解密：石油局里的数据中心- 新华三集团-H3C

解密：石油局里的数据中心

【发布时间：2009-08-31】

一个优秀的数据中心对于一家现代化油田企业来说，意味着什么？

枢纽，抑或心脏。

事实上，“面对全球市场化的挑战，企业要实现跨地区、跨行业、跨国经营的战略目标，要把工作重点转向技术创新、管理创新和制度创新上来，信息化是必然的选择”，华北石油局信息中心主任刘保国表示，信息化的过程就是企业资源中心建立的过程。其中，数据中心的作用更为凸显。

也许，人们已经了解了太多的数据中心。然而，由于石油行业数据涉密的行业属性，使得他们的数据中心很少见诸媒体。为此，本刊记者专赴河南郑州，对华北石油局新建成的数据中心进行实地采访，一探究竟。

据了解，华北石油局是一支具有50多年光荣历史、勘探力量雄厚的油气勘探开发综合队伍，拥有钻井、物探、录井、测井、固井、压裂等专业化公司的施工队伍80多支，足迹遍及全国22个省（市、自治区），为大庆、胜利、中原、河南、大港、江汉、辽河、江苏、长庆等油田的前期发现发挥了先导性作用，为我国石油勘探开发事业做出过历史性贡献，多次受到国家及部委嘉奖，共获得国家、省部级科技、勘查成果各类奖项140多项。尤其是在西部油气工程市场成功完成了亚洲第一深井，打出了西部工程公司的品牌，开辟了哈萨克斯坦、沙特等国际市场。

到目前为止，华北石油局已投入3亿余元更新设备，整体装备和施工能力已达国内先进水平；

而在两化融合的大背景下，华北石油局借助信息化在企业发展过程中，更是逐步实现了由传统国有企业向现代油田企业的转变，经济步入了持续快速发展的轨道。

生产推动力

2008年6月10日，包括华三通信、埃默森、中国电信、APC等等在内的八家国内外知名公司齐聚郑州。当然，他们此次的到来并不是为了旅游，而是为了一个特殊的项目——华北石油局的数据中心建设方案。华北石油局副局长王程忠回忆，当时每家都给出了各自完整的机房建设方案，然后在办公楼讨论。事实上，这是一个紧张而严肃的过程，从数据中心的规模到每一个系统，再到机房装修的标准。每一个事项都要经过严密的讨论。这期间，甚至细化到要配备什么样的空调。“当时有一体化的空调，是和机器是装在一起的，效果好但是价格高。几经考虑，最终还是采用了分散式的空调，”王程忠表示，这样从空调上省下来的钱就达到上千万元。

那么，华北石油局为何会如此“大动干戈”来组建一个数据中心呢？

答案是，来自业务的推动。物探、地质建模、数据传输和备份，基本上每一个环节都和数据有关。在整个业务层面，来自物探的数据是最大的。“一次三维地震测试就需要的几万（炮），一炮就是几千道，一道大概6000个样点，一个样点是4个对接，每个对接都会产生大量的数据，”刘保国表示，涉及到的数据量级往往要以TB来计算。超大量级数据的吞吐能力，对数据中心交换机提出了很高的要求，应用更高性能的核心交换机，解决网络核心设备的性能“瓶颈”问题，成为华北石油局首要考虑的问题，华北石油局通过对各厂家交换机性能以及产品特性反复对比之后选择了H3C数据中心级核心交换机 S12508，华北石油局的信息化建设从万兆网络时代迈入“超万兆网络时代”，满足了业务部门对数据中心快速访问的需求。石化企业的一些部门常年在野外作业，而部门领导和工程师不可能亲自到每一个现场去监督工程的进展。这就需要，通过远程视频系统，对作业现场进行监督。“比如像钻井过程中产生气体的显示，这种情况工程师需要马上知道，一旦延误很可能产生危险；或者钻到煤层，现场情况通过计算机传输，远程就能知道，” 王程忠表示，在钻井的过程中，一旦钻到煤，就要调整钻头的轨迹。在国内整个石油行业，中石化水平井的水平段是最长的，长度可以达到1400米。对此，华北石油局的解决办法是，建立一个智能钻井方面的数据库，通过协同工作计算机的平台，配合便携式监控装置，实现对钻井施工过程的监控，以便处理卡钻以及安全问题。这其中，钻井数据库的建设也离不开数据中心的支持。

“把我们采集的资料，中间处理的隔离资料，曲线分析数据以及每一次定位资料，放在数据中心上存储起来，可以随时调用、对比分析”。刘保国表示，以钻井为核心的数据库是最早建成的，现在每年都会把把新井数据录入进去。“录井是在井场上，无论是钻井的数据还是试采的数据，录井公司拿到的资料是最全的，由他们来建设相应的数据中心效果要更好。”事实上，华北石油局的大部分录井数据都是采取这种模式。

神秘的高密度磁带

对于石化企业来说，数据几乎贯穿了生产的每一个环节。因此，在实际工作中，同一个数据往往会涉及到多个部门和单位，经常产生争议。

“像ERP的建设专门有一个数据的软件包，比如说财务要用这个东西，人力资源也要用这个东西。在一个企业里面两个处室，因为数据不统一，总结出来的东西是不一样的，报表也是不一样的，”刘保国表示，在进行数据整合以后，类似的问题会在很大成都上得到避免。

“一旦数据产生争议，必须以我们的这个数据中心为准，”刘保国表示，现在的数据仍然是以磁带的方式传送。记者了解到，南京的物探研究所和石油物探研究所都承担着华北石油局的项目，而数据的传输方式仍然是磁带——从备份拷到一个磁带上，以保证数据的安全。

事实上，大量使用高密度磁带，安全性是最主要的考虑因素。“比如我的资料要拿到国外去处理，该怎么传呢？”刘保国表示，一旦出现问题，很可能造成国家机密的泄露。因此在数据传输上，目前采用最多的介质就是高密度磁带。

“数据存储中心与高性能计算中心往往分离，这就需要经常把数据进行移动。当时用汽车把磁带拉过去，然后用磁带机再做读出来”，王程忠表示，这期间往往涉及到大量磁带机的使用，往往几十台机器一起在读数据，最后读出来的数据通过提前设置好的数据库汇集到一起，再以文件的形式把它们存起来，同时用特定的记录编号对文件进行定义。

磁带机的工作原理，就像普通音乐磁带一样，只是存储数字信息的格式不同，并且有更加严格的数据校验功能，所以只有专用的磁带机才能读出磁带里的数据。同时，电脑上看不到磁带机的盘符，必须要安装驱动程序。这些特性都尽可能保证了数据的安全性。

“在上个世纪80年代，一个硬盘大概有300、400公斤，一旦想要做数据的移动，必须几个年轻的小伙子一起，才能推得动，但是存储容量只有300MB，而且磁头还是浮在硬盘上面的。现在，一个手掌大小的硬盘就可以实现TB级别的存储。”刘保国回忆。

面对存储技术和设备快速的更新速度，华北石油局方面表示，“现在建成的数据中心，至少要在5年内保证不落后”。出于对未来业务需求的增长和技术变革的考虑，华北石油局在此次数据中心的建设过程中，为今后机房的扩容、设备扩展都提前预留了发展的空间，比如说采用的数据中心交换机就可以从10G平滑升级到40G和100G。

尽管现在的数据还是在用高密度磁带为介质来传输，但刘保国表示，不久以后，数据之间就可以实现盘对盘的拷贝。不过他强调，在相当长的一段时间里面，高密度磁带并不会因为数据中心的建成而彻底被放弃使用。事实上，一些数据，如三维资料数据在采集过程当中就要处理，往往这些数据还没有录入中心就可能就需要转移。在这种情况下，高密度磁带仍然是很好的传输介质。

对峙“电老虎”

面对每年动辄上百万的电费，对于数据中心来说，如何节能则显得非常重要。为了进一步打造节能型的数据中心，华北石油局在此次数据中心的建设过程中精打细算，按照刘保国的话来说，甚至精细算到了机房里面每个照明灯的瓦数。

在空调上，数据中心采用的是智能分散式空调，价格需要上百万。之所以采用这种空调，刘保国表示，主要是考虑到所有的设备不会同时开。无视实际情况，所有风机全都启动的话，会造成巨大的电力浪费。相比之下，智能空调会自动监测机房的情况，一旦达到指定的条件，就会相应的增减风机的数量，以达到精准控制。

在供电的问题上，UPS如果弄得太大，时间一长电池就得更换。因此适宜的UPS也不可或缺。而所有的功耗都是IT部门工作人员一台一台服务器，一台一台的设备，按照额定功率算出来的。这其中会涉及到一个公式，即用电器功率乘以0.8。

此外，灯光的设计也是需要考虑的一个环节。“灯光射到柱子上，射到墙上会不会刺眼，柔和度都搞了相应的设计。”刘保国说。

对于数据中心的用电大户——服务器来说，刘保国也有着独到的见解，“刀片式服务器因为空间很小，所以读取芯片的电流是非常大的。如果没有超大的电流，读写就会出错。”他认为，单个刀片式服务器跟箱体服务器比较，本身并不节能，但必须注意到的一点是，刀片式服务器占用的空间会很少，而这似乎就解释了刀片式服务器在超大型机房内倍受青睐的原因。

备份+应用+安全

对于一个大量数据生产单位来说，在数据存储的过程中，灾备是必不可少的一个环节。在这个方面，华北石油局对一些数据进行了双重备份甚至三重备份

“按照规定，我们从野外采集的数据都是双备份，”王程忠表示，一旦数据损坏，恢复成本非常高。那么把记录了数据的高密度磁带放在专门的档案库里面，还会有安全问题么？答案当然是否定的。

对于一些重要数据，华北石油局采取了三重异地备份的方式对资料进行存储，往往是数据中存有一份，档案库里面两份。“像地震资料存在河南新乡，钻井资料存在路井，而在数据中心和档案库又分别存放一份” 王程忠表示，这样的存储方式应该是很保险的。

记者了解到，华北石油局对数据中心和档案馆采取的是一体化的设计方案，档案馆就在数据中心的一楼。机房是一个分区，档案馆面积大概有1000多平方米，有三个分区。加在一起的话，总共是四个分区。这样多分区的好处是能够比较好的使用机房的物理空间，同时做到分区管控。

“要是一个大的分区，几千平方米，一旦有意外发生，要把防护气体充满房间，不但耗时长、而且很难快速达到指定位置。”王表示，大分区的情况下，很难做到精准化的管理。

在数据应用上，尽管只是一个研究的方向，但是地质建模对于探明一个地区的油气储量是非常重要的。而这个过程中，往往涉及到大量的数据处理和分析——钻井的信息、地质地层的信息、孔吸度的信息、钻头的信息、岩性的信息、维地层资料的储存预测信息以及测路井的信息。通过对上述情况建立不同的模型，进而形成对油气田和油藏描述形成有效的数据信息。

“以砂岩为例，在某一个地区，我们可以通过探井采集到相应的数据，把孔吸度测算出来，”刘保国表示，录井越多，模拟出来的效果越好。

事实上，地质建模主要是对油气藏进行描述的一种数学工具，建立在地质统计学上，通过对几个区域变量，推算出其他地区的情况。不过，刘保国认为，要形成对一个地区油气储量更为有效监测数据，来自物探和三维地震数据的资料要更为精确一些。

显然，由于数据对于华北石油局来说就是安身立命之本，因此数据的存储备份是至关重要的，同时确保数据在点对点传输过程之中不被窃取、撰改也是非常重要的，针对数据中心的网络安全，华北石油局采用了内、外网物理隔离的安全策略，以提高系统安全级别。为了从源头保证数据中心的安全，华北石油局在终端接入上部署了H3C的端点准入控制（EAD）产品，通过对网络接入终端的检查、隔离、修复、管理和监控，使整个网络变被动防御为主动防御、变单点防御为全面防御、变分散管理为集中策略管理。同时在外网Internet接入区域通过在H3C交换机中嵌入式防火墙以及其他多业务功能模块，形成了有效的深层次安全防护。

资源共享关键在人

服务，是数据中心最主要的职能。对于这种说法，刘保国解释，信息网络中心的职能就是把硬件、软件，包括网络平台构筑好，做好应用的整合和维护，哪里有问题，就去哪里解决。但是，整合并不是一个简单的概念，它涉及到三方面的问题，数据资源、软件资源、员工使用习惯。而后者是许多企业在信息化建设中，面临最多的问题。

“我们现在以内网工作为主，但是在外网环境工作时间长了后，突然转变，员工对内网会有抵触情绪。对信息网络中心来说，同样是发表一篇文章，可以发到杂志上，也可以发到报纸上，还可以发到内网上，但是发到内网上没稿费，这个问题没法解决，那么员工的积极性就不能调动起来”刘保国分析，解决这种问题，首先，需要一个刚性的规定。其次，需要大家提高认识。再次，满足员工的实际使用需求。他表示，三个方面缺一不可。

“说实话，目前网络资源的整合距离真正能够深入人心还有相当的距离，它需要我们下一步踏踏实实地去做，”刘保国认为，现在华北石油局的整合工作仅仅是一个开始，而且与国外一些同行企业相比，还相差甚远。

在国际上，“有一个很高端的系统可以实时模拟远程施工现场场景，进而实现两地甚至多地协同办公。一个很大的玻璃大屏幕，亮度能达到1万流明，再戴上一个专门的镜子，眼前就能三维模拟出远程作业现场的全景。”刘保国为记者描述了一个超炫的工作平台，“用手上的传感器敲虚拟的钻井，也会发出当当的响声，就像完全身处其中。”不过，这套系统目前尚未被装配在华北石油局，刘保国表示，未来华北石油局会考虑引入。

信息化无止境

目前，华北石油局的数据中心已经正式投入使用。让人感叹的是，这个涉及数千万元工程，在预算与实际支出上竟然达到了惊人的一致。而这均缘于对整个机房建设项目的严格设计和施工过程的严格管理，以及对设计方案深刻理解及把握的准确。 “我们把一台一台设备往计算器上摆，把智能空调按照用电量一点一点地算，甚至包括UPS需要用到什么档次，一些智能监控到底要达到到什么规模、消防要达到什么样的规模？并且还要把五年的发展空间预留出来，再考虑进相应的富裕量等等。”显然，这细小的差额得益于此前IT部门的精打细算和对数据中心整体构架的良好设计。

摆在眼前的问题是，目前数据中心的管理团队仅仅有8个人，还包括刘保国自己。对于华北石油局信息化工作方面的下一步安排，刘保国表示，管理将成为下一步的工作重点，“尽管来自各个层面的数据已经实现了整合，但实际上还只是达到了平面上的数据集中。”事实上，要实现数据真正的共享、整合，恐怕不是一两年能够解决的，有些东西自身带来就没有办法进行整合，他认为整合是一个难点问题。

“数据中心平台搭建好之后，它所承担的不仅仅是网络办公、人力资源、ERP，”刘保国更愿意把平台通解为后期服务的延伸。他认为，“建立数据中心的目标从根本上说是为了油田，找油找气。把这一块做好，是一个任重道远的问题。而在数据中心基础上建立的网络平台今后将为石油勘探开发，尤其是建设服务。”

除了数据中心，今年华北石油局还准备增加一些其他的信息化项目，比如说视频会议，监控数据传输的装备。“近期，还要上几台便携式的装置，开动员会议没有网络的地方也可以连接进来。”而一个远期的规划是，将远在河南新乡的高性能计算中心搬到郑州的数据中心来，刘保国盘算着，这样既避免了存储中心和高性能计算中心分离的局面，又在物理空间上减少了因为数据传送所带来的风险和成本消耗。