淺談校園網(wǎng)核心機房的規(guī)劃設計(完成稿).doc

淺談校園網(wǎng)核心機房的規(guī)劃設計柳淵 王偉（西安財經(jīng)學院 信息與教育技術中心，陜西 西安 710061）摘 要：對于有一定規(guī)模的校園網(wǎng)來講，核心機房的建設必須考慮多方面的因素。本文主要從規(guī)劃設計、機房布局、布線方法等方面，介紹了機房建設中需注意的重點問題。關鍵字：校園網(wǎng) 核心機房 規(guī)劃設計 網(wǎng)絡布線1 前言隨著高校信息化建設的不斷發(fā)展，校園網(wǎng)的規(guī)模也越來越來大，核心機房建設逐漸成為大家關注的焦點。校園網(wǎng)核心機房的功能必須從系統(tǒng)管理、維護服務、應用開發(fā)、設備安全和保密防范等，以及空間利用、布線系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控和裝修工程等諸多方面的因素考慮。圖1 機房規(guī)劃設計主要內容對于未建設或正在建設的校園網(wǎng)來說，應同時考慮核心機房在校園區(qū)內的位置，盡量縮短核心機房同網(wǎng)絡主干節(jié)點的布線距離，以便高速局域網(wǎng)安全可靠的運行。2 校園網(wǎng)核心機房規(guī)劃設計2.1 布局規(guī)劃校園網(wǎng)核心機房建設是集建筑、電氣、安裝、網(wǎng)絡等多個專業(yè)技術于一體的工程，核心機房的環(huán)境必須滿足計算機等各種微機電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、消防、保安、電源質量、防雷和接地等的要求。核心機房規(guī)劃設計及施工的優(yōu)劣直接關系到各網(wǎng)絡系統(tǒng)能否穩(wěn)定可靠地運行，保證各類信息通訊能否暢通無阻。校園網(wǎng)核心機房按照功能劃分，可設置以下幾個分區(qū)：網(wǎng)絡主干設備區(qū)：網(wǎng)絡主干設備區(qū)通常是整個校園網(wǎng)的核心部位。為保證設備的安全使用和便于維護，必須在核心機房中設置獨立的網(wǎng)絡主干設備區(qū)。在網(wǎng)絡主干設備區(qū)中的設備包括網(wǎng)絡核心交換機、路由器、防火墻設備、接入設備、通信線纜及接入光電信號轉換設備、校園局域網(wǎng)骨干光纖配線架、機房網(wǎng)絡布線配線架、VPN服務接入設備及無線網(wǎng)橋接設備等。服務器區(qū)：服務器區(qū)是安置提供信息服務設備的工作區(qū)。這些服務器提供的信息服務除了面向校園網(wǎng)用戶外，通常還面向外部網(wǎng)絡的用戶。由于服務器工作間的設備多、噪音大及發(fā)熱量高，在規(guī)劃設計時應該注意滿足良好的通風、散熱和隔絕噪音條件。為便于維護和管理，在服務器工作區(qū)中還應該配置專門的隔架或軌道，按上下雙層或多層放置各種服務器。同時配備多計算機控制器KVM（Keyboard、Video、Mouse），以及機柜專用電源分配單元PDU（Power Distribution Unit）。圖2 KVM及PDU系統(tǒng)維護工作區(qū)：專門的系統(tǒng)維護工作區(qū)是進行系統(tǒng)管理必要的工作條件，各種網(wǎng)絡設備和計算機設備的維護，新系統(tǒng)和新軟件的試用評估通常都在這里進行。信息技術人員辦公區(qū)：信息技術人員辦公區(qū)應該包括網(wǎng)絡與系統(tǒng)維護人員辦公室、軟件開發(fā)與應用人員辦公室和系統(tǒng)資料和數(shù)據(jù)備份存檔室。機房監(jiān)控區(qū)：機房監(jiān)控區(qū)是對全網(wǎng)設備集中監(jiān)控和管理的區(qū)域。需要注意的是，機房各分區(qū)均要處理好防火(煙霧報警、自動噴淋)、隔音、設備接地、機房專用恒濕恒溫空調送風回風、新鮮空氣送風回風、電子門禁系統(tǒng)和防盜系統(tǒng)的規(guī)劃與設計。另外，為了保證設備的散熱，防止靜電對設備的干擾和損壞，還要求有良好的通風、專門接地條件和對機房濕度的控制。因此，必須為校園網(wǎng)核心機房設置專門的精密空調與配電設備區(qū)。2.2 基本要求在校園網(wǎng)核心機房的規(guī)劃設計中，有以下幾點基本要求：地理位置：校園網(wǎng)核心機房位置要有利于人員的進出和設備的搬運?？臻g要求：校園網(wǎng)核心機房內所有設備應有足夠的安裝空間，其中包括計算機主機，網(wǎng)絡連接設備等。機柜前后至少留有1.2m的空間，以方便設備的安裝、調試及維護。室內高度：機房高度要求梁下到地板的最小高度不低于3m，以防機架過高，不利于設備的安裝、維護。地板承重：機房地板要能承受足夠的重量，尤其是樓上機房。對于較重的設備(例如直流蓄電池)要在機架下面墊上槽鋼來分散重力。防塵阻燃：機房頂、墻、門、窗、地面應不脫落、不起塵，裝飾材料應為不可燃材料，凡是安裝綜合布線硬件的地方，墻壁和天棚應涂阻燃漆。門窗密封性良好，以防止塵土、有害氣體或其他物質的微粒侵入造成金屬接點接觸不良或短路，影響計算機及其他設備的工作性能。墻面、天花板應涂防塵漆。濕度溫度：機房內的環(huán)境必須保持一定的濕度和溫度，并有良好的通風條件。室溫應保持在10至25之間，相對濕度應保持60至80%之間。應配備專業(yè)空調及抽風機，以滿足計算機及其他設備正常工作時對溫度、濕度的要求。防靜電：機房應鋪設防靜電地板，地板安裝有接地銅帶。接地設施：防靜電和防雷是機房最主要的預防災害設施之一，機房應有可靠的工作接地、保護接地、防雷接地。良好的接地是設備正常運行的必要條件，同時它也是防靜電、防雷擊、抗干擾、消除感應電的重要手段，應當給予充分的重視。UPS電源：機房應采用UPS不間斷電源，防止停電造成的網(wǎng)絡通訊中斷及主機系統(tǒng)非正常關機。UPS電源應提供不低于2小時后備供電能力，UPS功率大小應根據(jù)網(wǎng)絡設備功率進行計算，并具有20-30%的余量。機房電源設備應具有過壓過流保護功能，防止對設備的不良影響和沖擊。防火措施：機房內必須配備適當?shù)南榔鞑?機房內不同電壓的插座應有明顯標志。嚴禁存放易燃、易爆等危險品及具有腐蝕性的物品。2.3 設備及機柜布局校園網(wǎng)核心機房內涉及的設備較多，如何合理布局是一項較重要的工作。應充分考慮機房的面積、設備數(shù)量及大小、UPS、空調、電力柜、消防等設備的具體要求，規(guī)劃設計合理的走廊及維修空間。圖3 核心機房布局目前，一種常見的機房布局為：機柜按列分組擺放，使用UPS作為列頭柜，分別給每列機柜中的PDU供電。該布局結構可以減少UPS電池集中擺放所造成的地板負重，同時也可根據(jù)每列機柜中的設備不同選用不同的UPS負載。3 建設中的關鍵問題3.1 機房地面機房地面一般采用可拆卸的抗靜電活動地板，活動地板下的空間可作為靜壓送風風庫，通過帶氣流分布風口的活動地板將機房空調送出的冷風送入室內及發(fā)熱設備的機柜內。由于氣流風口地板與一般活動地板可互換性，因此可自由的調節(jié)機房內氣流的分布?；顒拥匕逑碌牡乇砻嬉话阈柽M行防潮處理（如涮防潮漆等），保證在送冷風的過程中地表面不會因地面和冷風的溫差而結露。圖4 可活動防靜電地板3.2 機房接地機房規(guī)劃設計中，應有計算機直流邏輯地、交流工作地、安全保護地、防雷保護地四種接地形式。在工程中可考慮為計算機直流邏輯地單獨設一組新的接地極，接地電阻小于1且與建筑物接地極的距離應大于20米。機房配電系統(tǒng)的交流工作地、安全保護地采用建筑物本體綜合接地，其電阻小于4。為防止感應雷、側擊雷沿電源線進入機房損壞機房內的重要設備，在電源配電柜電源進線處安裝浪涌防雷器。3.3 動力配電機房負載分為主設備負載和輔助設備負載。主設備負載指計算機主機、服務器、網(wǎng)絡設備、通訊設備等，由于這些設備進行數(shù)據(jù)的實時處理與實時傳遞，所以對電源的質量與可靠性的要求最高，應采用UPS不間斷電源供電來保證供電的穩(wěn)定性和可靠性，并可配相應的蓄電池以便在突然停電時能支持一定時間的電源供應。輔助設備負載指專用精密空調系統(tǒng)、動力設備、照明設備、測試設備等，其供配電系統(tǒng)由市電直接供電。3.4 空調及新風系統(tǒng)為保證機房設備能夠連續(xù)、穩(wěn)定、可靠地運行，機房空調系統(tǒng)需要排出機房內設備及其它熱源所散發(fā)的熱量，維持機房內恒溫恒濕狀態(tài)，并控制機房的空氣含塵量。為此要求機房空調系統(tǒng)具有送風、回風、加熱、加濕、冷卻、減濕和空氣凈化的能力。機房空調系統(tǒng)是保證良好機房環(huán)境的最重要設備，宜采用恒溫恒濕精密空調系統(tǒng)。如果核心機房內安裝的是普通空調，應采用多機聯(lián)動分時控制方式，減少人工干預，以保證核心機房內設備的安全運行。圖5 空調系統(tǒng)示意圖3.5 消防系統(tǒng)機房內大量的計算機及網(wǎng)絡設備嚴格要求使用氣體滅火系統(tǒng)。由于機房內部火災主要為電氣火災，而機房的吊頂上、地板下有大量的配電線路，因此需設置吊頂上、吊頂下、地板下三層報警。氣瓶間宜設在機房外，為管網(wǎng)式結構，在天花頂上設置噴嘴?；馂膱缶到y(tǒng)由消防控制箱、煙感、溫感聯(lián)網(wǎng)組成。4 校園網(wǎng)核心機房布線4.1 布線方式校園網(wǎng)核心機房不僅是校園網(wǎng)的關鍵設施，也是展現(xiàn)學校實力的一個重要窗口。應從整個核心機房的美觀、實用、安全性等方面考慮，對走線方式、配線架的采用、配線區(qū)域的分配等進行合理的設計。核心機房內的走線方式可分為兩種，即上走線方式及下走線方式。一般情況下，在大型節(jié)點機房或電信機房內多采用上走線方式。圖6 上走線方式布線多數(shù)校園網(wǎng)核心機房由于高度等客觀因素制約，采用的是下走線方式。這種方式在靜電地板下敷設金屬線槽，線槽距地面的安裝高度不高于510cm。如果核心機房采用精密空調，則應保證地板下的凈通風截面積。在線纜較多的情況下，可以采用降低高度加大寬度的方法來保障凈通風截面積。同時，為了防止強電對數(shù)據(jù)信號的干擾，金屬線槽應有良好接地，且與強電線路金屬橋架相距不小于30cm。4.2 區(qū)域分配校園網(wǎng)核心機房一般分為接入?yún)^(qū)（包括校園網(wǎng)其他功能樓宇的光纜接入、電信網(wǎng)及教育網(wǎng)的接入等）、核心交換機區(qū)（包括校園網(wǎng)核心交換機、路由器、防火墻等）、服務器區(qū)（包括校園網(wǎng)應用服務器、Web服務器、DNS服務器、郵件服務器、視頻服務器等）、存儲區(qū)等區(qū)域。在考慮校園網(wǎng)核心機房布線時，應按照不同的區(qū)域進行布線并按照不同的功能區(qū)域進行線纜的編號。這樣即便于管理與維護，也能保證核心機房的整潔與美觀。圖7 根據(jù)功能區(qū)域布線并編號4.3 光纜布線隨著光纖和光纖接入設備價格的持續(xù)下降，很多校園網(wǎng)核心機房用光纖替代傳統(tǒng)雙絞線銅纜將光纖延伸至服務器、交換機、存儲設備等，以面向高端網(wǎng)絡應用的需求。根據(jù)TIA/EIA568B和ISO/IEC11801的規(guī)定，水平部分敷設的光纖應為OM1，OM2，OM3級別的多模光纖。OM1級別具有200/500MHzkm帶寬的62.5/125m多模光纖，這種光纖在水平90m距離支持千兆應用游刃有余。OM2級別是具有500/500MHzkm帶寬的50/125m多模光纖，由于光纖以太網(wǎng)的快速發(fā)展，萬兆以太網(wǎng)的不斷應用，OM2級別的多模光纜即被OM3所超越，但在千兆以太網(wǎng)的應用中還有一定的空間，特別是千兆光纖到桌面的應用中。OM3是擁有1500/500MHzkm和2000MHzkm兩個頻帶的50/125m