SZSD 0026-2024數(shù)字孿生技術 數(shù)據(jù)中心管理平臺參考架構

SZSDDigitaltwin—ReferencearchitectureofdatacentermanagementplatformI 1 1 1 2 3 3 3 4 5 7 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件起草單位：中國電信集團有限公司山東分公司、中國移動通信集團山東有限公司、山東愛特云翔信息技術有限公司、煙臺市大數(shù)據(jù)局、山東大學、智耘（山東）城市運營科技有限公司、山東本文件主要起草人：王凡、程濤、閆鵬飛、畢秋軍、李海超、邢建平、鐘宸、董新建、李帥、趙1數(shù)字孿生技術數(shù)據(jù)中心管理平臺參考架構本文件規(guī)定了基于數(shù)字孿生技術的數(shù)據(jù)中心管本文件適用于指導基于數(shù)字孿生技術的數(shù)據(jù)中心管理平臺的規(guī)劃和設計，為數(shù)據(jù)中心管理者及平下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適GB4943.1音視頻、信息技術和通信技術設備第1部分：安全要求GB/T21741-2021住宅小區(qū)安全防范系統(tǒng)通用技術GB/T22239信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保GB/T28827.1-2022信息技術服務運行維護第1部分：通GB/T29245-2012信息安全技術政府部門信息安全管理基GB/T30428.2-2013數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)第2部分：管理部件和事件GB/T36625.3-2021智慧城市數(shù)據(jù)融合第3部分:數(shù)據(jù)采集規(guī)范GB/T36951信息安全技術物聯(lián)網(wǎng)感知終端應用安GB/T37025信息安全技術物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸安GB/T37095信息安全技術辦公信息系統(tǒng)安全基本GB/T37024信息安全技術物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)關安全GB/T37931信息安全技術Web應用安全檢測系統(tǒng)安全技術要求和測試評GB/T39786信息安全技術信息系統(tǒng)密碼應GB/T51314數(shù)據(jù)中心基礎設施運行GB/T9387.1-1998信息技術開放系統(tǒng)互連基本參考模型第1部分:YD/T2584互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）安全防由計算機場地（機房）、其他基礎設施、信息系統(tǒng)軟硬件、信息資源（數(shù)據(jù)）和人員以及相應的幾何數(shù)字孿生模型geometricdigitaltwi物理數(shù)字孿生模型physicaldigitaltwin2基于物理實體的物理特性和行為進行建模的數(shù)字副本。它使用物理方程、傳感器數(shù)據(jù)和模擬技術行為數(shù)字孿生模型behavioraldigitaltwin基于物體或系統(tǒng)的行為和動態(tài)變化進行建模的數(shù)字副本。它使用傳感器數(shù)據(jù)、行為模型和機器學規(guī)則數(shù)字孿生模型regulardigitaltwin基于物體或系統(tǒng)的規(guī)則和約束進行建模的數(shù)字副本。它使用規(guī)則引擎、知識表示和推理技術等方將數(shù)字孿生模型以三維形式進行可視化展示的通過計算機圖形學和交互技術，將用戶界面以虛擬的方式呈現(xiàn)在屏幕上，使用戶能夠通過虛擬界4數(shù)據(jù)中心管理平臺參考架構圖基于數(shù)字孿生技術的數(shù)據(jù)中心管理平臺參考架構包括安全保障體系、數(shù)字孿生體系、運行與維護體系三大部分，其中，數(shù)字孿生體系包括基礎設施、數(shù)據(jù)采集管理、數(shù)字孿生模型、數(shù)字孿生業(yè)務平35.1基礎設施基礎設施為數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中心管理平臺的管理和數(shù)據(jù)采集對象，包括“風火水電”、存儲設施、5.2數(shù)據(jù)采集管理4數(shù)據(jù)采集內(nèi)容應包括但不限于關系數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)、實時數(shù)b)應建立數(shù)據(jù)的容錯和高可用機制，包括數(shù)據(jù)的備份和快速恢復；d)系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)存儲應留有一定容量，存儲設備應性能可靠；e)宜優(yōu)化數(shù)據(jù)組織方式，按照用途、a)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議應采用國家標準（含國家標準化指導性技術文件），行業(yè)標準和國際標b)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議的物理地址和邏輯d)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議應有足夠的可擴展編址空間，能通過路由器、網(wǎng)橋擴展子網(wǎng)和域的數(shù)目；e)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議應保證滿足媒體訪問方式、數(shù)據(jù)速率、最大數(shù)據(jù)包大小等系統(tǒng)性要求；g)采用同一種控制網(wǎng)絡通信協(xié)議的設備應遵照響應的可互操作性規(guī)范，以保證不同廠商的設備h)數(shù)據(jù)中心通信協(xié)議物理層能夠支持多種通信媒體，如雙絞線、同軸電纜、電力線、光纜和無j)對不能滿足可協(xié)作要求的子系統(tǒng)或設備，能夠采用數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|量及安全性應符合GB/T37025-20185.3數(shù)字孿生模型數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生模型是在獲取數(shù)據(jù)中心設計、建設、運維過程虛實數(shù)據(jù)的基礎上，依托三維建模軟件、仿真軟件、人工智能算法等手段建立的。其通過業(yè)務交互與物理數(shù)據(jù)中心進行虛實交互。數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生模型應能真實、客觀的映射物理數(shù)據(jù)中心實體，數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生模型可分為幾何數(shù)字孿生模型、物理數(shù)字孿生模型、行為數(shù)字孿生模型和規(guī)則5a)準確性：應準確地描述物理世界的幾何結構和屬性，以便在數(shù)字世界中進行準確的模擬和預b)高效性：應具有高效性，以便于在有限的計算資源下快速地進行計算和分析；c)易用性：應具有良好的易用性，以便于進行建模和分析，并支持不同的用戶和應用場景；e)可維護性：應具有良好的可維護性，以便于進行更新和升級，并支持不同的需求和變化；f)可擴展性：應具有良好的可擴展性，以便于適應不同的幾何結構和屬性，并能夠支持大規(guī)模a)數(shù)據(jù)集成：應集成不同來源的數(shù)據(jù)，如傳感器數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)應進行清洗、b)模型構建：應建立準確、實時的虛擬模型，以便于對物理系統(tǒng)進行分析和優(yōu)化。模型構建應c)可視化與交互：應提供直觀、易于理解的可視化界面，應支持實時交互，以便于用戶根據(jù)需d)安全性與可靠性：應具備一定的安全性和可靠性，以保證數(shù)據(jù)的安全和模型的穩(wěn)定運行。模e)可擴展性：應具備良好的可擴展性，以便于a)實時性：應實時地反映現(xiàn)實世界中物理對b)精確性：模型的仿真結果應盡可能地接近現(xiàn)實世界中物理對象和系統(tǒng)的真實表現(xiàn)，以提高分c)易用性：用戶應能夠輕松地使用行d)可擴展性：應具備較強的可擴展性，能隨著現(xiàn)實世界中物理對象和系統(tǒng)的變化，快速適應新e)數(shù)據(jù)安全與隱私保護：在采集、處理和傳輸數(shù)據(jù)的過程中，應采取措施保護數(shù)據(jù)的安全與隱a)數(shù)據(jù)驅動：應基于大量的實時或歷史數(shù)據(jù)進行訓練和優(yōu)化，以提高預測準確性和實時性；b)模塊化設計：應采用模塊化設計，使得不同的功能c)實時性：應能夠實時反映現(xiàn)實世界的變化，以便在緊急情況下提供快速響應；d)可擴展性：應具有良好的可擴展性g)可解釋性：應具有可解釋性，以便用戶能夠理解模型的決策過程，從而進行有效的監(jiān)控和優(yōu)h)可集成性：應具有良好的可集成性5.4數(shù)字孿生業(yè)務平臺6a)逼真性：應以逼真的方式呈現(xiàn)數(shù)字模型，包括光照效果、材質質感、陰影和反射等，使用戶b)實時性：應能夠實時地更新和渲染數(shù)字模型，準確反映模型的實時狀態(tài)和變化，使用戶能夠c)交互性：應提供用戶交互的功能，包括旋轉、縮放、平移、選擇和標注等，使用戶能夠自由d)可定制性：應提供可定制的選項，使用戶能夠根據(jù)自己的需求和偏好進行界面布局、顯示設UI虛擬的要求主要包括以下幾點：a)逼真性：應以逼真的方式呈現(xiàn)用戶界面，包括界面元素的外觀、布局和動畫效果等；b)可交互性：應提供用戶交互的功能，包括點擊、拖拽、滾動、輸入等，使用戶能夠通過虛擬c)響應性：應能夠實時地響應用戶的操作，包括快速的界面刷新和交互反饋，使虛擬界面具有d)兼容性：應能夠適配不同的設備和平臺，包括PC、移動設備和虛擬現(xiàn)實設備等，e)可定制性：應提供可定制的選項，使用戶能夠根據(jù)自己的需求和偏好調整界面布局、主題風5.4.1.3模塊化設計a)獨立性：每個模塊應具有相對獨立的功能和責任，模塊之間的耦合度應盡量降低，以便于模b)接口定義：每個模塊應定義清晰的接口，包括輸入、輸出和通信方式等，以便于模塊之間的c)規(guī)范化通信：模塊之間的通信應遵循規(guī)范化的通信方式，包括消息傳遞、事件觸發(fā)和函數(shù)調d)可重用性：每個模塊應具有一定的可重用性，即可以在不同的系統(tǒng)中被復用，以提高開發(fā)效e)可擴展性：模塊化設計應具有一定的可擴展性，即可以方便地添加、替換或升級模塊，以滿5.4.1.4集成處理a)高性能：集成處理的性能應達到較高水平，能夠快速響應用戶需求，提供高效的數(shù)據(jù)處理和b)模塊化：應采用模塊化設計，各個功能模塊之間可以靈d)可維護性：應具備較強的可維護性，便于進行代碼維護和升級，降低系統(tǒng)維護成本；f)易用性：應具備良好的易用性，用戶界面簡潔明了，操作流程清晰；g)兼容性：應具備較強的兼容性，能夠與業(yè)務交互主要指支撐在虛擬數(shù)據(jù)中心與物理數(shù)據(jù)中心之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步和交互，在虛擬數(shù)據(jù)中心75.4.2.1優(yōu)化控制在搭建交互平臺后，需要定義虛擬與現(xiàn)實交互的控制與優(yōu)化策略。通過交互平臺，實時獲取實際數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)綌?shù)字孿生模型中進行模擬與控制。根據(jù)控制與優(yōu)化策略，調整數(shù)字孿生模型的狀態(tài)，并將優(yōu)化結果反饋到實際環(huán)境中。這個過程是持續(xù)進5.4.2.2模擬驗證模擬驗證時，先定義交互場景，再利用數(shù)字孿生模型進行虛擬仿真，并模擬實際場景中的各種操作和干預。通過模擬驗證，可以預測和評估各種操作在不同情況下的效果。在模擬驗證完成后，將模擬結果與實際數(shù)據(jù)進行對比與驗證，并對模型進行優(yōu)化和5.4.2.3虛實同步虛實同步支持物理數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)傳輸至虛擬數(shù)據(jù)中心，使虛擬數(shù)據(jù)中心狀態(tài)逼真的反映物理數(shù)據(jù)5.4.2.4虛實交互虛實交互支持虛擬數(shù)據(jù)中心向物理數(shù)據(jù)中心傳輸數(shù)據(jù)和控制信息，如虛擬數(shù)據(jù)中心中演進的結5.5管理應用數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中心管理平臺的管理應用主要有容量管理、故障監(jiān)測與預測、云資源管理、安全評估、變更評估、能耗分析、壽命預測、智能應支持容量管理，可對數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)、資源的使用情況、冗余情況進行管理，包括電氣設備、空應支持通過仿真和AI等技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心設施的故障檢測、故障預測、故障定位等功能，支持應支持對數(shù)據(jù)中心云資源的分配、使用監(jiān)控、使用效率管應支持通過綜合實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)基礎設施設備、系統(tǒng)的安全評估和健康狀態(tài)評估應支持對電氣設備、空調設備、服務器及網(wǎng)絡設備的能耗進行動態(tài)應支持結合基礎設施設備廠商提供的數(shù)據(jù)、實時運行數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等，實現(xiàn)基礎設備設施的壽8應支持結合視頻系統(tǒng)數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進行線上智能設備設施巡檢和線下巡檢管理。應根據(jù)數(shù)字孿生數(shù)據(jù)中心管理平臺信息系統(tǒng)的等級保護定級情況，符合GB/T22239相應等級的網(wǎng)絡安全等級保護要求，以及GB/T39786相應等級的信息系統(tǒng)密碼應用要求，與政府部門信息交換應符a)應明確數(shù)據(jù)資產(chǎn)所有者以及最終責任人，經(jīng)數(shù)據(jù)所有者授權，指定負責數(shù)據(jù)授權管理的責任b)應制定數(shù)據(jù)分類分級規(guī)則，數(shù)據(jù)安全管理策略和隱私保護策略，根據(jù)數(shù)據(jù)分類和安全管理策f)平臺內(nèi)部不同系統(tǒng)之間，設備與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，宜采用數(shù)字證書對上傳的所有數(shù)據(jù)進g)平臺信息系統(tǒng)與外部信息化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享時，宜采用數(shù)字證書對所有數(shù)據(jù)進行簽名和加h)平臺信息系統(tǒng)宜支持密鑰管理功能，包括數(shù)字證書的申請、注冊、獲取a)