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電腦機房監控中心效能與管理│資訊分享

電腦機房監控中心 效能與管理 林憲文∕財金資訊公司系統部操作組組長

楊璉華∕財金資訊公司系統部操作組副組長

一、前言

由於巨量資料（Big Data）、雲端運算

（Cloud Computing）、虛擬化（Virtualization）、

綠色節能及智慧管控等 IT （ Information

Technology）相關議題不斷地演進，為滿足「基

礎架構即服務」（Infrastructure as a Service,

IaaS）、「平台即服務」（Platform as a Service,

PaaS）及「軟體即服務」（Software as a

Service, SaaS）等三類雲端服務的需求，

驅 使 原來僅著重於硬體高可用度（ High

Availability）之傳統式電腦機房，逐漸朝向提

升或轉換為新世代資訊中心（Next Generation

Datacenter）型態而邁進；而資訊中心是企業

維運的重要中樞，負責處理企業所有之交易，

至於監控中心，則是管控資訊中心運作的主要

核心，如何優化監控中心的效能並強化其管

理，顯然成為當今企業必須面臨及思考的重要

議題之一。

二、監控中心的規劃、組成及架構

監控中心既是資訊中心運作的核心所在，

其重要性自不在話下，相關的規劃、組成及架

構，除必須符合企業的需求外，亦必須隨著時

代、環境及趨勢的改變，適度作出因應及調整。

一般而言，監控中心所需具備的要項，可

依產業類別、企業組織或管理需求等的不同自

行訂定，其名稱、範圍或項目雖有些許差異，

然其性質及功用實質上是相同的，即均係提供

企業集中匯流維運數據資訊所需，以為管理、

控制或輔助管理者進行企業相關決策之依據。

監控中心之名稱隨業別有所不同，交通運輸業

稱之為「行控中心」，資訊服務業謂之為「監

控中心」，製造業稱之為「控制中心」（Control

Center）或「控制室」（Control Room），而

軍事體系則謂為「戰情室」（War Room）或

「指揮中心」（Command Center）；總而言

之，名稱各異實質皆同。

對於監控中心之規劃，可先從人員配置、

人員性質、監控資訊項目、監控呈現方式、運

作任務……等方面著手，再依據所蒐集的資

訊，經過適當的評估程序後，擬訂企業需求項

目，一般可分為人員、產品及程序等三個構面，

分別說明如下：

(一) 人員（People）

除一般熟知的人員技能、合理設計的單位

或團隊外，尚有工作環境於操作時的舒適性與

便利性，以避免因身體受到傷害而降低工作績

效，依據行政院勞工委員會勞工安全衛生研究

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資訊分享│電腦機房監控中心效能與管理

所委託之「人體計測資料在工作環境之應用」

研究報告指出：「工作場所的設計對於個人工

作績效的提升扮演相當重要的角色」。至於人

因工程方面有：人體工學（如圖 1 所示）、坐

姿工作空間、人員動線、顯示設備擺設位置（如

圖 2 所示）、音場、聲音警示、環境照明、配

色理論、座位設計……等，應依人員體型及外

在環境適當調整，以符合實際作業狀況。

圖 1 人體工學，操作人員與終端器

操作距離估計圖

圖 2 顯示設備位置規劃，操作人員與前置顯示螢幕空間設計圖

(二) 產品（Product）

即提供操作人員使用之設施，包含軟硬體

相關設備，如：監控中心之空間設計、操作人

員控制台、監控顯示器設備、管理軟體、門禁

管制（如：電子鎖∕鎖具）、安全監控（如：

攝影機、紅外線感測器）、通訊協調（如：電

話、視訊）……等。

(三) 程序（Procedure）

依據各個企業自行訂定之規章、辦法、手

冊或規則等，將例行之操作作業、監看作業、

事件報通作業、事故排除、安全流程……等，

制訂成標準作業程序（Standard Operating

Procedure, SOP）及可量化之衡量指標，以利

操作人員遵循辦理。

此外，依據國際數據資訊公司（ Inter-

national Data Corporation, IDC）「Worldwide

Quarterly Server Virtualization Tracker」的統

計，全球已安裝的伺服器中，虛擬化設備所承

載的工作負荷量，至西元 2013 年時將達到

69%。因應 IT 實體設備高度的整合及虛擬化，

傳統 IT 儲存設備、主機設備、網路設備、安控

設備及管理工具等組成的基礎架構，如圖 3 所

示，在未來的趨勢發展下，將朝向及轉化為運

算、儲存與網路資源的虛擬化服務架構，例如：

IBM PureSystems 專家整合系統、Cisco UCS

(Unified Computing System)、Oracle Exadata，

以及因應虛擬化技術的全面導入，所演進而來

的「以軟體定義之資訊中心（Software-Defined

Data Center）」，如圖 4 所示，其建構在資訊

中心下的監控機制，將完全交由軟體或工具進

行自動化的管理。

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電腦機房監控中心效能與管理│資訊分享

圖 3 傳統 IT 基礎架構

圖 4 以軟體定義之資訊中心（Software-Defined Data Center）

以往，傳統監控中心所提供的監控方式及

衡量指標，係著重在個別的系統服務平台及個

別之子元件監控，然而在「以軟體定義之資訊

中心」的架構下，則有別於前者，即監控中心

將轉變成為監管企業資訊中心各項維運數據資

訊的中樞，資訊中心則採集中監控原則，依據

IT 基礎架構、環境控制、交易運作、排錯容錯、

流程控制等要素，制定出衡量監控中心管理成

效之最佳方式。

三、監控中心的環境監控

在高度整合、集中、虛擬化的架構，以及

社會大眾對於企業服務水準（Service Level）

的要求日益高升下，當監控中心監控到運作環

境（如：電力、溫度等）發生異常，卻得等到

管理人員檢視所有基礎設備及設施的狀態後，

才能做問題研判及採取因應措施，將可能因時

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資訊分享│電腦機房監控中心效能與管理

間過長而影響時效，更造成企業的重大損失，

就作業效率而言，其實潛藏著極大的危機。爰

此，欲維持基礎設備及設施的穩定運作，可藉

由針對「電力」、「氣流與散熱」、「環境」

等之監控及管理，俾達到前述目的，逐項說明

如后：

(一) 電力的監控管理

電力的規劃及監控管理，須以整個資訊中

心為基準作考量，進行企業資訊中心的電力損

耗評估，即能源的使用效率，通常是採用電力

使用效率指標（Power Usage Effectiveness,

PUE），作為資訊中心節能省電的衡量標準。

PUE 數值的計算，是以「資訊中心總用電量」，

除以「資訊中心內 IT 設備總用電量」，PUE

值越低，代表電腦機房的空調冷卻所需電力越

少。舉例說明之：假設 PUE 值為 1.6，則代表

資訊中心的 IT 設備每消耗 1 瓦電力，基礎設施

僅消耗了 0.6 瓦以下電力，儘管 PUE 值 1.6

尚存有改善空間，然以目前國內一般的資訊中

心而言，已屬相當健康的狀態了。一般而言，

理想的 PUE 值應小於 2，當然 PUE 值越接近

1，代表資訊中心的能耗越接近充分有效利用的

目標，換言之，其能源使用效率是極高的。

嗣參考 IBM 公司對 PUE 值之定義，PUE

值小於 1.5 者，屬最高等級「卓越型」的資訊

中心，大於 2.5 者，則屬「基本型」。而臺灣

的資訊中心電腦機房，依 DAF 2010 綠色儲存

暨機房管理論壇推測，約莫落於 1.91 左右，根

據美國綠建築協會所制定 LEED (Leadership

in Energy and Environmental Design) 之能源

評估必要條件，使用 300 噸（Refrigeration Ton,

RT）以上的中央空調冰水主機之電腦機房，其

PUE 值至少須達 1.52 以下，方能符合申請

LEED 的基本門檻。根據 Google 所提供的數

據，其擁有堪稱全球最有效率的資訊中心，

2013 年第一季，該公司所有資訊中心的平均

PUE 值為 1.10，如圖 5 所示。

圖 5 PUE data for all large-scale Google data centers

電力的監控管理，若輔以資訊中心電腦機

房之整體空間規劃，採用模組化供電設備，可

隨著實際運作情形，動態調整電力供給量，隨

時視需求微調∕增加電力單元，以大幅降低固

定損耗，並可適時充分滿足資訊中心電腦機房

運轉之電力需求，如此，電力使用效率應該可

以更接近理想的 PUE 值，亦可達到節能減碳之

目的。

(二) 氣流與散熱的監控管理

空調系統所消耗的電力，通常占資訊中心

電腦機房總耗電量的 40～50%，故監控散熱這

個面向，有助於提升能源使用效益，而其主要

的監控指標，為資訊中心電腦機房內之冷熱點

分布圖、溫度量測數值及冷熱氣流運作狀況，

近年來也有廠商，如： Emerson Network

Power、IBM 及 APC 等公司，推出氣流分析預

測及管理的相關解決方案，依據機房的空間、

設備配置、風量、風壓、風速、迴風……等資

料，運算出機房的彩色 3D 立體圖，如圖 6 所

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電腦機房監控中心效能與管理│資訊分享

示，顯示溫度、冷熱氣流等數據。監控中心可

透過相關的應用軟體，監控及檢視機房內的溫

度差異及氣流路徑，作為能耗改善或提升能源

使用效率之參考。

圖 6 資訊中心電腦機房氣流溫度

監控 3D 立體圖

(三) 環境的監控管理

環境的監控，所包含的項目非常眾多，基

本上可分為以下幾種監控類別及項目：

1. 消防類：如偵煙、微粒偵測、偵溫器等。

2. 環控類：如氣體污染、溫度、溼度、震動、

漏水、乾接點等。

3. 實體安全類：如門禁管制、機櫃啟閉、閉

路監視器（CCTV）、移動監控（Motion

Sensor）等。

各項監控指標，通常設有專屬、各別獨立

的告警設備，如：消防部分，除設有專屬警鈴

由管理單位的人員進行監控外，並且與政府消

防單位連線；防盜部分，係與警察單位連線；

實體安全部分，則採專屬監視螢幕、系統，或

是移動告警聲音，並且由保全人員全時連線監

控。

有鑑於環境監控項目日益遽增、複雜，近

來已有專業廠商推出相關產品及方案，提供設

備連接、資料蒐集、環境監視、系統整合等多

重任務的監控管理平台，可直接管轄及監控具

IP 化（支援 SNMP 或 ModBus TCP 等標準協

定）設備的運作狀態，如：UPS、Cooling、

Rack……等，經由乙太網路連結到設備，以取

得事件紀錄，甚至進行參數修正。至於無法被

IP 化的設備，則可透過市面上一些專業廠商的

設備介接，轉換其資料傳輸方式，使它們可被

納管於管理平台，如此，同樣可達到即時監控

及管理設備運作狀態的目的。

四、監控中心的資源監控與要求

監控中心既為管控整體資訊中心運作的主

要核心，在目前虛擬化普及之趨勢下，建構一

個虛擬化基礎架構平台的監控管理機制，已成

為資源監控的重要課題。虛擬化的應用，整合

了既有運算主機、儲存、網路資源及安全控管

等設備，除確保相關設備的高可用性外，同時

提升了「服務不中斷」的服務等級，亦可以達

成更快速、更彈性的異地備份/備援作業。透過

虛擬化資源池的監控及管理，可有效提升資源

使用率，迅速部署系統平台及應用程式，若再

輔以自動化的管理工具，更可提升營運管理之

工作績效，提供更佳的服務品質與等級。此外，

監控中心如擬達致最佳效果，於其管控下運作

之各種系統資源，以符合以下幾項要求為優：

(一) 服務品質保證（Service Assurance）

維持全時有效運作之系統環境，乃企業維

運所必須，無論故障發生，抑或系統承載過量

造成異常，在最短時間內迅速恢復營運是必然

且亟需的，而達此目標之主要關鍵，便是透過

各項系統資源的即時監控、管理與調整，以維

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資訊分享│電腦機房監控中心效能與管理

護優質而穩定的運算（如：CPU、Memory 使

用率）、網路（如：回應時間、頻寬使用率）

或儲存效能（如：存取時間、磁碟空間配置率）

等。運用資源池的概念，提供保留（預留）、

限制、共用與可擴充性，搭配主機資源負載平

衡之相關技術，可達成運算資源的動態分配；

利用有關網路服務品質（Quality of Service,

QoS）的技術，則可以做到佇列與頻寬的控制，

達到網路資源的動態分配；另外，利用儲存設

備虛擬化之相關技術，可達致儲存資源的動態

分配。綜上，針對各個領域、層面運用適切的

技術，再加上即時的監控與管理，對於提升服

務品質，應有實質的助益。

(二) 高可用性（Availability）

在虛擬化的基礎架構下，必須確保營運系

統萬一發生異常或故障時，仍可持續使用必要

的運算、網路或儲存資源。運用虛擬化主機高

可用度架構，如：VMware HA、VMware

vMotion/Storage vMotion、IBM PowerHA 等，

並適當地規劃將虛擬化主機分散至不同的實體

主機，並採用動態即時轉移之虛擬化運算或儲

存資源，配合儲存資料網路多重線路（Active/

Active Mode）等技術，可達成運算資源的高可

用性；而網路資源的高可用性，現行亦已有多

種機制或工具可提供，如： Cisco virtual

PortChannel (vPC)、Cisco EtherChannel；在

儲存資源方面，保護單一磁碟、保護儲存設備、

保護資料∕作業系統∕應用程式、本地∕異地

備份備援等機制的運用，可達致儲存資源的高

可用性。此外，在業務持續運作（Business

Continuity Process, BCP）機制的範疇及要求

下，自動化的異地備援接管機制，必須涵蓋運

算（主機系統）、網路及儲存三個層面，方可

組成資訊中心完整的高可用性架構。

(三) 易管理性（Manageability）

企業之資訊中心可依據自單位 IT 系統平

台、網路、儲存設備等之特性及實際需求，選

擇適當的管理工具，以便於管理各項運作中的

資訊系統，而這些管理工具，原則上須具備可

快速配置、調整，以及監控所有資源的功能，

例如：在虛擬化的環境下，可利用 VMware

vCenter、IBM Systems Director 監控系統資源

使用狀況，其餘監控系統服務品質、管理資源

與使用趨勢預估、使用者自助配置資源……等

管理功能，目前亦有相關的工具或軟體可供選

用。因應可預期之大量交易，或是監控到相關

系統資源可能不足時，藉由監控工具易於管理

的特性，可快速進行必要之資源調整，以達到

維持系統運作順暢，並且符合服務水準的要求。

五、監控中心問題排除及優化

企業對於業務之營運，如要求「服務不中

斷」，或者是僅允許極短時間的暫停服務，就

必須建置高可用性（High Availability）的系統

架構，採用多主機平行處理或同時運作，遇單

一系統發生異常或故障時，系統運作可不中斷

並持續提供服務；或者是建置備援系統以接管

持續作業。至於如何維持企業資訊中心全時順

暢運作，或者遇到問題時可快速因應、排除及

復原，則端賴標準的資訊中心監控運作程序之

建立。

(一) 異常事件

由於監控中心必須監控的標的眾多且繁

複，在有限的人力資源下，應以系統自動監控

為主、人工監視為輔的方式，進行各標的之監

控作業，當異常發生時，標的相關負責人便可

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透過事先設定的通報機制，於第一時間得知異

常事件的發生，而經由相關管理或承辦人員預

先定義的異常顯示方式，例如：以區塊顏色、

文字提示、跑馬燈、聲音或簡訊等方式，監控

中心的監控人員即可即時收到警示（Alerting）

訊息，並依據異常事件通報程序立即通報相關

管理或承辦人員，俾利其進行異常處理。業已

制度化或程序化的系統，則備有相關的異常處

理作業程序，提供監控中心的監控人員據以即

時進行異常排除，以縮短事件的處理時間，對

於提升系統的可使用率，有極大的助益。當然，

如可整體自動化，由系統自行偵測、判斷異常

的原因，並自動啟動回復程序，應是最理想的

監控作業方式，企業可依據自單位業務資訊系

統的複雜度，並考量作業風險等因素，謹慎妥

適地規劃運用。

(二) 資訊中心

資訊中心組成的元件繁多且複雜，在每日

全時不停地運轉之下，偶爾發生事件或問題亦

無可避免，如何預防或降低這些事件或問題所

帶來的影響，端賴資訊中心持續進行優化，方

可提升電腦機房監控中心整體的服務效能。

舉例來說，在基礎架構設施部分，有關舉

度的優化，可藉由基礎架構管理軟體平台，預

測資訊中心的散熱功能，同時透過模擬運算電

腦機房 3D 氣流立體圖，掌握溫度、冷熱氣流

等數據，管理人員即可依此模擬結果調整電腦

機房內設備之擺設，以達到最佳散熱狀態；也

可以模擬當電腦機房無空調或短暫無空調時，

溫度上升之情形，由於市電停電時，雖可利用

UPS 暫時供電使設備持續運作，但空調可能處

於停機狀態，即使採用備用電源重新啟動，也

會有時間落差，而藉由模擬分析，便可確定時

間落差時段的溫度，是否在安全範圍內。

(三) 系統平台

交易服務可依實體主機運算資源的多寡，

將交易服務使用之虛擬主機，動態搬遷至指定

的實體主機，並且可以查詢所需運算資源及網

路資源之歷史紀錄，經由資訊中心監控管理平

台計算之趨勢分析，以優化未來容量之規劃。

(四) 軟體服務

資訊中心監控管理平台可呈現即時交易拓

樸（topology）圖，以圖形方式顯示交易連線

運作時，各個系統軟體服務的回應時間，或是

模擬數個交易模式同時運作之情形，經模擬運

算後提供交易最佳化之建議，供系統∕網路∕

應用系統∕資料庫等相關管理人員進行調校時

之參考，以排除跨軟體服務元件間之瓶頸。

六、結語

IT 策略的演進，自早期的集中化技術，用

以達成：硬體整合、降低複雜度及人力需求等

效益；至前幾年盛行的虛擬化技術，以為：解

除實體資源的界線、提升硬體使用率及降低軟

體成本等效益；乃至方興未艾之雲端運算技

術，達成：高度虛擬化的應用、資源共享等效

益；及至新興且為未來發展趨勢的應用整合技

術，達致：簡化 IT 環境、降低系統運作所需資

源、提升監控及系統調適等效益。綜上可知，

IT策略莫不隨著各項軟硬體及設備設施的精進

而持續演進，朝向更符合企業經營及 IT 管理的

目標前進。

同樣地，以往電腦機房大多著重在電力能

源耗用的管理，以及被動地提供維運資源，然

隨著巨量資料、雲端運算、虛擬化及綠色節能

等技術日益發展，電腦機房亦進化為新世代智

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資訊分享│電腦機房監控中心效能與管理

慧監控中心。歸納新世代智慧監控中心之共通

性，係組合：具備安全管控的空間設計、作業

流暢的操作人員控制台、集中醒目的大型顯示

看板、定義明確之標準作業程序、充分管控資

訊中心之管理軟體、清楚的告警訊息、專責的

技術團隊或組織等特性構建而成。不同的企業

類型，可依各自的需求，建置智能化的管理平

台，搭配關鍵績效指標之衡量並落實執行，便

可達到企業運作穩定之管理目標。

圖 7 新世代智慧監控中心

參考文獻∕資料來源：

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規劃與節能技術；DAF 2012 機房佈建與管理實務論

壇：打造綠色節能機房從氣流管理開始下手，http://

www.digitimes.com.tw/。

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