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出版社:科学出版社
出版时间:2017-06
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内容介绍

内容简介

  绿色数据中心是支撑信息化发展的重要基础设施,大力发展绿色数据中心,无论对信息通信技术行业的发展,还是对经济社会的转型升级,以及国家政策的落实等方面部具有重要的战略意义。
  《绿色数据中心发展研究:技术与实践》首先系统地介绍绿色数据中心发展的理论与技术基础,包括绿色数据中心的总体规划方法、绿色数据中心管理框架、绿色数据中心节能技术、绿色数据中心核心竞争力、绿色数据中心关键指标等;然后结合贵州实际,深入阐述贵安新区绿色数据中心发展优势、贵州绿色数据中心发展典型案例、贵州高校绿色数据中心设计与实现;最后进行绿色数据中心发展总结与预测。
  《绿色数据中心发展研究:技术与实践》可供从事信息化管理、数据中心建设的技术人员和科研人员参考,也可作为高等院校相关专业的教材。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1.1 研究背景与战略意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 战略意义
1.2 国内外现状
1.2.1 数据中心规划
1.2.2 数据中心节能
1.2.3 核心竞争力
1.3 数据中心基础
1.3.1 数据中心发展历程
1.3.2 数据中心模块结构
1.3.3 数据中心分类分级
1.3.4 数据中心资源虚拟化
参考文献

第2章 绿色数据中心规划
2.1 总体规划
2.1.1 绿色数据中心基础
2.1.2 规划目标和原则
2.1.3 规划框架和步骤
2.2 IT设备规划
2.2.1 IT设备规划分析
2.2.2 服务器规划
2.2.3 存储设备规划
2.2.4 网络设备规划
2.3 机房规划
2.3.1 机房规划框架
2.3.2 制冷系统规划
2.3.3 电气系统规划
2.3.4 装饰系统规划
2.3.5 弱电系统规划
2.4 管理规划
2.4.1 机房监控系统管理规划
2.4.2 IT设备系统管理规划
2.4.3 布线系统安全管理规划
2.4.4 数据中心安全管理规划
2.5 本章小结
参考文献

第3章 绿色数据中心能耗
3.1 引言
3.1.1 能耗研究价值
3.1.2 数据中心能耗分析
3.2 能耗结构
3.2.1 IT设备能耗
3.2.2 供配电系统能耗
3.2.3 空调系统能耗
3.2.4 其他能耗
3.3 节能措施
3.3.1 IT设备节能
3.3.2 机房空调系统节能
3.3.3 供配电系统节能
3.3.4 照明系统节能
3.4 能耗成本优化
3.4.1 Markov决策过程
3.4.2 大偏差原理
3.4.3 优化模型
3.4.4 过载概率估计
3.5 能耗监控相关技术
3.5.1 接口协议技术
3.5.2 组网及传输技术
3.5.3 数据库管理系统
3.5.4 监控技术
3.6 能耗监控系统设计
3.6.1 系统功能结构
3.6.2 监控层方案
3.6.3 数据和网络层方案
3.6.4 会话和应用层方案
3.7 能耗监控系统实现
3.7.1 硬件宿主机能耗采集模块
3.7.2 后台服务器数据库模块
3.7.3 前台客户端显示模块
3.8 虚拟化能耗节省管理
3.8.1 数据中心虚拟化节能管理背景
3.8.2 虚拟化能耗节省研究分析
3.8.3 虚拟化数据中心节能管理模型
3.8.4 基于虚拟化迁移的计算资源节能管理
3.8.5 基于协同调度的动环资源节能管理
3.9 本章小结
参考文献

第4章 绿色数据中心核心竞争力
4.1 引言
4.2 核心竞争力基础理论
4.2.1 核心竞争力概要及体系
4.2.2 核心竞争力内涵与特征
4.2.3 核心竞争力理论辨析
4.3 核心竞争力影响因素
4.3.1 资源因素
4.3.2 市场因素
4.3.3 管理因素
4.3.4 技术因素
4.3.5 产业因素
4.3.6 政府因素
4.4 核心竞争力构建
4.4.1 市场需求分析
4.4.2 目标客户分析
4.4.3 竞争对手分析
4.4.4 竞争优势分析
4.5 绿色数据中心关键指标
4.5.1 基本指标体系
4.5.2 绿色指标体系
4.5.3 区域比较研究
4.6 本章小结
参考文献

第5章 贵州绿色数据中心发展优势
5.1 引言
5.2 自然生态优势
5.2.1 气候环境优良
5.2.2 地理结构稳定
5.2.3 能源资源充足
5.2.4 能源结构合理
5.3 发展进程优势
5.3.1 基础设施完备
5.3.2 产业应用领先
5.3.3 绿色效益明显
5.3.4 产业基础优良
5.4 产业生态优势
5.4.1 政策环境配套
5.4.2 产业链条齐备
5.4.3 网络支撑有力
5.4.4 教育基础坚实
5.4.5 人才发展强劲
5.5 贵州优势吸引投资者
5.5.1 省政府与高通公司合作
5.5.2 贵州携手富士康
5.5.3 三大运营商汇聚贵州
5.5.4 贵州大数据发展大事记
5.6 本章小结
参考文献

第6章 贵州绿色数据中心发展典型案例
6.1 典型案例
6.1.1 贵安信投-富士康绿色隧道数据中心
6.1.2 中国电信云计算贵州信息园
6.1.3 中国移动(贵州)数据中心
6.1.4 中国联通(贵安)云计算基地
6.1.5 高通公司服务器芯片基地
6.1.6 苹果公司数据中心
6.2 绿色数据中心建设实践
6.2.1 绿色数据中心选址
6.2.2 绿色数据中心基础设施设计
6.2.3 绿色数据中心节能设计
6.2.4 绿色数据中心IT设备规划
6.2.5 绿色数据中心服务器规划
6.3 本章小结
参考文献

第7章 贵州高校绿色数据中心设计与实现
7.1 发展和建设现状
7.2 关键技术
7.2.1 虚拟化技术
7.2.2 节能技术
7.2.3 自动化技术
7.3 方案设计
7.3.1 设计原则
7.3.2 需求分析
7.3 3思科与惠普解决方案
7.4 架构设计
7.4.1 装修工程设计
7.4.2 供配电系统设计
7.4.3 UPS系统设计
7.4.4 空调系统设计
7.4.5 新风系统设计
7.4.6 环境监控系统设计
7.4.7 智能弱电系统设计
7.4.8 能耗源分析
7.4.9 虚拟化架构方案设计
7.5 IT设备的节能建设
7.6 绿色数据中心测试方案
7.6.1 刀片式架构能耗测试
7.6.2 节能服务器能耗测试
7.7 绿色数据中心能耗管理
7.8 本章小结
参考文献

第8章 总结与展望
8.1 绿色数据中心发展总结
8.2 未来工作与展望

前言/序言

  随着信息通信技术与节能技术的不断成熟与发展,绿色数据中心受到了越来越广泛和深入的关注,绿色节能是大数据、云计算、互联网交叉学科领域的热点和难点研究问题之一。出于建立高效、可靠的数据中心基础服务平台和数据中心增值服务、云服务和绿色节能服务的需要,绿色数据中心建设过程中的关键技术如规划设计、节能降耗和核心竞争力引起了广大学者的极大关注,如今绿色节能已成为十分活跃的研究领域,绿色数据中心是大数据产业发展的前提和关键。
  本书研究的主要目标是根据绿色数据中心能耗成本优化和核心竞争力相关理论与处理技术,利用贵安新区目前已有绿色数据中心作为典型案例,探讨绿色数据中心发展的关键技术,以期完成安全、可靠、智能、高效、绿色、经济的绿色数据中心能耗监控系统建设。本书比较系统地研究IT设备、机房和管理规划,能耗结构、节能措施、能耗成本优化、能耗监控和虚拟化能耗节省,核心竞争力影响因素、核心竞争力构建和绿色数据中心关键指标等关键问题。在云计算、大数据、互联网+、工业自动化、生物医学工程、高性能计算和智能制造等领域具有重要的理论意义与广阔的应用前景。
  目前,对于大型数据中心的绿色环保研究主要体现在UPS系统、制冷系统、机房布局、服务器系统等单个专业系统的监测、设计与防护措施等方面,缺乏系统性的规划方法与具体的操作流程。本书依据相关理论和作者多年的实践经验,首先对绿色数据中心的总体规划方法进行研究,根据未来的发展趋势提出基于虚拟化架构的模块化规划方法,给出其规划目标、原则、框架与具体步骤。然后,从IT设备规划、机房工程规划、系统管理规划等三个方面对其具体规划进行详细分析与深入研究。
  当前,数据中心所使用的能源仅有一半消耗在IT设备负载上,另一半则消耗在包括电源、空调设备在内的网络关键物理基础设备上。因此,本书从基础建设节能、运营的管理效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。通过研究数据中心耗能结构、监控接口协议、传输方法等,设计绿色数据中心能耗监控系统的框架结构、实施方案、监控对象、功能实现等。近年来,云计算数据中心能耗成本控制问题已经吸引了工业界和学术界的广泛关注,成为当前的研究热点。本书研究大规模云计算数据中心能耗成本的建模、控制和优化问题。随着“软件定义的数据中心”的提出,运用虚拟化手段对数据中心进行节能管理将成为主要发展方向。本书以构建虚拟化的绿色数据中心作为研究出发点,通过虚拟化手段将数据中心的物理资源变成逻辑的资源集,并采用模块化的方式对物理资源进行封装部署,然后对模块化的数据中心设备进行动态调度管理,提高设备的整体利用率,从而节约整个数据中心的能耗成本。
  本书在对核心竞争力相关理论大量文献研究综述的基础上,以绿色数据中心为研究对象,把核心竞争力的一般性理论引入绿色数据中心行业中,在借鉴Prahalad和Hamel核心竞争力的基础上构建绿色数据中心的核心竞争力研究的理论框架,对绿色数据中心核心竞争力的理论内涵、绿色数据中心核心竞争力的特点进行比较系统的论述,提出提升绿色数据中心核心竞争力的建议。
  本书是作者在贵州财经大学信息学院从事多年信息化和大数据关键技术研究及对本科生、研究生教学的基础上编写的,书中不但包括首次接触本学科的读者所需要具备的基础知识,而且较系统地探究近年来国内外绿色数据中心发展研究的重要成果。本书首先系统地介绍绿色数据中心发展的理论与技术基础,包括绿色数据中心的总体规划方法、绿色数据中心管理框架、绿色数据中心节能技术、绿色数据中心核心竞争力、绿色数据中心关键指标等;然后结合贵州实际,深入阐述贵安新区绿色数据中心发展优势、贵州绿色数据中心发展典型案例、贵州高校绿色数据中心设计与实现:最后进行绿色数据中心发展总结与展望。作者在国家级核心期刊和重要学术会议IEEE、ACM上发表了相关研究论文40余篇,其中国际三大检索系统SCI,EI、ISTP收录20余篇,为本书的编写奠定了一定的理论基础。本书第1章、第6章和第8章由文静华编写,其余各章由张梅编写。
  本书的出版得到了2013年度中央财政支持地方高校重点学科建设经费的资助,本书作者在研究工作中还获得多方面的研究基金的资助,包括2012年度国家自然科学地区基金(项目编号:41261094)、.2016年度贵州省科技厅科技基金(项目编号:黔科合基础[2016]1020)和2016年度贵州省教育厅自然科学拔尖人才基金(项目编号:黔教合KY字[2016]069)。作者对组织这些研究基金的相关部门,如国家自然科学基金委员会、贵州省科技厅和贵州省教育厅等表示感谢;作者还特别感谢贵安新区管理委员会的欧阳武,工业和信息化部电子第五研究所的谢少锋、王勇、蒋春旭、申中鸿等提供的技术资料和悉心指导。感谢贵安新区大数据产业发展领导小组办公室的肖凌青、吴勇等,他们在本书的编写过程中一直给予帮助、鼓励和支持,使得本书的写作得以顺利完成。
  十分感谢贵州财经大学的郭长睿、马思根、卫剑、将合领、喻曦、彭星星、刘欢、李爽等,本书介绍的许多工作是作者与他们在合作中完成的。
  绿色数据中心发展研究的内容非常宽广,与它相关的学科也很多,由于作者学识有限,书中不足之处在所难免,敬请读者不吝批评指正。