ANSI.TIA-942-數(shù)據(jù)中心的電信基礎(chǔ)設(shè)施標準

1、TIA-942 ，數(shù)據(jù)中心的電信基礎(chǔ)設(shè)施標準數(shù)據(jù)中心設(shè)施的設(shè)計策略 摘要Cisco® 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是 Cisco Systems® 公司 為滿足 IT 環(huán)境的業(yè)務(wù)需求提供靈活支持而設(shè) 計的一種 集成化和具有適用性 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它在很大程度上依靠基礎(chǔ)物理設(shè)施來提供保證 IT 環(huán)境完美、可靠運行的電源設(shè)備、冷卻設(shè)備、物理機架、布線、物理安全和防火措施。本白皮書講述了支持新興的虛擬運算環(huán)境的各項設(shè)施的設(shè)計策略。簡介 數(shù)據(jù)中心的管理員們?nèi)缃窀呄蛴诳紤]如何讓 IT 更好地為商業(yè)策略服務(wù)、提高運營效率和為持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)平臺這些問題。 Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中

2、心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是一種 集成化和具有適用性 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它在支持新興的面向服務(wù)的架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化以及按需計算的同時，也支持 IT 組織對 （數(shù)據(jù)） 整合、業(yè)務(wù)持續(xù)性和安全的直接需求。這種體系結(jié)構(gòu)讓 IT 管理者可以配備對其目前商業(yè)目標提供最佳支持的技術(shù)，并且可以高效地引入未來的服務(wù)和應(yīng)用。Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分之一是讓 IT 環(huán)境得以運轉(zhuǎn)的物理設(shè)施電源設(shè)備、冷卻設(shè)備、物理支架、布線、物理安全和防火措施。業(yè)界的一些企業(yè)，包括 APC ，用術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施”（ NCPI ）來概括這套設(shè)施：  電源 設(shè)備 供電基礎(chǔ)設(shè)施包括樓宇電力供應(yīng)入口、主配電設(shè)備

3、、發(fā)電機（組）、不間斷電源（ UPS ）供應(yīng)系統(tǒng)和電池、過電壓保護、變壓器、配電盤，以及斷路器。  冷卻 設(shè)備 數(shù)據(jù)中心的散熱系統(tǒng)，包括機房專用空調(diào)機組（ CRAC ）及其相關(guān)子系統(tǒng)（制冷裝置、冷卻塔、冷凝器、 風(fēng)道 ( ductwork) 、泵組、 管道系統(tǒng) ( piping) ）以及機架級或行級制冷設(shè)備或空氣分配設(shè)備。  布線數(shù)據(jù)線纜用不同的材料和連接器來優(yōu)化系統(tǒng)性能和靈活性，而系統(tǒng)管理則為長距離通信保持這種優(yōu)化。關(guān)于電源線，在本白皮書中也有說明。  機架和物理結(jié)構(gòu)這些要素中最重要的是放置 IT 設(shè)備的機架結(jié)構(gòu)、房間 的 物理要素（如：吊頂和活動地板），以及布

4、線通道。  管理系統(tǒng)要讓系統(tǒng)可靠地運行，對所有物理組件進行監(jiān)控是很重要的。管理系統(tǒng)包括各種系統(tǒng)，如：樓宇管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、網(wǎng)元管理器以及其它監(jiān)控軟件和硬件。  接地這包括普通接地網(wǎng)絡(luò)和保護數(shù)據(jù)中心設(shè)備不被靜電放電損壞的接地設(shè)備。  物理安全和防火措施這里所說的子系統(tǒng)是指室內(nèi)和機架級的物理安全設(shè)備以及火災(zāi)隱患檢測 /排除系統(tǒng)。如果按照傳統(tǒng)方法將以上要素單獨 落實 ，得到的將是一個復(fù)雜而且無法估量的系統(tǒng)，其組件并不能協(xié)同工作。對這些組件的管理工作也變得冗雜，因為必須將各種不同的管理系統(tǒng)拼湊到一起來，即使這樣可能都無法為可靠關(guān)鍵業(yè)務(wù)操作提供必需的完全監(jiān)控。然而，如

5、果這些要素被整合到一個由全局系統(tǒng)管理系統(tǒng)支持的完善的端對端系統(tǒng)中，該系統(tǒng)將會提供支持 Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)所需的必要基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心的供電問題和不間斷電源 (UPS)問題 如今的 IT 系統(tǒng)出現(xiàn)了一些在三十年前研發(fā)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心供電原理時無法預(yù)見到的新供電問題。專家提出了五個解決目前供電系統(tǒng)問題的基本要求，供電系統(tǒng)應(yīng)該：1. 是 一個模塊化的、能方便發(fā)展并適應(yīng)不斷變化的供電需求的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)需求很難預(yù)測，而且大多數(shù)系統(tǒng)都過于龐大。研究表明，現(xiàn)在的標準數(shù)據(jù)中心利用率還不到其基礎(chǔ)設(shè)施實際能力的 50% 。產(chǎn)業(yè)前景預(yù)測也顯示了不斷攀升且不可預(yù)計的功率密度需求，而新的數(shù)據(jù)中心必須符合

6、至少未來 10 年內(nèi)的需求。2. 采用 能減少或簡化規(guī)劃和定制設(shè)計的一種預(yù)先設(shè)計組件的標準供電解決方案，以加快工作進度。傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的規(guī)劃和獨立設(shè)計需要 6 至 12 個月，與大多數(shù)企業(yè)的規(guī)劃期比起來過于漫長。設(shè)計耗費時間、價格昂貴且是后續(xù)質(zhì)量問題的根源之一，這讓后期安裝的擴展和修改變得非常困難。3. 是 一個具有防錯功能且能減少單點故障以增加系統(tǒng)可用性的供電系統(tǒng)。根據(jù) Uptime Institute 提供的信息， 40% 的宕機時間都是人為故障造成的。另外，傳統(tǒng) 不間斷電源供應(yīng) 系統(tǒng)使 IT 設(shè)備負載過高，以至于需要使用更多斷路器來模擬單點故障。4. 是 一個提供機架級和電源級供電監(jiān)控的管

7、理系統(tǒng)。服務(wù)器間的動態(tài)功率變化以及機架級的持續(xù)變化、調(diào)整的負載，會引起意外的超負荷和機架過熱情況。隨著每個機架的功率密度不斷提高，這些問題只會越來越嚴重。5. 是 一個使用標準化、可熱交換和 用戶 耐用的 模塊以減少平均修復(fù)時間（ MTTR）的供電系統(tǒng)。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，沒有隨時可用的備用部件，診斷和修復(fù)都需要進入系統(tǒng)操作。這些系統(tǒng)太復(fù)雜了，所以技術(shù)服務(wù)人員和維護人員往往會在操作和維護系統(tǒng)時犯錯或中斷放棄。為滿足以上要求，必須對現(xiàn)在的設(shè)計思路進行一些改進。供電設(shè)備的技術(shù)和設(shè)計，以及如何測定數(shù)據(jù)中心的供電情況，都需要改進。對供電系統(tǒng)組件的集成工作應(yīng)從目前慣用的獨立系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計思路轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎妙A(yù)先設(shè)計

8、甚至預(yù)先生產(chǎn)的解決方案。UPS 系統(tǒng)設(shè)計配置 從樓宇的市電電源配電給數(shù)據(jù)中心的臨界載荷是 UPS 系統(tǒng)設(shè)計的五種配置之一。為特定應(yīng)用選擇哪一種配置，取決于可用性需求、風(fēng)險承受能力、數(shù)據(jù)中心負載類型、預(yù)算以及現(xiàn)有供電基礎(chǔ)設(shè)施。很多因素都會影響系統(tǒng)的可用性，包括人為故障、組件可靠性、維護安排和修復(fù)時間。在很大程度上來說，因素對整個系統(tǒng)可用性的影響，取決于該系統(tǒng)選擇哪種配置。表 1 列出了五種配置以及其相應(yīng)的可用性排名、 “ 等級 ” 和成本。表 1. UPS 配置可用性與成本UPS 配置 描述 可用性排名 等級 * 每套機架所需費用（ US$ ） 容量 (N) 單一 UPS 模塊或一組并聯(lián) UPS

9、 模塊 1 = 最低 等級 13,500 至 18,000 美元 串聯(lián)冗余 正常情況下由一個主要的 UPS 模塊為負載供電；一個輔助的（“獨立”） UPS 為主 UPS 模塊的靜態(tài)旁路供電 2 等級 18,000 至 24,000 美元 并聯(lián)冗余（ N+1 ） 多個并聯(lián)的容量相同的 UPS 模塊共用一條輸出總線 3 分布式冗余 三個或多個具有獨立輸入和輸出電路的 UPS 模塊 4 等級 24,000 至 30,000 美元 雙總線系統(tǒng) (2N, 2N+1) 兩條完全獨立的供電線路，每條都可以獨立支持負載 5 = 最高 等級 36,000 至 42,000 美元 * “等級”根據(jù)由 Uptime

10、 Institute ( ) 定義的特定目標來劃分系統(tǒng)可用性。 計算數(shù)據(jù)中心的功率需求 除了選擇 UPS 配置方案，計算數(shù)據(jù)中心的電力需求也是必要的。這就需要了解制冷系統(tǒng)、 UPS 系統(tǒng)和 IT 負載所需的電量。雖然這些元素的功率需求可能實際上相差很多，但是如果已經(jīng)確定了已規(guī)劃 IT 負載的功率需求，就可以準確估計出這些元素的功率需求。除了估計電力線路的容量，這種計算還可以用于估計備用發(fā)電機系統(tǒng)的功率輸出容量。表 2 是一張數(shù)據(jù)中心功率需求的合理估算的數(shù)據(jù)表。一旦確定了電力線路的容量大小，就可以在有資質(zhì)的設(shè)備系統(tǒng)提供商（如果是大型數(shù)據(jù)中心，則是咨詢工程師）的幫助下，開始規(guī)劃工作。 表 2. 數(shù)

11、據(jù)中心功率需求數(shù)據(jù)表項目 所需數(shù)據(jù) 計算合計（ kW ）功率需求電力 臨界載荷來自 APC 網(wǎng)站的估算計算器值 每個 IT 設(shè)備的額定功率 ( 計算器總 VA 值 x 0.67)/ 1000 #1 _kW 對于估算計算器中沒有列出的設(shè)備，臨界載荷銘牌 合計 VA 值（包括消防、安全和監(jiān)控系統(tǒng)） ( 合計 VA 值 x 0.67)/1000 #2 _kW 未來的負載 每個預(yù)期 IT 設(shè)備的銘牌 VA 值 ( 未來設(shè)備的累計 VA 額定值 )x 0.67/1000 #3 _kW 由于臨界載荷變化導(dǎo)致的峰值功率下降 穩(wěn)定狀態(tài)臨界載荷的總功率下降值 ( #1 + #2 + #3 ) x 1.05 #4

12、 _kW UPS 功率損耗和電池充電 實際負載 + 未來負載 ( #1 + #2 + #3 ) x 0.32 #5 _kW 照明設(shè)施 與數(shù)據(jù)中心有關(guān)的地板總面積 0.002 x 地板面積 ( 平方英尺 ) 或 0.0215 x 地板面積 ( 平方米 ) #6 _kW 用于滿足電源需求的總功率 上述 #4 、 #5 和 #6 的總和 #4 + #5 + #6 #7 _kW 功率需求制冷 用于滿足制冷需求的總功率 上面 #7 中的總和 對于制冷機系統(tǒng) #7 x 0.7 對于 DX 系統(tǒng) #7 x 1.0 #8 _kW 總功率需求 用于滿足電源和制冷需求的總功率 上面 #7 和 #8 中的總和 #7

13、 + #8 #9 _kW 估算電力線路容量 滿足 NEC 和其他規(guī)范組織的需求 上面 #9 中的總和 #9 x 1.25 #10 _kW 線路入口處提供的三相交流電壓 交流電壓 #11 _kW 需要從供電公司獲取的電力容量（以安培計） #10 中的總和以及 #11 中的交流電壓 (#10 x 1000 ) / (#11 x 1.73 ) _ 安培 估算備用發(fā)電機容量（如果可用） 需要備用發(fā)電機的臨界載荷 上面 #7 中的總和 #7 x 1.3* #11 _kW 需要備用發(fā)電機的制冷負載 上面 #8 中的總和 #8 x 1.5 #11 _kW 所需發(fā)電機的容量 上面 #12 和 #13 中的總和

14、 #12 + #13 _kW * 1.3 變量適用于使用功率因數(shù)完全修正后的 UPS 。如果使用帶有輸入諧波濾波器的傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換 UPS ，則必須乘以 3.0 。 數(shù)據(jù)中心的冷卻 自 1965 年以來，數(shù)據(jù)中心的冷卻設(shè)施設(shè)計只有過很少的改動。這使得與冷卻有關(guān)的問題日漸突顯，尤其是在高密度計算出現(xiàn)以后。目前的冷卻系統(tǒng)都必須符合表 3 中列出的五種關(guān)鍵要求。 表 3. 冷卻系統(tǒng)的五種關(guān)鍵要求 要求 描述 可擴展性和適應(yīng)性 冷卻系統(tǒng)的需求很難預(yù)測，并且，為了滿足未來的需要，冷卻系統(tǒng)體積普遍較大，因為很難在現(xiàn)有運行空間中加強冷卻能力。設(shè)備負載常常在不知道冷卻系統(tǒng)是否受到影響的情況下悄然改變。 標準化 客

15、戶定制設(shè)計是一項費時、高成本的工作，并且是后續(xù)質(zhì)量問題的主要根源之一，因為典型的安裝工作會涉及到一大批供應(yīng)商。系統(tǒng)的規(guī)劃和特別設(shè)計需要 6 至 12 個月時間，跟大多數(shù)企業(yè)的規(guī)劃期相比，這個時間 過于 漫長。而從特別設(shè)計的系統(tǒng)中獲得的經(jīng)驗又很難應(yīng)用到其它系統(tǒng)，因為特別的解決方案會出現(xiàn)特別的問題。 簡單化 復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)因為人為故障而發(fā)生宕機的可能性要高得多，尤其是在修復(fù)工作復(fù)雜而且費時的情況下。此外，在處理定制的冷卻解決方案時要規(guī)劃和校驗冗余也比較困難。 智能化 機架的上下溫差可能高達 18ºF (10°C) ，這會給單個 IT 設(shè)備帶來意外的壓力，致使設(shè)備過早損壞。 管理

16、 傳統(tǒng)冷卻管理系統(tǒng)報告的數(shù)據(jù)通常與實際的故障征兆關(guān)系甚微，很少會提供對錯誤診斷有幫助的信息。其冷卻性能數(shù)據(jù)通常不是統(tǒng)計于單個的 CRAC 單元，因此無法深入了解系統(tǒng)的整體性能。 同供電系統(tǒng)一樣，要解決冷卻系統(tǒng)的問題，需要對現(xiàn)在的設(shè)計思路進行一些改進。這包括冷卻設(shè)備技術(shù)上和設(shè)計上的改進，以及如何測定數(shù)據(jù)中心的冷卻要求。冷卻系統(tǒng)組件特別是空氣分配和返回系統(tǒng)的標準化和集成化將極大地提升數(shù)據(jù)中心的可用性。 適度冷卻與精確冷卻 當今的技術(shù)室需要精密、穩(wěn)定的環(huán)境，以便高敏感度的電子設(shè)備達到最佳運行狀態(tài)。 IT 設(shè)備會產(chǎn)生不尋常的的集中熱負荷，同時，其又對溫度和濕度的變化非常敏感。標準空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)并不適合數(shù)

17、據(jù)中心使用，會造成系統(tǒng)關(guān)閉和組件故障。 設(shè)計條件應(yīng)該在 72 75°F (22 24°C) 之間，相對濕度 35 50% 。不利的環(huán)境條件極具破壞性，溫度的快速波動也會對 IT 設(shè)備造成不良影響。之所以硬件設(shè)備不處理數(shù)據(jù)也要一直通電，這是原因之一。精確空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于長期將溫度變化保持在 1°F (0.56°C) 之內(nèi)，濕度變化保持在 3 5% 之內(nèi)。而普通的“適度冷卻”系統(tǒng)，則用于在夏季 95°F (35°C) 和濕度 48% 的外界條件下，使室內(nèi)保持 80°F (27°C) 的溫度和 50% 的濕度。數(shù)據(jù)中心環(huán)

18、境若維護不善，會對數(shù)據(jù)的處理和存儲操作造成負面影響：   高溫或低溫高溫、低溫或快速變化的溫度可能使數(shù)據(jù)處理崩潰并造成整個系統(tǒng)關(guān)閉。溫度變化可能改變電子芯片和其它板卡組件的電子、物理特性，造成誤操作或故障。這些問題可能只是暫時出現(xiàn)，也可能持續(xù)數(shù)日。不過即使是暫時出現(xiàn)的問題，也可能難于檢測和修復(fù)。  高濕度 高濕度可能會造成磁帶和表面變質(zhì)、磁頭損壞、機架結(jié)露、腐蝕、紙張?zhí)幚韱栴}、造成組件和板卡故障的金銀 脫離 等問題。  低濕度低濕度在很大程度上增加了靜電放電的可能性，這會破壞數(shù)據(jù)并損壞硬件。 精確空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是為了進行精確的溫度和濕度控制。精確空調(diào)系統(tǒng)具有方便的

19、服務(wù)、系統(tǒng)靈活性和冗余性，可保證數(shù)據(jù)中心常年 24 小時正常運行。 計算數(shù)據(jù)中心的冷卻需求 估算精確冷卻系統(tǒng)的冷卻容量需要了解 IT 設(shè)備和數(shù)據(jù)中心里其它熱源的發(fā)熱量。發(fā)熱率的常用度量單位包括 BTU （英國熱量單位） / 小時、噸 / 天和瓦特。不同度量單位的混用給用戶和規(guī)則制定者造成了很多不必要的混淆。令人欣慰的是，全球范圍內(nèi)的標準化組織都傾向于使用統(tǒng)一的標準單位：瓦特 (W) 。 BTU 和噸（指冰的冷卻能力）這兩個古老的術(shù)語將逐漸退出歷史舞臺。 IT 設(shè)備通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)哪芰靠梢院雎圆挥?。因此，交流電源干線所消耗的能量基本上都會轉(zhuǎn)換為熱量。（ PoE 設(shè)備與遠程終端的數(shù)據(jù)傳送可能會消耗

20、多達 30% 的能量，但是本白皮書為簡化問題，假設(shè)所有能量都消耗在本地設(shè)備上。）這樣一來， IT 設(shè)備的 發(fā)熱量 就可以簡單地等同于該設(shè)備的電力 消耗量 （均以瓦特為單位）。更簡單地說，系統(tǒng)總發(fā)熱量（即冷卻需求總量）即為各組件發(fā)熱量的總和，包括 IT 設(shè)備和其它項目，如 UPS 、配電系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)施以及人員。不過，這些項目的發(fā)熱率可以通過簡單的標準化規(guī)則輕松測算出來。 UPS 和配電系統(tǒng)的發(fā)熱量由兩部分組成：固定的損耗值和與運行功率成正比的損耗值。對于不同品牌和型號的設(shè)備，它們的這兩部分熱量損耗是十分一致的，因此可以比較準確地估計它們的發(fā)熱量。照明設(shè)施和人員所產(chǎn)生的熱量也可以用標準值

21、很快估算出來。需要用戶指定的變量，只有少數(shù)極易獲取的數(shù)值，如地板面積和電力系統(tǒng)的額定功率等。 雖然空調(diào)設(shè)備的風(fēng)扇和壓縮機會產(chǎn)生巨大的熱量，但是這些熱量都被排放到室外，不會增加數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的熱負荷。然而，這些不可避免的能量損失會降低空調(diào)系統(tǒng)的效率，如果空調(diào)系統(tǒng)比較龐大，則這部分損失在計算時也應(yīng)加以考慮。 可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心中各項設(shè)備的發(fā)熱量來進行詳細的熱量分析，不過利用簡單規(guī)則而進行快速估算的結(jié)果也是在復(fù)雜分析結(jié)果的允許誤差范圍之內(nèi)。這種快速估算法的優(yōu)勢還在于，不具備專業(yè)知識或未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的任何人都可勝任這一工作。根據(jù)表 4 中的數(shù)據(jù)，可以迅速可靠地確定數(shù)據(jù)中心的總的熱負荷。如果數(shù)據(jù)中心的墻壁或

22、屋頂受到強烈的日照，或者還有其它的環(huán)境熱量釋放源，則應(yīng)由 HVAC 咨詢師來評估這些熱源如何影響整個熱量需求。 表 4. 數(shù)據(jù)中心散熱量計算數(shù)據(jù)表 項目 所需數(shù)據(jù) 散熱量計算 散熱量分類匯總 IT 設(shè)備 IT 設(shè)備總負載（所有 IT 設(shè)備電源輸入功率之和） 等于 IT 設(shè)備總負載功率（瓦特） _W 帶電池的 UPS 供電系統(tǒng)額定功率（ UPS 系統(tǒng)的額定功率，不包括冗余模塊） (0.04 x 電源系統(tǒng)額定值 ) + (0.06 x IT 設(shè)備總負載功率 ) _W 配電系統(tǒng) 供電系統(tǒng)額定功率 (0.02 x 電源系統(tǒng)額定值 ) + (0.02 x IT 設(shè)備總負載功率 ) _W 照明設(shè)施 地板面

23、積（單位：平方英尺或平方米，換算為瓦特） 2.0 x 地板面積（平方英尺），或 21.53 x 地板面積（平方米） _W 人員 數(shù)據(jù)中心最大人員數(shù)，換算為瓦特 100 x 最大人員數(shù) _W 合計 _W 大型節(jié)點環(huán)境的制冷 隨著高密度服務(wù)器 (Blade server) 技術(shù)的采用，空氣分配和冷卻能力方面又出現(xiàn)了新問題。因為高密度服務(wù)器將電源和冷卻需求集中在一個 小型因數(shù)中 ，數(shù)據(jù)中心設(shè)施面臨著服務(wù)器集群提出的新問題。表 5 提出了對這類環(huán)境進行制冷的五種建議方法。 表 5. 大型節(jié)點環(huán)境制冷方法 方法 描述 分散負載 設(shè)備室的供電和冷卻能力達到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，并且通過拆分多個機柜中設(shè)備

24、的方法來分散機柜上那些負載超過設(shè)計平均值的設(shè)備。 運用規(guī)則借用閑置冷卻能力 設(shè)備室的供電和冷卻能力達到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，并且運用規(guī)則使高密度機柜能夠借用周圍機柜的閑置冷卻能力。 補充制冷 設(shè)備室的供電和冷卻能力達到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，并且根據(jù)需要使用補充的冷卻設(shè)備去冷卻密度超過設(shè)計平均值的機柜。 特定高密度區(qū)域 設(shè)備室的供電和冷卻能力達到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，在具有高冷卻能力的房間內(nèi)劃出一塊特殊限制區(qū)域，只把高密度機柜安放在那里。 全局制冷 設(shè)備室中的每個機柜都具有滿足最大機柜密度的供電和冷卻能力 。 空氣分配系統(tǒng)配置 在設(shè)計數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)時，其目標是創(chuàng)建一個從冷空氣源頭到服務(wù)

25、器通風(fēng)口之間的潔凈通道。根據(jù)性能、成本和實施難度不同，有九種基本方法可以提供 IT 設(shè)備的進出空氣流。而空氣的供應(yīng)和返回都有三種基本方法來完成 CRAC 裝置和負載之間的空氣輸送：（ 1 ）洪灌方式，（ 2 ）局部管道方式，（ 3 ）全管道方式。表 6 圖解了九種可能的組合方式。 APC 第 55 號白皮書，“ 關(guān)鍵設(shè)備的空調(diào)結(jié)構(gòu)選擇方案 ”描述了這九種空氣配送方法及其各自的優(yōu)點。 表 6. 冷卻系統(tǒng)類型   洪灌方式回風(fēng) 局部管道方式回風(fēng) 全管道方式回風(fēng) 洪灌方式送風(fēng)    小型局域網(wǎng)機房（功耗低于 40kW ）： · 可冷卻功耗最高為 3k

26、W 的機架 · 安裝簡單 · 成本低 一般用途： · 可冷卻功耗最高為 3kW 的機架 · 不需要活動地板 · 成本低 / 安裝簡單 適合解決高熱機架問題： · 可冷卻功耗最高為 8kW 的機架 · 不需要活動地板 · 可提高 CRAC 裝置的效率 局部管道方式 送 風(fēng)  活動地板環(huán)境  活動地板環(huán)境  活動地板環(huán)境  硬地板環(huán)境  硬地板環(huán)境  硬地板環(huán)境 一般用途： · 可冷卻功耗最高為 3kW 的機架 一般用途： · 可冷卻功耗最

27、高為 5kW 的機架 · 高性能 / 高效率 適合解決高熱機架問題： · 可冷卻功耗最高為 8kW 的機架 · 可改型（視廠商而定） 全管道方式 送 風(fēng)    活動地板環(huán)境  硬地板環(huán)境 一般用途： · 有垂直氣流的機柜 /大型機 · 適合活動地板靜壓室環(huán)境 一般用途、大型機： · 有垂直氣流的機柜 /大型機 · 適合活動地板靜壓室環(huán)境 適合解決高熱機架問題： · 可冷卻功耗高達 15kW 的機架 · 需要專門安裝 使用高密度服務(wù)器所致冷卻問題的十種最佳解決辦法 一

28、旦冷卻系統(tǒng)設(shè)計安裝完成，為保證系統(tǒng)的高性能，進行后續(xù)檢查工作是很重要的。更重要的是，要維護從服務(wù)器排出的熱空氣到 CRAC 裝置的回流空氣管道之間的潔凈通道。很多因素都會降低現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的運作效率和功率密度能力。表 7 列出了十種最佳解決方法，按執(zhí)行方式由簡到難、成本由低到高的順序排列。 表 7. 高密度服務(wù)器部署所致冷卻問題的十種最佳解決辦法 方法 描述 進行“健康檢查”   檢查總的冷卻能力，確保數(shù)據(jù)中心的 IT 設(shè)備對冷卻的需要沒有超過總的冷卻能力。   檢查所有風(fēng)扇和報警裝置是否運行正常。確保過濾器的清潔狀態(tài)。   檢查冷卻器和 / 或外部冷凝器、泵送系統(tǒng)

29、和初級冷卻回路的狀況。   檢查數(shù)據(jù)中心通道中重要位置的溫度。   記錄每套機架底部、中部和頂部的空氣入口處的溫度，并與 IT 設(shè)備生產(chǎn)商的推薦值進行比較。   檢查可能影響冷卻性能的機架間隙（沒裝擋板的閑置機架空間、沒裝擋板的空刀片插槽、未封閉的電纜開口）或多余的纜線。 啟動冷卻系統(tǒng)維護制度 應(yīng)該實行定期維護制度，以達到冷卻設(shè)備生產(chǎn)商推薦的指導(dǎo)方針。 在機架中安裝擋板，實行電纜管理制度 機架內(nèi)未被利用的縱向空間讓設(shè)備底部流出的熱空氣可以通過捷徑回到空氣入口處，致使設(shè)備不必要地升溫。 清除地下障礙物并封閉地板間隙 地下障礙物，如網(wǎng)絡(luò)和電纜，會阻礙空氣流動并削弱對機

30、架的冷氣供應(yīng)。 將高密度機架分開 如果高密度機架緊密聚集在一起，則大多數(shù)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力都不夠用。 采用熱通道 / 冷通道布置 如果機架空氣入口都朝向一個方向，則上一排機架排出的熱空氣在通道中將和供應(yīng)空氣或室內(nèi)空氣相混合，然后進入到下一排機架的前面。 將 CRAC 設(shè)備與熱通道對齊 當 CRAC 設(shè)備與熱通道對齊時，可達到最佳冷卻效率。在這種情況下，熱空氣可以直接流入回風(fēng)管道，而很少有機會與冷空氣流混合。 管理地板通風(fēng)孔 機架氣流和機架布局是影響冷卻性能的關(guān)鍵因素。送風(fēng)和回風(fēng)通風(fēng)孔的位置如果不當，會使得熱通道 / 冷通道設(shè)計的種種優(yōu)點喪失殆盡。 安裝氣流輔助裝置 在有足夠平均冷卻能力，但卻存

31、在高密度機架造成的熱點的場合，可以通過采用有風(fēng)扇輔助的設(shè)備來改善機架內(nèi)的氣流，并可使每一機架的冷卻能力提高到 3kW 8kW 。 安裝自給高密度設(shè)備 在功率密度接近或超過每機架 8kW 的場合，需要將冷空氣直接供應(yīng)到機架的每一層（而不是從頂部或底部），以便使從上到下的溫度保持一致。 以上方法可以使得數(shù)據(jù)中心能夠在其峰值效率運行，以保證其可以勝任對商務(wù)過程的支持，并預(yù)防未來可能發(fā)生的問題。前八種方法可幫助典型數(shù)據(jù)中心在 其原始 設(shè)計的界限內(nèi)正常運行。最后兩條是對如何擴充典型數(shù)據(jù)中心冷卻密度設(shè)計界限的建議（無需進行較大的重新設(shè)計和建造），方法是通過安裝“自給”冷卻方案，以便滿足高密度服務(wù)器應(yīng)用場合

32、的需要。 數(shù)據(jù)中心的布線問題 布線拓撲結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)中心擁有大量的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以必須要有布線拓撲結(jié)構(gòu)。由于有在 1991 年首次發(fā)布的 ANSI/TIA/EIA-568 標準，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師對結(jié)構(gòu)化布線很熟悉。 TIA （電信行業(yè)協(xié)會）不久前又通過了一項名為 TIA-942 “數(shù)據(jù)中心的電信基礎(chǔ)設(shè)施標準”的標準。該標準用圖 1 所示的拓撲結(jié)構(gòu)來描述數(shù)據(jù)中心。下面列出這種拓撲結(jié)構(gòu)中用到的基本要素。 水平布線和主干布線 如圖 1 所示，有兩種布線類型：主干布線和水平布線。主干布線連接總配線區(qū)（ MDA ）和水平布線區(qū)（ HDA ）包括電信室和引入室（ ER ）。主干布線由主干電纜、主交叉連接、水

33、平交叉連接、機械終端、接插線或用于主干對主干交叉連接的跳線組成。水平布線將設(shè)備連接到 MDA 或 HAD 中的連接。水平布線由水平電纜、機械終端和接插線 / 跳線組成，還可以包括一個區(qū)域插座。ER 或 MDA 中的交叉連接 接入電纜和數(shù)據(jù)中心電纜以某種形式在交叉連接處匯合。理想狀態(tài)下，它們都接入同一個實際上成為“分界線”的交叉連接 陣列 (lineup) 。將連接到所有接入提供商的這些“分界線”集中擺放，通常稱為“ meet-me room ”。不過，部分接入提供商更愿意將電纜接入自己的機架。分界交叉連接通常擺放在引入室，如果數(shù)據(jù)中心沒有引入室，則擺放在總配線區(qū)。總配線區(qū) （ MDA ） 中的

34、主交叉連接 根據(jù) TIA-942 標準，每個數(shù)據(jù)中心都必須有一個總配線區(qū)，總配線區(qū)應(yīng)配備核心以太網(wǎng)交換機與路由器、可能的核心 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) （ SAN ） 交換 設(shè)備 、 PBX 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備以及接入設(shè)備。總配線區(qū)還包括主交叉連接（ MC ），用于在主干布線和核心交換機與路由器之間建立連接。因為主干布線通常采用光纖，所以主交叉連接必須設(shè)計為可處理光纜、接插線和 配線架 。根據(jù)安全、外觀和 電纜 管理的不同需要，交叉連接 配線架 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被安放在機柜內(nèi)或機架上。電信室、 HDA 或 MDA 中的水平交叉連接 水平交叉連接（ HC ）是一個大型的接插區(qū)域，水平電纜從這里被分配到各個設(shè)備。一

35、般來說，水平交叉連接的主要任務(wù)是提供一個將水平電纜連接到接入交換機端口的裝置。 TIA-942 標準還給出了一種光纜的集中布線方法的指導(dǎo)，在這種方法中，水平電纜被直接連接到多光纖主干電纜，而不是交換機。區(qū)域分配區(qū)（ ZDA ）中的區(qū)域插座或整合點 通常，將一組水平電纜外接到公用終接點比較有利。采用新設(shè)備后，水平電纜也可以通過區(qū)域插座連接到網(wǎng)絡(luò)上。與固定到設(shè)備機柜的設(shè)備插座相比，區(qū)域 布線 提供更大的靈活性。區(qū)域分配區(qū)用于未來使用的“ precable ”區(qū)域，或簡化頻繁的重配置。區(qū)域分配區(qū)中的插座 很多數(shù)據(jù)中心的設(shè)備分配區(qū)的大部分都被服務(wù)器機柜中的服務(wù)器占據(jù)。水平電纜通常外接到機柜，連接到 配

36、線架 上， 配線架 即被稱為“插座”或“互連”，如圖 1 所示。TIA-942 標準認可圖 1 中拓撲結(jié)構(gòu)的某些變化形式。例如，小型企業(yè)數(shù)據(jù)中心可以將接入室、水平布線、總配線區(qū)和電信室合并為計算機室內(nèi)的一個區(qū)域。另外，大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心可以擁有兩個接入室（保持冗余度）或者兼容多種接入服務(wù)商，也可以將總配線區(qū)和 水平布線區(qū)分別劃入不同的房間或籠內(nèi)以增加安全度。具體的拓撲結(jié)構(gòu)依數(shù)據(jù)中心規(guī)模、可擴展性、可靠性等因素而定。電纜介質(zhì) 對于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心 LAN 和 SAN 環(huán)境， “ 交換機 到服務(wù)器 ” 連接要求布線具有高性能和靈活性，并且具有適應(yīng)未來高帶寬應(yīng)用的剩余空間（見表 8 ）。千兆位以太網(wǎng)連

37、接具有廣泛的支持基礎(chǔ)：交換機端口、網(wǎng)卡、 超五類非屏蔽雙絞線（ Category 5e UTP ）和六類非屏蔽雙絞線（ Category 6 UTP ）。然而，以太網(wǎng)在不斷地發(fā)展，許多組織都在關(guān)注萬兆位以太網(wǎng)在支持新應(yīng)用要求方面的優(yōu)勢。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者們應(yīng)該仔細考慮如何運用這些新電纜技術(shù)，以將帶寬優(yōu)勢融入到電纜基礎(chǔ)設(shè)施中。表 8. 電纜介質(zhì)類型 電纜介質(zhì) 連接類型 參數(shù) 最小彎曲半徑 最大數(shù)據(jù)速率 最大傳輸距離 * 公共應(yīng)用 超五類雙絞線 RJ-45 0.193 英寸 1.00 英寸 1 千兆 / 秒 100 米 老式局域網(wǎng) 六類雙絞線 RJ-45 0.260 英寸 1.04 英寸 10 千兆 /

38、秒 55 米 IP 電話 增強 六類雙絞線 第七類雙絞線 RJ-45 0.310 英寸 1.24 英寸 10 千兆 / 秒 100 米 高端工作站 Infiniband （ CX4 雙軸） XENPAK 0.371 英寸 4.00 英寸 10 千兆 / 秒 15 米 服務(wù)器集群 多模光纖（ OM3 ） LC 、 SC 、 ST 、 FC 、 FJ 、 MPO 、 XENPAK 0.059 英寸 2.00 英寸 10 千兆 / 秒 220 米 存儲區(qū)域網(wǎng) 單模光纖（ OS1 ） LC 、 SC 、 ST 、 FC 、 FJ 、 MPO 、 XENPAK 0.118 英寸 2.00 英寸 10 千

39、兆 / 秒 40 千 米 廣域網(wǎng) * 可以保持最高數(shù)據(jù)速率的最大傳輸距離超五類非屏蔽雙絞線 千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)讓這種電纜普及起來。因為其使用的是 IEEE 最早期的標準，所以新的電纜在數(shù)據(jù)傳輸速度上已超過它。如果您的商業(yè)計算僅限于文字處理和簡單的數(shù)據(jù)表格，并且不打算徹底改變這種現(xiàn)狀，那么超五類非屏蔽雙絞線的系統(tǒng)可能就足夠了。 六類非屏蔽雙絞線 六類非屏蔽雙絞線適用于能支持多種服務(wù)類型的具有靈活性的基礎(chǔ)設(shè)施。它提供的帶寬遠大于千兆的速度，并且在 10 Gbps 的最高數(shù)據(jù)速率下最大傳輸距離為 55 米。對于將服務(wù)器陣列連接到附近的水平布線區(qū)的小型計算機室或模塊化數(shù)據(jù)中心，可以設(shè)計 55 米或更短的

40、水平布線線路。但是許多中到大型的數(shù)據(jù)中心需要更長的線路。例如，可能需要將所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備整合到一個總配線區(qū)，由總配線區(qū)分配電纜到大量的托管或 第三方托管 (collocation) 用服務(wù)器機柜。 增強 六類非屏蔽雙絞線 當電纜鋪設(shè)長度大于 55 米時， UTP 技術(shù)中唯一能達到以 10 Gbps 的速率傳輸 100 米的，是新一代的稱為“ 增強 六類”（ C6A ）的電纜。隨著 802.3 標準的發(fā)展， IEEE 打算 用雙絞 線 銅纜 通過 四 個 連接器 ( 4-connector) 、 100 米的渠道 支持 10 Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率 。該標準要求將六類電纜的參數(shù)從當前的 250 M

41、Hz 擴展到 500 MHz 。要支持 10 Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率，必須設(shè)計一種新的電纜，增加電纜束中的導(dǎo)線間距，并且設(shè)計新的連接頭以免電纜的改進成果 在傳輸途 中喪失。萬兆位以太網(wǎng)系統(tǒng)中的任何組件都是很重要的：插孔模塊、銅纜、配線架、接插線都必須經(jīng)過精密調(diào)諧，以達到 10 Gbps 的速度。 InfiniBand 與 CX4 雖然 InfiniBand 與 CX4 類似，但是 CX4 已做過小小的改進，以更好地處理串擾和回波損耗。這里將兩種介質(zhì)一起討論，因為他們都用 24 AWG 的電纜以傳輸 15 米為目標，并且使用相同的連接頭配置。這種電纜有屏蔽層，內(nèi)含 8 對雙軸屏蔽線。連接頭和電

42、纜都是由 InfiniBand Trade Association 依據(jù) InfiniBand 標準研發(fā)。雖然 15 米的距離不適合進行長距離傳輸，但 InfiniBand 已為它找到了新用途：服務(wù)器集群和網(wǎng)格計算。這類應(yīng)用要求用短距離傳輸以便連接多個服務(wù)器，要求 10 Gbps 的帶寬以便建立強大的服務(wù)器環(huán)境。 InfiniBand 通過質(zhì)量服務(wù)（ QoS ）機制加強了應(yīng)用集群間的聯(lián)系，這對優(yōu)先處理的事務(wù)安排有所幫助。雖然 InfiniBand 并不適合按 TIA-942 標準下結(jié)構(gòu)完整的布線線路，但是它在服務(wù)器集群方面的用途已被 Cisco 、 IBM 等處于 行業(yè)領(lǐng)先地位的公司所認可并頻

43、繁使用。 InfiniBand 連接線還可用于 SAN 中，代替昂貴的與光纖通道一起使用的主機總線適配器（ HBA ）?；趶牟季€拓撲結(jié)構(gòu)中撤下 HBA 的優(yōu)點，應(yīng)對照光纖通道的帶寬和可靠性來進行測量。 光纜 如表 8 所示， IEEE 802.3 標準提供一系列的在光纖上進行 10-Gbps 傳輸?shù)目蛇x方案。公用的纖維光學(xué)傳輸裝置可分為以下三大類：  發(fā)光二極管（ LED ） LED 價格便宜，但是僅限于低于 1 Gbps 的低速傳輸。  長波激光器 這種激光器在波長 1310 1550 nm 之間工作，速度和成本都遠遠高于 LED 。  短波激光器 垂直腔 面

44、 發(fā)光 型半導(dǎo)體激光器（ VCSEL ）技術(shù)是作為低成本激光器的生產(chǎn)方法被開發(fā)出來的。用于 10 Gbps 的 VCSEL 目前被歸類為短波激光器，其工作波長為 850 nm 。針對 10 Gbps 的下一步發(fā)展將是長波（ 1310 nm ） VCSEL 。 以上三種光纖類型加上短波激光和長波激光技術(shù)，為用戶在平衡距離和成本方面提供了多種選擇。  多模光纖（ OM3 ） OM3 光纖被歸類為激光優(yōu)化是因為電纜生產(chǎn)商的產(chǎn)品必須百分之百通過檢測，因為只有最好的光纖才有資格被劃分為 “ 激光優(yōu)化 ” 類。有效模式帶寬等于或大于 2000 MHz/km 的光纖才能被定級為 OM3 。 差分模

45、延遲（ DMD ）規(guī)范對激光優(yōu)化類光纖仍然有效，但是 OM3 類別在 DMD 上作了一些限制。由于每個脈沖信號都通過光纖傳送，所以其初始形態(tài)保持得比較好，接收器可以判斷接收到的脈沖信號代表 0 還是 1 。更先進的誤碼率（ BER ）檢測現(xiàn)在用于測算脈沖信號被誤解的頻率。為數(shù)據(jù)中心配置多模光纖時，強烈推薦使用 OM3 類光纖。  單模光纖（ OS1 ）進行 10 Gbps 傳輸?shù)淖詈笠粋€選項是單模光纖。 10GBASE-LR 和 10GBASE-ER 是基于標準單模光纖和長波激光器的，所以其最大傳輸距離遠遠長于 OM3 類光纖。這類技術(shù)更為昂貴，是因為它們使用邊緣發(fā)光長波激光器。 1

46、0GBASE-LR 和 10GBASE-ER 主要用于跨校園或不同建筑之間的遠距離應(yīng)用。 數(shù)據(jù)中心的實際光纖部署 商業(yè)應(yīng)用會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，必須放入隨時可以訪問、安全并且非常可靠的存儲系統(tǒng)。 SAN 滿足以上要求，通過整合策略，將 SAN 結(jié)構(gòu)變成一種靈活、可擴展且能很快適應(yīng)數(shù)據(jù)更改要求的方法。 SAN 的連接由光纜支持，因此在每一個放置或?qū)⒁胖矛F(xiàn)在或?qū)硇枰尤?SAN 的應(yīng)用的設(shè)備區(qū)，布線時都應(yīng)提供光纖接口。推薦的一種策略是：為每個服務(wù)器機柜鋪設(shè)一定數(shù)量的光纖對可以是 12 、 24 或 48 ，視最大計劃需求而定。計劃需求量由服務(wù)器類型、功率 / 發(fā)熱負載和計劃 SAN 接入數(shù)量決定。

47、同樣，光纖對也必須從 SAN 交換機一直鋪設(shè)到存儲設(shè)備。 在建設(shè)初期，配線可以鋪設(shè)到每個機柜和現(xiàn)場終端。場地終接是一項復(fù)雜、費時而且雜亂的工作，所以許多數(shù)據(jù)中心寧愿采用預(yù)先安裝終接好的中繼電纜或即插即用光纖解決方案。即插即用解決方案的配線是廠家已經(jīng)終接到 MPO 或 MTP 連接器上的，一般每個連接器接 12 條光纖。安裝者只需簡單地將 MTP 電纜插入水平交叉連接和設(shè)備插座上的 LC 或 SC 連接器即可。 電纜通道 電纜基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)被視為一項需要具備功能性和保護性的容器的投資。每次增加新的服務(wù)器機柜都把數(shù)據(jù)電纜丟在活動地板面層下的水泥板上的做法，現(xiàn)在已經(jīng)不被接受了。負責(zé)發(fā)展和修改的 IT 專

48、業(yè)人員，依賴鋪設(shè)良好的、靈活的、易接近的電纜通道。關(guān)鍵應(yīng)用要求保護電纜不受突然損壞或長期老化，不斷增加的熱負荷也需要仔細考慮，以避免通道妨礙制冷。在規(guī)劃電纜通道時并沒有通用的解決方案。設(shè)計者必須考慮將通道置于地面下還是地面上的問題。表 9 中的標準說明了電纜通道該如何鋪設(shè)。 表 9. 電纜通道的鋪設(shè)標準 標準 描述 結(jié)構(gòu)上的問題 · 利用現(xiàn)有的活動地板、天花板夾層和房間結(jié)構(gòu)的完整性決定了你應(yīng)該如何設(shè)計你的電纜通道。 · 條理性與直觀性將通道分為幾層，以便分開供電和數(shù)據(jù)電纜。 · 靈活性允許增減機柜。 · 維護通道與對應(yīng)設(shè)備數(shù)量的比例 一條通道將負責(zé)供應(yīng)兩

49、排地下通道的設(shè)備 ； 對于架空的通道，一般一條通道負責(zé)一排設(shè)備機柜。 容量 · 空間最大占用率為 50% 計算出的空間占用率達到 50% 時，由于電纜間的空間、隨機擺放的物品等原因，線架實際已被占滿。 · 電纜托架占用率 25% 最大的電纜通道占用率應(yīng)該不超過 25% ，以便為將來的發(fā)展留出空間。這個比率適用于電纜托架、鐵線籃、梯架和硬電纜托架。 電力線與數(shù)據(jù)線的分離 · UTP 電纜和未屏蔽供電電纜 100 600 mm （ 4 24 英寸） · UTP 電纜和已屏蔽供電電纜 50 300 mm （ 2 12 英寸） 可達性與安全性 · 平衡

50、措施在允許更改電纜基礎(chǔ)設(shè)施的同時，保護電纜不受外部損壞。 火災(zāi)危險 · 具有管轄權(quán)的當?shù)毓芾頇C構(gòu)該機構(gòu)在從阻燃電纜到防火措施的可行性方面有最終決定權(quán)。 光纖保護 · 40 60 % 占用率銅和光纖具有不同的特性，所以應(yīng)該采用不同的電纜通道策略。 數(shù)據(jù)中心的機架和機柜問題 選擇機架的標準 對于用于安裝設(shè)備和接插面板的開放式機架和封閉式機柜，數(shù)據(jù)中心設(shè)計者有很多種選擇，每一種都有其優(yōu)點和缺點。與電纜通道一樣，這也沒有通用的解決方案。關(guān)于寬度，服務(wù)器、交換機和接插面板的規(guī)格為 19 英寸；引入室中的載波設(shè)備和其它寬度更大的設(shè)備的適用規(guī)格為 23 英寸。最佳高度為 7 英寸，最大允

51、許高度為 8 英寸。其它方面諸如地震因素、 有關(guān)瓷磚的布置 、可調(diào)整軌道、配電盤等，在標準中也作了說明。設(shè)計者應(yīng)根據(jù)表 10 中列出的標準來決定選擇開放式機架還是機柜。 表 10. 機架類型 機架類型 描述 最大負重 應(yīng)用 雙柱 開放式機架 800 磅 · 低容量交換機 / 路由器 · 配線 四柱 開放式機架 1000 2000 磅 · 高容量交換機 / 路由器 · 服務(wù)器 機柜 2000 磅 · 服務(wù)器集群 · 存儲陣列 · 存儲轉(zhuǎn)換 電纜入口 若使用開放式機架，電纜可以輕松地從架空的或地板下的通道接入豎直線纜管理器。若使

52、用機柜，注意要比較電纜數(shù)量和電纜入口孔的大小。帶有高電纜密度的設(shè)備，如交換機和單機架服務(wù)器，可使用足夠容納上百根數(shù)據(jù)線和電源線的電纜入口孔。必要口徑 A 用 40% 的占用率（ 0.4 ）按以下方式計算： 對于第六類雙絞線，參數(shù) D 的值為 0.25 英寸， A 的計算結(jié)果為 41 平方英寸。對于擴展六類線， D 的值為 0.35 ， A 的計算結(jié)果為 81 平方英寸。 電纜管理 可以為寬敞、方便進入的 豎直 線纜管理器輕松配備機架。很多機柜沒有足夠的空間來容納 豎直 線纜管理器。通常，僅有的空間就是狹窄、豎直的轉(zhuǎn)角處和相鄰機柜間的空隙，而這兩種地方都不容易進入。前一部分提到的公式不僅適用于電

53、纜入口孔，也適用于電纜管理器橫截面積的計算。無論機柜 中是否 安裝了配線架，都應(yīng)該在導(dǎo)軌和門之間留出最少 100 mm （ 4 英寸）的高度，以便安裝線纜管理器。 安全 機柜有帶鎖的柜門。開放式機架沒有鎖，但是將其置于籠內(nèi)或單獨的房間來保證其安全。數(shù)據(jù)中心管理員都擔(dān)心有入侵者或未經(jīng)授權(quán)的人員接近機房設(shè)備。對于關(guān)鍵應(yīng)用，在設(shè)備上進行的操作應(yīng)該嚴格依照訪問規(guī)定小心控制。例如： 網(wǎng)絡(luò) 組的技術(shù)人員有接近交換機和交叉連接設(shè)備的許可；服務(wù)器組的技術(shù)人員有服務(wù)器機柜的鑰匙； SAN 組則擁有 SAN 機柜的密碼。在 第三方托管 環(huán)境中，服務(wù)器租用者希望出租方提供安全的機柜和空間，以保證其它租用者不會損壞自

54、己的設(shè)備和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。 負載能力和深度 在負載能力方面，機柜和 四柱機架有一種優(yōu)點。例如：某生產(chǎn)商的 19 英寸的標準鋁機架具有 3 英寸的 支架 ，能承受 800 磅的負載。同一廠商的重型機架帶有 6 英寸的 支架 ，能承受多達 1500 磅的負載。四柱機架和機柜的額定負載量可達到 2000 磅或更多。機柜可支持縱深較大的設(shè)備。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)交換機都比較薄，如果符合安裝說明中的允許條件，就可以放置在 雙柱機架上。最佳機架式服務(wù)器縱深 16 33 英寸，大部分高 26 30 英寸，而且與 雙柱機架一般不兼容，因為這會引起結(jié)構(gòu)上的不穩(wěn)定懸臂和可能的安全隱患。機柜和四柱機架提供后部安裝軌，以增加

55、對設(shè)備的支持和包圍縱深較大的設(shè)備。安裝軌應(yīng)該可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)一系列的設(shè)備縱深度。 螺距 在某些情況下，保持 24 英寸的螺距來與地板相匹配是很重要的。使機架或機柜與地板相匹配讓其可以使用所有地板通用的標準電纜保險裝置。普通機柜寬度為 24 、 28 、 29.5 （ 750 mm ）或 32 英寸。用于服務(wù)器，尤其是長服務(wù)器隊列時， 24 英寸寬的是最常用的。更寬的螺距已被配電和配線應(yīng)用所接受，在這些應(yīng)用中，大捆電纜的管理是首要問題。配備 豎直 線纜管理器的機架尺寸大于 24 英寸的地板尺寸。 電源調(diào)節(jié) 機柜的設(shè)計便于將配電 盒 安裝在縱向支持通道中。當機柜中裝的是使用冗余電力供應(yīng)的單機架或雙機

56、架式服務(wù)器時，必須使用帶有 20 個或更多插座的長配電 盒 。有一點要注意的是，開放式機架不支持長的豎直配電 盒 。不過，根據(jù)配電 盒 寬度或機架通道寬度不同，在配電 盒 及其安裝支架互不影響的情況下，在開放式機架的后部安裝豎直配電盤也是可能的。一般開放式機架不帶整理電源線的功能，也沒有遮蔽配電盤的蓋板或門。 安裝軌 安裝軌應(yīng)該帶有符合 TIA-310-D 標準的螺孔設(shè)計。機架上的這些孔一般帶有內(nèi)螺紋，以便安裝配線架等大量的組件。然而機柜一般帶有為鎖緊螺絲準備的方形螺孔。將鎖緊螺絲嵌入方形螺孔內(nèi)并咬合到位以后，才能繼續(xù)安裝設(shè)備。鎖緊螺絲有多種螺紋樣式，包括 # 12-24 、 #10-32 和

57、 M6 。安裝軌上應(yīng)該做上標記，不要遮住機架單元的邊緣，而為機架單元編號則可方便安裝。 電纜管理 一旦水平電纜安裝完成，就應(yīng)做好保護工作并且不再對其進行操作。之后的任何網(wǎng)絡(luò)配置改變，都應(yīng)通過移動水平交叉連接上的接插線來完成。這樣，接插區(qū)域就成了物理層管理所關(guān)注的對象，因此，在設(shè)計接插區(qū)域時，應(yīng)注意其長期的管理性、可靠性、安全性和擴展性。表 11 中列出的八種最佳管理辦法可以將水平交叉連接的功能性從簡單的接插區(qū)域提升為復(fù)雜的交換中心，使其能夠進行電纜管理、熱交換、冷卻及對接插區(qū)域變化的智能追蹤。 表 11. 電纜管理的最佳辦法 方法 描述 包括有效的水平和縱向電纜管理 · 機架間的 豎直 線纜管理器寬度不能小于 83 mm （ 3.25 英寸）；對于一行有兩或兩個以上機架的情況，推薦寬度為 250 mm （ 10 英寸）。 · 機架行列末端的線纜管理器寬度應(yīng)該不小于 150 mm （ 6 英寸）。 在每個電纜轉(zhuǎn)彎處都提供彎曲半徑控制 &#