数据中心可视化管理平台解决方案

第1章 需求背景

随着越来越多的业务依赖IT系统支撑，各大商业银行数据中心都面临着应对业务快速变化，保障数据和系统安全，管理多样化信息平台和运营改造等诸多压力。因此，近年来，银行业普遍加大了对数据中心的建设和管理的投入，特别是云计算等新兴技术和运营模式的出现，进一步推动了数据中心的建设，也加快了数据中心行业的技术演进速度。这种趋势，一方面使银行业信息化建设达到一个新的高度；另一反面随着系统复杂性和管理要求的提升，也对数据中心的配套管理系统提出了更高的要求。

然而，数据中心配套管理系统的发展却明显滞后于数据中心管理需求，传统的数据中心管理方法以及管理产品大都停留在世纪初的水平，发展缓慢。尤其是在可视化管理方面，存在很大的提升空间。

可视化管理已经发展多年，并在各行业均有实践经验，而在数据中心管理领域的运用还处于较浅的层次，这与企业IT管理领域的管理成熟度不高，传统可视化管理方法不适应数据中心的技术特征有较大关系。相比传统的企业IT领域，以互联网应用为核心的消费IT，近年来保持快速发展，在某些技术领域已经明显超越传统企业IT，且以更快的速度演进。与数据中心可视化管理相关的三维建模、图形数据库、虚拟现实等技术已经在消费IT领域得到验证，并广泛应用于社交网站、在线地图、多媒体娱乐等新兴行业。而这些技术在可视化管理领域同样存在巨大的应用空间。

第2章 解决方案

2.1 需求分析

能够充分利用最新的计算机图形技术，以3D虚拟仿真的最佳形式实现对数据中心的真实展现，能够实现基于3D环境对机房的运行情况进行实时监控，同时可以支持充分的针对机房、机柜和各类设备的管理功能，真正实现一个立体式、可视化的新一代机房运行管理平台，充分满足端到端IT架构的展现需求，本期项目将实现以下内容：

2.1.1 多中心三维仿真

实现Google Earth式的地球立体全景展示，以直观互动的3D可视化交

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互技术，悬浮方式显示各节点3D机房管理场景，并可点击场景效果图进入该数据中心或节点的3D虚拟仿真管理场景。

 多中心地理分布展示：在Google Earth式的立体地球背景上，悬浮出现

多个数据中心地理节点分布情况。

 多中心虚拟仿真展示：在Google Earth式的立体地球背景上，悬浮出现

多数据中心节点的场景效果图，并可点击场景效果图进入该数据中心或节点的3D虚拟仿真管理场景。

2.1.2 机房环境三维仿真

将目前数据中心的物理环境做虚拟仿真，从机房到机柜、机柜内IT设备及数据中心的各类基础设施。

 根据建筑图纸和机房实际部署情况建立完整楼层、机房、设备安装部署

情况及动力环境等附属设施的直观3D展示场景。为数据中心基础设备管理提供与实际情况相一致的3D可视化管理环境和统一的用户访问界面。  系统所有展示效果要求全3D方式，包括：

 建筑3D可视化：建筑外观，楼层结构，机房结构和内部装修  机柜级设备3D可视化：机房内部所有机柜级IT及配套设备，如独

立小型机，存储设备，供配电设备，空调设备，UPS，监控设备等

 机柜内设备3D可视化：机柜内的各类IT设备，如机架式服务器，

存储，网络设备，安全设备等

 设备和线缆的3D可视化：主要设备的前后面板并表现其端口；

机房内部的网络线缆（基础、端口跳线）和供电线路。

 3D模型要求：

 机房3D模型：表现机房楼层的结构布局和典型特征。

 设备3D模型：通过模型可以明确识别设备品牌和型号，支持用户现

场已有设备的前后面板展现。

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2.1.3 资产配置信息管理

可采用自管理或集成其它CMDB或资源管理系统的方式，将各个基础设施、机柜及机柜内设备的基本配置信息纳入可视化平台，通过任何物理可见的设备就可以查找到相关的配置信息，通过任何一条配置信息也可以查找到相关设备，完成资产配置可视化。

 信息查询：支持在3D可视化环境中通过鼠标点击操作实现对设备台帐信

息的直观查询。

 机柜搜索、定位: 机柜搜索定位功能能通过输入机柜模糊查询条件检索

机柜，系统在当前视图范围内列出符合条件的机柜名列表。根据用户选择的机柜进行定位，未被选择的机柜以虚化表示。机柜模糊查询的条件包括此机柜所有资产信息属性名称。

 设备搜索、定位：设备搜索定位功能能通过输入设备模糊查询条件，系

统在当前视图范围内列出符合条件的设备ID列表，并根据选择的设备进行设备定位，未被选择的设备以虚化表示。设备模糊查询的条件包括此设备所有资产信息属性名称。

 设备上架、定位：选择的待上架设备，自动根据其规格属性推荐适合的

可用空间，运维人员可以在三维场景中对被推荐空间进行浏览和查看，选择到合适的机柜后，只需用鼠标移动设备到具体位置，即可实现在三维仿真场景的设备上架预操作。

 设备位置跟踪：当上架设备物理位置发生变化时，在3D场景中自动变更

设备物理位置。

 设备信息管理：支持基于现场实际机柜布局和已有设备台账数据自动生

成机房3D场景。在相关场景中，机柜间的位置关系、设备在机柜中的位置与实际中的布局一致。

 设备端口管理：以3D可视环境中直观展现实现配线架和设备前后面板和

端口占用情况的直观展现和信息查询。

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2.1.4 机房布线信息管理

可采用自管理或集成其它CMDB或资源管理系统的方式，将各个机柜内设备的连接信息信息纳入可视化平台，通过任何物理可见的设备就可以查找到相关的链路信息，通过任何一条链路信息也可以查找到相关设备端口信息，完成链路配置可视化。

 按设备连接查看： 查看一个设备的所有对外的网络连接，包括经过的每

一个中间设备的每一个端口信息。

 按线路连接查看： 查看一条网络链路的所有跳线信息，包括经过的每一

个中间设备的每一个端口信息。

 线路维护可视化：支持在3D可视化环境中手工拖拽进行网络管线的维护

操作。

 设备端口管理：以3D可视环境中直观展现实现配线架和设备前后面板和

端口占用情况的直观展现和信息查询。

 设备链路管理：以3D可视环境中管理设备之间的物理连接关系。包括：

跳线查询和展示、基础布线查询和展示、链路查询和展示。

2.1.5 机房管路信息展示

在3D可视化环境中实现园区管线路由的3D展示，包括市政供水环网、消防栓水喷雾水喷淋环网、雨水排水环网、污水排水环网、外电环网、电信运营商环网、视频安防监控环网等线缆的展示。

 园区供电线路可视化：对园区内供电保障的多路市电分布进行虚拟仿真

展示，帮助管理人员直观查看供电线路走线和分布情况，体现数据中心供电保障能力。

 园区供水线路可视化：对园区内供水保障的管路进行虚拟仿真展示，帮

助管理人员直观查看供水线路走线和分布情况，展示数据中心供水保障能力。

 园区通讯线路可视化：对园区内通信保障的多路线缆分布进行虚拟仿真

展示，帮助管理人员直观查看通讯线缆分布情况。

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以3D可视的手段帮助梳理数据中心日益密集的电气管道，让管理与技术人员从平面的图纸中解脱出来，更加直观的了解数据中心的管线分布及走线情况。

 暖通系统管路可视化：在3D可视化环境中实现暖通系统设备、管线路由

的3D展示，包括暖通设备、管道、阀门及其他附件、暖通供回水方向展示。

 动力系统管路可视化：在3D可视化环境中实现动力系统电力电缆管线路

由的3D展示，包括所有中压系统线缆、低压系统至UPS输出柜之间的线缆、UPS和电池间线缆、屋顶大型设备间线缆、一楼变电所至冷冻机间线缆、测试母线线缆的展示。

2.1.6 机房资源统计展示

 空间统计及查询：在3D可视化环境中支持对机房中所有机柜的连续可用

空间分布查询，,统计结果能够在3D环境中以柱状图方式直观表现  功率统计可视化：在3D可视化环境中支持机房机柜额定功率分布统计，

能根据不同的颜色区分相关的机柜功率大小；支持对机房机柜功率的分布图可视化渲染表现。

 承重统计可视化：在3D可视化环境中支持对机房承重分布情况统计，能

够以柱状图方式直观表现当前机房中每个机柜的承重状态，方便管理员实时了解机房布局并进行有效调整。

2.1.7 监控系统集成管理

 机房弱电监控展示

 可以将门禁、烟感以及视频监控呈现在三维可视化平台中，以更直

观的方式展示安防系统的设备布局，同时还可以通过简便的鼠标点击，读取设备信息。

 门禁系统进出信息的读取的操作。  烟感设备的布局展示，以及报警监控。

 视频监控系统的布局展示，以及摄像头实时视频内容展示入口。

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 机房环境监控展示

 集成动环监控工具的监控数据，如电压、电流及环境的温度数据，

用灵活多样的方式展现包括空调、配电柜、UPS、温湿度环境等的监控可视化。

 机房动环监控信息展示是指通过3D视图展示机房动环监控到的环境

设备运行信息。

 配电柜、空调、温湿度仪的简要信息采用小面板的形式展示，点击

具体环境设备展示所有监控项目的信息。

 设备性能监控展示

 设备性能监控信息展示是指通过3D视图的展示设备监控到的性能数

据信息。

 通过设备的唯一ID获取到此设备目前的性能信息指标，在设备监控

信息面板上展示出目前设备所有指标的性能数据信息。

 点击监控设备，出现信息面板，选择监控按钮，展示出性能监控页

面。

 设备告警监控展示

 机房设备告警信息展示要求机房的所有告警信息在机房3D展示界面

上实时展示。主要展示告警设备类型为两类：

 独体设备告警直接在此设备上出现告警图标和设备变色提示，点击

告警图标或者告警设备展示详细告警信息。

 柜内设备出现告警，在所属机柜上出现告警图标和机柜变色提示，

点击告警图标或者告警设备展示详细告警信息,在告警状态下，双击机柜进入柜内，告警设备出现设备变色提示,点击设备，出现详细告警信息界面。

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2.1.8 灵活强大展示能力

在物理环境仿真再现的基础上，提供灵活强大的可视化展示功能，可以实现数据中心基础设施多样化的展示需求，如逻辑关系表达、模拟故障、模拟气流、PPT整合及自动巡检及演示路线定制等。

 自定义动画：系统要提供非常易用的动画制作功能，用户可以自定义生

成流畅生动的演示动画，可用于数据中心介绍、巡检路线示意和应急预案展示等日常运维工作。

 交互式演示汇报：系统要支持用户将多段动画嵌入PPT演示文档中，实

现PPT与三维仿真场景的双向互动，以丰富生动的手段实现最佳演示汇报效果。

 扩展能力：要求支持未来的IT逻辑系统及应用架构三维展示，交易流展

示等。

2.1.9 外部系统数据集成

可视化系统需与以下系统实现对接，功能要求说明如下：

1) 目前IT网管系统中保存有许多监控和告警信息，需将其中的监控和告警

信息在虚拟机房中进行展示，其中：具体的告警字段需包括：对应设备名或唯一识别码、告警摘要、告警信息、所属应用、时间信息等。 2) 在动力环境管理系统中保存有UPS、配电柜、以及环境温湿度方面的监

控数据，其中：具体告警字段需包括：对象名称、时间信息、设备类型、告警级别、告警标志、告警文本等。

3) 目前机房的视频监控系统提供视频流接口，在提供页面展示的基础上，

可在可视化系统上接入此视频信息。

4) 目前机房的门禁管理系统提供接口，在提供页面展示的基础上，可在可

视化系统上接入此门禁管理系统的人员进出刷卡记录信息。 5) 接口需求

 支持的接口类型：  WebService  数据类型

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 JSON

2.2 系统设计 2.2.1 设计依据

构建数据中心可视化管理平台的目的，是要实现在同一平台管理及掌握数据中心全面状况，形象的再现数据中心内的多样化资产。从发电、制冷等大型设备直到端口、线缆等微小组件，均按照其在真实世界中的位置和关系在计算机屏幕上展现，形象化展示数据中心的运作情况，从而达到提升数据中心管理效率的目的。

所以，深入理解“可视化”的概念，以及“可视化”在数据中心领域的最佳运用方式，是本项目的关键成功因素。

可视化管理是指利用信息系统，让相关管理人员清晰直观的掌握企业有效信息，实现透明化与可视化的管理，尤其适用于运营管理过程，实现人员可视化，管理对象可视化，评测指标可视化，流程可视化等效果。可视化管理能让企业的流程更加直观，使企业内部的信息易于表达、理解和传播，从而消除运营过程中不同角色之间的认知偏差和监管盲区，实现管理的透明化，提升过程可控度。 概括起来说，可视化管理就是“将需管理的对象用一目了然的方式体现。”

2.2.2 设计原则

考虑到可视化管理所涉及IT资源的复杂度、业务关联性，对管理效果的要求也较高。在整个系统建设过程中需要遵循一些管理系统的通用建设原则：

（一）统一规划、分步实施

在可视化管理系统设计时，要充分考虑企业数据中心的远期目标，做到管理体系可扩展、高起点的特点。帮助规划未来蓝图，逐步实现可视化管理体系。

（二）直观清晰、简单易用

可视化管理系统的效果在很大程度上决定于呈现给使用者的管理操作界面，将虚拟现实、智能分析等新的技术纳入到管理体系中，给使用者以身临其境的沉浸感和交互性。

（三）注重平台性、充分集成

由于数据中心已采用不少管理工具，可视化管理系统往往是作为整合平台存

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在，而不是从零建设，所以要充分考虑对现有系统的整合和利用，保护投资。在设计过程中要充分考虑集成。

（四）关注灾备、安全可靠

目前企业主流的数据中心基础架构都具备“两地、三中心”的模式特点，在可视化管理平台的设计中要考虑满足“两地、三中心”的运行模式，除了要管理这些数据中心的设备还要考虑协调工作。

同时还要满足面向可视化的特殊需求。

2.2.3 系统架构

根据需求及以上的目标及原则，数据中心可视化平台的架构确定如下：

系统架构图3D 人机交互界面视图管理器网管监控系统资产管理系统环境可视化资产可视化配线可视化管路可视化容量可视化监控可视化演示可视化动环监控系统电力监控系统安防监控系统楼宇自控系统数据接口3D引擎数据接口消防监控系统CMDB模具图形管理资产台帐表用户权限管理图形接口3D MAXGISAuto CADVISIO 主各组成模块的说明如下：

模块 功能 3D引擎：提供驱动图形显示的核心3D组件。 后台管理功能 模具图形管理：提供内置的产品模具库的管理。 数据中心可视化管理平台解决方案

图形接口：提供将其它3D工具创建的模具进行整理导入的接口。 数据接口：提供将其它系统或格式的数据导入或对接的接口。 用户权限管理：提供用户、角色与权限管理的功能。 主要用于构建数据中心所在的环境，实现数据中心的虚拟仿真浏览，环境可视化 从园区到建筑，到楼层，到机房，到机柜的3D虚拟仿真分级信息浏览展现。 将静态的数据变成形象的三维可视化的展现，实现在可视化环境中对资产可视化 资产信息的可视、查询、定位。并为其他子系统提供基础数据支持。 数据中心基础设施中的设备是通过端口和各种线缆实现连接的，配线配线可视化 管理以3D可视化的形式展现设备之间的连线关系。 以3D可视的手段帮助梳理数据中心日益密集的电气管道与暖管路可视化 通管道，让管理与技术人员从平面的图纸中解脱出来，更加直观的了解数据中心的管线分布及走线情况。 对数据中心机房的空间、承重、功耗等统计信息的三维可视化展现，容量可视化 可以让我们对机房容量进行更有效和精确的管理，提升我们对数据中心的管理水平和掌控力度。 实现各种监控工具的集中展示，真正改变监控数据孤岛现象，建立统一监控信息界面，同时扭转由于二维信息密度不足而导致的数据与报监控可视化 表泛滥状况，以3D形式将数据中心各方面的情况直观表达，切实提升监控管理水平。 实现数据中心演示和汇报的平台，自定义三维场景演示动画，与PPT演示可视化 双向互动演示，直观生动展示数据中心，提升演示效果，打造高科技形象。

2.3 系统功能 2.3.1 多中心可视化

uEarth地理可视化功能实现Google Earth式的地球立体全景展示，以直观

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互动的3D可视化交互技术，层次化递进地实现全球级浏览、国家级浏览、省区级浏览和城市级浏览，逐层展示各层级范围内的节点，并可以节点方式、悬浮方式等显示各节点的关键指标信息，并支持以点击方式进入各节点相应的管理界面或3D管理场景。uEarth让企业可以形象、直观、互动地查看和管理跨地域分布的各个信息节点，提高的企业整体业务的宏观掌控能力。

传统管理方式 可视化管理方式 Google Earth式的地球立体全景形式，形象、直观、创新的可视化体验，改善互动地实现跨地域信息交信息传递的交互效率 互 层次化推进式地域浏览和改善信息完整性和丰富灵活多样的数据集成交互性，提升全局管理和掌控方式 能力 价值 视频、文字等传统方式难以有效传递跨地域全局信息 传统的静态背景地图式管理视图信息有限，缺乏有效的关联挖掘和数据整合手段

2.3.1.1 多中心可视化管理

实现Google Earth式的地球立体全景展示，以直观互动的3D可视化交互技术，层次化递进地实现全球级浏览、国家级浏览、省区级浏览和城市级浏览，逐层展示各层级范围内的节点，并可以节点方式、悬浮方式等显示各节点的关键信息，并支持以点击方式进入各节点相应的管理界面或3D管理场景

 多中心地理分布可视化：在Google Earth式的立体地球背景上，悬浮出现多

个数据中心地理节点分布情况。