数据中心假负载验证测试之道
2015-12-181.什么是数据中心假负载验证测试众所周知，购车前我们都会有试驾环节，通过试驾我们可以验证和评估车辆的品质。同样的，在新建数据中心基础设施交付前，也需要通过假负载模拟服务器运行对数据中心基础设施进行全方位测试，亦即试运行。假负载验证测试通常会产生大量的测试费用，并延长项目交付工期；经测算，2万台服务器规模数据中心的假负载验证测试将耗时近1个月，测试费用更是高达几十~上百万元。在海外，数据中心假负载验证测试已经得到广泛应用；而国内在这方面起步较晚，但随着国内数据中心产业快速发展，越来越多的企业开始重视数据中心假负载验证测试。2.一定要进行假负载验证测试么？答案是肯定的。假负载验证测试耗时长、费用高是不争的事实。然而近年来行业内新建数据中心却广泛引入假负载验证测试环节，这是为什么呢？我们先看两个案例。案例故障情况故障原因1某数据中心市电中断柴油发电机启动后，输出开关未自动合闸，导致末端负载无法加载。柴发配电输出控制转换开关虚接，自动合闸失效。2某数据中心冷水机组出现故障后，开启备用冷水机组运行几分钟后自动停机。冷冻水系统管道上旁路阀门未正确关闭，导致机组启动不久后自动保护停机。诸如上述故障，在新建数据中心投产前通过假负载验证测试是可以及时发现和规避的。同时，假负载验证测试的成本是可以预见的，而如果带风险投入运营后故障产生的损失将难以用金钱衡量，投产后的整改难度和成本也将显著增加。3.假负载验证测试的内容据统计，数据中心常见故障主要有四类原因：
图1 IDC故障原因因此，数据中心假负载验证测试主要从以下几个方面对数据中心基础设施进行验证。（1）设备质量验证数据中心基础设施覆盖面极为广泛，即使质量过关的设备经过运输、安装均可能产生诸多隐患；此外，设备是否符合数据中心设计要求也需要在此环节控制。例如某数据中心测试发现PDU上联交流开关到货为3相开关，与设计的单相开关不一致，这将显著增加单相PDU跳闸的影响范围；某数据中心测试发现管道阀门螺栓未按设计要求采用防锈蚀材料，出现严重锈蚀情况，将可能影响后续管道运营和维护。
图2 某数据中心管道阀门锈蚀（2）施工工艺验证设备安装是数据中心建设中最为繁重的施工部分。诸如焊接、螺栓连接、绝缘保护、保温层保护等诸多细节都可能成为数据中心的薄弱环节，因此对施工工艺要求较高。以低压配电柜为例，电缆螺栓连接力矩不足，可能产生抖动、集聚热量从而引起绝缘损坏，威胁设备运行，甚至引发火灾；而管道焊接出现虚焊，可能导致机房运行期间出现暖通管道爆管的风险，严重威胁数据中心的运行。
图3 某数据中心低压配电柜内电器元器件虚接（3）系统可用性验证新建数据中心投产，就要求其各个系统均可持续稳定运行，我们需要验证各系统功能是否符合设计要求。例如高压细水雾消防系统，需要验证当模拟触发消防系统后，消防系统能否正常触发；同时尤其需要关注高压细水雾实际工作效果是否以雾状充满机房空间。
图4 某数据中心高压细水雾系统测试（4）系统可靠性验证系统可用性满足了数据中心正常运行的基本情况，于此同时我们仍需要验证各系统的可靠性。如群控系统，能否实现冷机平滑加机、减机；当市电异常时，各级电动阀、设备是否保持设定的运行状态等。而配电系统双路市电切换、市电与柴油发电机组投切逻辑也必须进行实际投切验证。（5）系统可维护性验证数据中心基础设施生命周期中，运营阶段长达10年以上，因此系统的可维护性是至关重要的。除此以外，可维护性还要求测试团队协助梳理数据中心基础设施各系统常见故障场景，配合运营团队开展模拟演练，进而形成维护指导手册，从而规避人为误操作引起的故障。4.假负载验证测试的重要性与意义假负载验证测试，作为新建数据中心投产前的一次全面检查和考验，已经得到越来越多行业人士的认可和支持。腾讯数据中心已经为假负载验证测试制定了详细的标准，且在新建数据中心项目中作为不可或缺的关键项目环节。该环节的引入对于项目、运营、以及数据中心生命周期管理都具有非常重要的作用。
图5 IDC假负载测试在数据中心生命周期管理中的作用对项目而言，假负载验证测试作为数据中心建设项目交付物的最后把关环节，是对整体项目交付质量的最后保障。在这个阶段，无论设计、施工、设备等埋下的隐患都可以通过最小的代价实施整改，从而规避项目系统性风险。在运营人员眼中，新建数据中心充满了诸多不稳定因素，需要提前排除系统中潜伏的隐患；同时运营人员必须尽早熟悉数据中心各个系统的架构，梳理并建立各系统运维规范，开展故障应急演练，从而达到数据中心运营的基本要求。而事实证明，运营人员参与假负载验证测试是实现上述要求的最佳途径。长期以来，数据中心规划、建设、运营无法形成闭环一直困扰着我们。当机房投入运营后，前期遗留问题的整改难度显著增加，甚至由于业务无法中断而长期带病运行，只能期望在下一个新项目中规避同类问题。当引入假负载验证测试后，便可实现数据中心项目内闭环。
图6 IDC假负载测试引入后数据中心项目的闭环结语：本次访谈仅仅揭开了数据中心假负载验证测试的冰山一角，然而其重要性可见一斑。接下来我们将陆续为大家带来数据中心假负载验证测试的实战系列文章，感谢您的关注和支持。