙有助于收回運用丟失的制冷量。

另一個導致熱門問題的要素是機柜頂部上方和機柜行末端周圍發(fā)作的冷熱氣流混合。處理這一問題的一個最佳實踐是經(jīng)過遏止通道和/或機柜氣流將冷熱氣流分隔。通道氣流遏止不只要助于消除熱門，與傳統(tǒng)的非氣流遏止數(shù)據(jù)中心規(guī)劃比較還愈加節(jié)能。

能夠用一個送風設備替換機柜的后門，然后將其變?yōu)橐粋€主動式風管機柜。需注意這些設備將使機柜的總深度添加大約250mm，這可能會增大每兩行相鄰機柜之間的距離。一般狀況下排入熱通道的熱風會被搜集起來并向上推送，然后沿管道進入回風通道。此舉可避免氣流在機柜進行再循環(huán)并進步制冷體系的功率和制冷量。主動式獨立筆直風管體系中的電扇可支撐高達12kW的機柜功率密度，并能戰(zhàn)勝欠安通道壓力或因服務器排風口線纜過度密布而導致的壓降。但主動式筆直風管體系很簡略為數(shù)據(jù)中心的其他區(qū)域帶來意想不到的問題，因而在布置設備時應分外當心。在這些設備中有必要運用盲板和機柜側(cè)面板。主動式風管體系是耗電設備，因而需求監(jiān)控和保護。

(3) 搬運問題負載

如上所述，搬運問題負載的辦法是在發(fā)現(xiàn)“問題”負載之后將其搬運到低密度機柜，然后消除熱門。為機房裝備制冷設備，讓機房冷卻到低于機柜潛在峰值的一個平均值，并將負載分攤到幾個機柜，然后將任何負載超越規(guī)劃平均值的機柜負載分流。請注意，將設備負載分攤到多個機柜會使機柜內(nèi)呈現(xiàn)很多未運用的筆直空間。有必要用盲板將這些空間密封，避免制冷功能下降。假如能夠撤除一臺服務器或其它關鍵性設備，此舉簡直毫無本錢卻可處理熱門問題。

(4) 改動溫濕度傳感器的方位

在大都陳腐的數(shù)據(jù)中心，都是在機房空調(diào)回風氣流中設備溫度探測器，使得氣流具有不可猜測性。此舉還會導致機房空調(diào)負載不均衡，然后使服務器進風口的溫度發(fā)作動搖。將溫度探測器搬運到送風氣流中(這兒的送風可操控并且可猜測)可使IT設備進風口的溫度愈加平穩(wěn)。假如與氣流遏止辦法結(jié)合運用，改動溫度探測器的方位還能進步送風溫度，然后削減制冷體系的能耗，一起無需憂慮送風溫度是否會有大幅動搖。

(5) 運用數(shù)據(jù)中心基礎設施辦理軟件操操控冷單元的氣流

有些體系能夠依據(jù)IT機柜前方的溫度操控單個機房的制冷單元。這些體系可運用含糊算法動態(tài)猜測和調(diào)整制冷單元的電扇轉(zhuǎn)速，并測算哪些制冷單元可封閉。經(jīng)過操控進入數(shù)據(jù)中心的風量能夠限制旁通氣流量。Vigilent制冷體系就是這種體系的一個典型。

4. 結(jié)束語

熱門會嚴峻影響服務器的可靠性和功能，乃至會構(gòu)成服務器的損壞。熱門一般呈現(xiàn)在IT設備的進風口方位，原因包含低效的氣流辦理，如涼氣流走漏(即氣流旁通)和設備排出的熱風再循環(huán)等問題。巡視感知溫度、手動丈量溫度或主動監(jiān)測是三種辨認熱門的首要辦法。

數(shù)據(jù)中心運維人員為消除熱門，選用了許多應對辦法，但大都不盡人意，有的僅能作為應急狀況運用，而有的卻杯水車薪，有的乃至會使問題落井下石。消除熱門的最佳實踐包含機柜和機房的氣流辦理、氣流遏止、問題設備搬運、改動溫度傳感器方位以及經(jīng)過數(shù)據(jù)中心物理基礎設施辦理軟件操操控冷單元的氣流。用這些辦法處理熱門問題不只簡略易行，并且本錢低價，行之有用。

文章來源：機房專用空調(diào)