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1、NCPI 的标准化与模块化221.192.22.*1 楼 NCPI 的标准化与模块化摘 要如果网络关键物理基础设施 (NCPI) 的设计策略中不采用模块化和标准化设计，会使各方面的成本增加：这包括无效的支出、本可避免的停机时间以及丢失商机。标准化以及与之关系紧密的模块化，为 NCPI 带来了广泛的好处，它不仅简化了从初始规划到日常操作的每一个流程，还显著改进了 NCPI 商业价值的所有三个主要组成部分 可用性、适应性和总拥有成本。关键词：NCPI、发展趋势、模块化、标准化简介标准化遍及现代生活的每个角落，以至于我们几乎注意不到它的存在。从驾驶汽车到更换电池，标准化无不隐藏在幕后，使一切事情变得
2、更加便利、更可预测、更为经济、更易于理解以及更加安全。当我们购买灯泡时，我们知道它会与灯座完全匹配。现在当我们坐火车旅行时，可以毫无阻碍地通过边界，曾几何时，为了适应其他地区的轨道，还必须将火车架起，以更换为不同型号的车轮。标准化是一个强大的概念，它已经成为了管理过程中必不可少的一部分。尽管标准化在简化业务流程方面硕果累累，但网络关键物理基础设施 (NCPI) 却忽略了这一点。虽然该行业长期以来都保持着一种混乱状态，但与其他行业不同，该行业中缺乏足够大的动力来扭转这种局面 既不存在公众对旅行中需要更换火车车轮的强烈不满，也没有在 1904 年的巴尔的摩大火中，仅仅由于其他城市的救火设备无法与巴
3、尔的摩的消防栓配套而使整个城市烧为平地所带给世人的震惊。在现今全球数千个数据中心的 NCPI 所具有的复杂程度和不一致性面前，其他所有成熟行业的系统分析家们都会目瞪口呆。由于缺乏公众监督的动力或行业内广泛的变革兴趣，该行业的用户只能依靠自己的努力 凭借自己的经验和商业判断力来推动行业朝着更稳定和更高效的标准化方向发展。本文的目的正是阐明确实存在这样一个推动因素：NCPI 用户完全有权利不承担那些因不必要的停机带来的巨额商业成本、损失的商机以及由于人为错误、缺乏适应性和数据中心过度规划所造成的额外开支。不过，在标准化初期错误和浪费都是可以接受的。最近几十年来，在其他行业中标准化的旧观念已上升到一
4、个新的高度，成为了一种富有创造性并具突出战略意义的企业哲学。我们可以将标准化应用于网络关键物理基础设施(NCPI) 的设计、部署和运营当中，从而取得类似的成功。除一些重大改进（如批量生产和可兼容的连接）之外，几乎在 NCPI 产品与流程的每个方面都存在着实现标准化的可能性。如同本文中所述，我们可以从 NCPI 设备自身的设计入手，仅这一点就会带来广泛且显著的好处。然后，用户可以以此为基础，将标准化应用于其数据中心的流程 ，并在所有数据中心之间采用相同的 NCPI 配置和流程（适用于包含多个数据中心的 IT 运营中心） ，从而推动标准化观念朝更广阔的方向发展。在日常运营的各个方面，用户都可以获得
5、大量直接的长期利益。标准化历来取得的经济上的成功记录数不胜数，此处无需再赘述。不过，标准化在 NCPI中的使用还需要认真对待，因为它对 IT 前景所起的关键作用尚未获得广泛理解。以下列出并论述了作为 NCPI 新的商业策略的标准化的几个主要部分。标准化与独特性标准化与独特性在商业环境和现实生活中都有其恰当的位置，但任何类型的基础设施无疑都应当采用标准化，而非独特性。NCPI 中一个相反的趋势是倾向于采用一次性的独特的工程设计，因而产生了难以设计、部署、维护和管理的系统。标准化 NCPI 的基本特征标准化 NCPI 引入了两个简单却很强的基本特征：模块化的架构和增强的人类学习能力。其内在价值很直
6、观，大多数成年人都能记住多种搭建儿童积木的方式，而且没有人会质疑学习所带来的好处。这两个特征对 NCPI 的共同影响极其深远。它们所带来的好处涉及整个基础设施，几乎触及基础设施的所有方面。标准化如何提高 NCPI 商业价值2005-12-25 14:59 回复221.192.22.*2 楼 勿庸置疑，模块化标准化为 NCPI 商业价值即支出的每一美元所获得的回报-做出了全方位的贡献。模块化结构和提高人类学习能力所带来的好处以多种方式推动着 NCPI 商业价值的所有三个主要组成部分：可用性、适应性和总拥有成本 (TCO)。标准化与独特性标准化与独特性是一对相反的概念。要区分这二者所起的至关重要但
7、却截然不同的作用并不困难，每天都会发生很多足以说明它们在产品或流程的有效交付中所处位置的实例。独特性不适合基础设施独特性可以是一件妙不可言的事物。一栋引人注目的建筑、妈妈做的馅饼、一首钢琴奏鸣曲以及形形色色的艺术 在以感官或其他特征衡量的体验中，没有人会在意标准化的存在。某些事物本就应当是独一无二的，它们因为独特所以更加出色。基础设施则不然。基础设施由为我们实际所感兴趣的子系统提供支持的基础系统所构成。在以上每个示例中，也都存在被视为“基础设施”的元素：建筑物的建筑材料、妈妈做馅饼的材料、钢琴的键、绘制油画的画布等。基础设施的作用是功能性的，并且应当是可靠的 ，并且是可以重复使用的。标准化是相
8、对独立性而言的，它表现的是使基础设施有效、可靠、可预测并经过时间考验的特征。因为有了标准化，使得我们日常事务的基础设施已成为了现代生活的一部分，而且是如此的平常，以至于我们很少关注它。人们会希望数据中心基础设施也能同样如此，但迄今为止在这方面几乎没有什么进展。数据中心和网络系统和出现近 40 年之后，IT 物理基础设施从多方面而言仍停留在手工行业阶段：将来自不同供应商的类型迥异的设备进行定制化设计，组合成一个数据中心需要地独特的大型基础设施系统。独特的 NCPI 意味着独特的问题对整个 NCPI 进行一次性的工程设计将产生一个独一无二的系统，随之而来的是需要独特诊断和修改程序的独特问题，这不仅
9、仅需要耗费大量金钱与时间，而且对于将来会发生的独特问题或组织内其他数据中心所发生的问题毫无借鉴作用。标准化的出现，不但抛开了一次性工程设计的需求，还免除了处理基础设施中发生的独特问题的费用，从而可以将更多的资源用于开发基础设施所支持的 IT 层的数据处理功能，而这才是数据中心的实际任务。 NCPI 标准化的目标在于避免一次性独特工程设计的低效及容易出错的复杂性，透明地管理 IT 物理基础设施的日常业务，并建立起任何基础设施所期望的高品质。使用标准化构造模块的可配置解决方案简单地定制连接和组建以便使之运转（鲁伯哥德堡效应） ，除了增加复杂性，并提高发生人为错误的几率外，毫无实际价值可言。进一步讲
10、，能否对 NCPI 的大小或功能进行重新配置以适应迅速变化的商业需求，对于 NCPI 的效率与价值至关重要。当关键的 IT 需求变化时如何发挥标准化的优势？在一个多变的环境中利用标准化优势的关键在于模块化，即可根据用户需求进行配置的预先设计的标准化构造模块（见图 1） 。将标准化组件迅速组装成一个合理配置以应对变化的功能及财务需求，是 NCPI 标准化最主要的优势之一，即所谓的适应性。标准化数据中心NCPI 基于标准化的模块化元素进行配置的设计方式为数据中心的部署和运营提供了卓著的好处。对于包含多个数据中心的较大的 IT 运营中心而言，可以在所有的安装中部署同样的或类似的 NCPI（即不仅在数
11、据中心内部，同时还在多个数据中心之间实现标准化） ，从而进一步扩大标准化所带来的好处。如果不同数据中心尽可能多地采用同样的配置，譬如，从相同的地板规划到相同的断路器标签， 那么，可以充分挖掘标准化在设计、安装、运营、维护、避免出错以及成本方面蕴藏的巨大潜力。若在多个数据中心中部署标准化 NCPI，则本文所述的大多数好处都将显著扩大。标准化 NCPI 的基本特征标准化给 NCPI 的各个方面都带来了好处：其占据物理空间的方式、其功能以及随时间的发展 从初始设计与安装到每个更新周期的重新配置。这些好处虽然呈现出各种形式，并遍布于 NCPI 结构和流程中的许多地方，但几乎所有好处都能以某种方式追溯至
12、标准化NCPI 的两个强大的基础属性：模块化构件结构和提高的人类学习能力（见图 2） 。正是这两个特征产生了遍及整个基础设施的好处，从而为 NCPI 的几乎每个方面带来了累积的正面影响。2005-12-25 14:59 回复221.192.22.*3 楼模块化和“组件数量”模块化在该行业中是一个新兴的强大概念。 除非被纳入权威的可靠性分析中，否则模块化给用户带来的极大优势仍面临误解以及可能迟迟不能获得认同的危险境地。在某些情况中，模块化系统会增加内部组件的数量，例如，若将大容量 UPS 模块化为一组小型电源模块，则某些电气组件和连接器的数量会增加。要取得有效的分析结果，模块系统的可靠性分析必须
13、充分考虑组件设计、功能和相关性，而不仅仅是组件的简单叠加。 此外，仅仅基于组件数量的可靠性分析是不完整的，甚至可能是错误的，因为它漏掉了模块化结构的一个新的也是最重要的可靠性优势： 可插拔的模块可以取下以进厂维修，从而通过在工厂中检测出缺陷并完善设计来持续改进质量（此流程在系统分析中被称为“可靠性提高” ） 。 模块的生产数量比大型的非模块化系统的生产数量多得多，从而进一步提高了质量，这是批量生产的固有优势。一般而言，尺寸较小的模块（相比与非模块化设计而言）在制造过程中所需的人的工作量也较少。模块化：分割与标准化在 NCPI 中，标准化是以模块化为基础的。模块化即将完整的产品或流程分成具备类似
14、大小或功能的小块，即模块，然后根据需要对这些模块进行组装，以产生原始产品/流程的各种变体。以我们很熟悉的手电筒电池为例：可以将不同数量的电池（模块）进行组合，从而获得不同功率的电源。在 IT 设备中，刀片式服务器和 RAID 阵列也是模块化的典型例子 将多个设备组合在一起获得不同数量的服务器或不同大小的存储容量。模块无需完全相同：以 Lego 积木为例，这些模块在某些方面相同，某些方面却不同，譬如，其颜色、大小和形状各不相同，但连接方式和尺寸均采用标准形式，以便可以将积木（模块）组装成一个集成系统。不同的模块化系统可以根据所需的功能划分目标，将不同数量的相同模块或不同模块（表示不同的标准化级别
15、）并入其模块中。手电筒电池、刀片式服务器以及 RAID 阵列都是非常基础的模块化示例，构成整个系统的各个单元中很少或几乎没有变体。对于集成了多种功能的复杂系统，如 NCPI，需要制造商进行仔细的工程设计，以按照在标准化级别与用户灵活性之间取得最佳平衡的方式进行模块化。NCPI 中存在各种级别的有效模块化设计的可能性。下面列是一些示例：可互换的 UPS 电源和电池模块：在功率、冗余和运行时间方面均实现了可扩展性，而且能够进行热插拔，从而在不需要停止系统运行的条件下进行维修。标准化的模块化布线：将房间布线细分为行级模块或机架级模块。避免了混乱并易于出错的布线状态，并简化和加速了断开-重新排列- 重
16、新连接的流程。模块化配电系统的方式很多，可以采用为整行负载供电的机架大小的设备，也可以采用服务于单个机架的电源插板。机架级通风装置：将房间气流细分为各机架局部控制，以便对高温区域进行精确制冷。高密度组件：将机架、配电系统和制冷系统集成为一个独立的封闭“空间” ，以隔离和冷却发热量密集的 IT 设备。 （此时， “模块”指集成的整个组件。 ）采用标准化结构和连接方式的模块化组件使一切变得更容易、更迅速，且成本更低。从供应商的制造与库存，到设计与工程规划过程，再到客户现场的安装与运营，无不如此。模块化设计是 NCPI 商业价值一个极其重要的组成部分- 适应性（即响应商机变化及意外商机的能力）的产生来源，同时也是其他两个组成部分-可用性和总拥有成本的主要推动因素。模块化系统是可扩展的：模块化 NCPI 可以根据当前的 IT 需求进行部署，并且能在以后根据需要添加更多组件。这种“系统规模优化”能力显著降低了总拥有成本。模块化系统是可更改的：模块化设计在重新配置 NCPI 以满足不断变化的 IT 需求方面提供了极大的灵活性。模块
