下一代數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)規(guī)劃

“下一代數(shù)據(jù)中心”機房建設(shè)規(guī)劃

【導(dǎo)讀】對企業(yè)數(shù)據(jù)中心機房的要求日益提升，如何實現(xiàn)安全、綠色、智能、節(jié)能？本文對數(shù)據(jù)中心機房級別規(guī)劃、選址規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃，以及裝飾工程、空氣調(diào)節(jié)、供配電、綜合布線及IT設(shè)備規(guī)劃分別進行了分析探討。一、前言在當(dāng)前“數(shù)字中國、智慧中國”浪潮的推動下，全國各地智慧城市建設(shè)正如火如荼發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、5G、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新生產(chǎn)要素已應(yīng)用到各行各業(yè)，實現(xiàn)了加快企業(yè)生產(chǎn)管理改革、辦公經(jīng)營效率提升，作為企業(yè)新基建的底座，“下一代數(shù)據(jù)中心”機房的建設(shè)便是其中重要的一環(huán)，如何建立一個安全、綠色、智能、節(jié)能的數(shù)據(jù)中心機房，請看下文。二、數(shù)據(jù)中心機房規(guī)劃由于數(shù)據(jù)中心機房涉及內(nèi)容太多，本文僅從機房選址、機房裝飾、空氣調(diào)節(jié)、供配電、綜合布線和IT設(shè)備規(guī)劃幾個方面進行分析討論。企業(yè)下一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)的趨勢是模塊化，模塊化集成了供配電、制冷、機柜、綜合布線、動環(huán)監(jiān)控等功能單元的獨立運行單元，具有穩(wěn)定性高、快速部署、分期建設(shè)、動態(tài)調(diào)整和水平擴展等優(yōu)點。企業(yè)級下一代數(shù)據(jù)中心機房設(shè)計必須符合國家相關(guān)機房工程標(biāo)準(zhǔn)，按精密機房的要求進行建設(shè)，對電磁干擾、靜電危害等進行隔離、消除；同時應(yīng)保證企業(yè)開展各項業(yè)務(wù)的需要，以實用、簡潔、美觀為原則，機房布局要美觀大方。主設(shè)備機房機柜布局要合理，以便于監(jiān)控和操作為原則。1.

數(shù)據(jù)中心機房級別規(guī)劃作為企業(yè)下一代數(shù)據(jù)中心機房，規(guī)劃時首先要考慮按照什么等級進行建設(shè)。按照國標(biāo)最新《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》(GB50174-2017)，數(shù)據(jù)中心可根據(jù)使用性質(zhì)、管理要求及其在經(jīng)濟和社會中的重要性劃分為A、B、C三級，企業(yè)根據(jù)其中重要性級別進行建設(shè)。A級為容錯型：在系統(tǒng)需要運行期間，其場地設(shè)備不應(yīng)因操作失誤、設(shè)備故障、外電源中斷、維護和檢修而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運行中斷。A級是最高級別，主要是指涉及國計民生的機房設(shè)計。其電子信息系統(tǒng)運行中斷將造成重大的經(jīng)濟損失或公共場所秩序嚴(yán)重混亂。像國家氣象臺；國家級信息中心；大中城市的機場；銀行總行等屬A級機房。B級為冗余型：在系統(tǒng)需要運行期間，其場地設(shè)備在冗余能力范圍內(nèi)，不應(yīng)因設(shè)備故障而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運行中斷。B級定義為電子信息系統(tǒng)運行中斷將造成一定的社會秩序混亂和一定的經(jīng)濟損失的機房。三甲醫(yī)院數(shù)據(jù)中心機房；城市電力調(diào)度中心、交通（鐵路、公路、水運）指揮調(diào)度中心機房；C級為基本型：在場地設(shè)備正常運行情況下，應(yīng)保證電子信息系統(tǒng)運行不中斷。A級或B級范圍之外的電子信息系統(tǒng)機房都稱為C級，如全國區(qū)域性企業(yè)數(shù)據(jù)中心機房。2.

數(shù)據(jù)中心機房選址規(guī)劃對于企業(yè)級下一代數(shù)據(jù)中心選址，建議應(yīng)從以下角度考慮：電力供給應(yīng)充足可靠，通信應(yīng)快速暢通，交通應(yīng)便捷；遠離產(chǎn)生粉塵、油煙、有害氣體以及生產(chǎn)或存儲腐蝕性、易燃、易爆物品的場所；數(shù)據(jù)中心不宜建設(shè)在公共車庫正上方；數(shù)據(jù)中心不宜建設(shè)在小區(qū)內(nèi)或商業(yè)區(qū)內(nèi)。3.

數(shù)據(jù)中心機房區(qū)域規(guī)劃數(shù)據(jù)中心機房：集中放置電子信息設(shè)備提供運行環(huán)境的建筑場所，可以是一棟或幾棟建筑物，也可以是一棟建筑物的一部分，包括主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)。主機房：包括服務(wù)器機房、網(wǎng)絡(luò)機房、存儲機房等功能區(qū)域。輔助區(qū)：包括進線間、測試機房、控制中心、消防和安防控制中心、備件室、維修室等區(qū)域。支持區(qū)：包括為主機房和輔助機房提供動力支持和安全保障區(qū)域，包括變配電室、柴油發(fā)電機、電池室、空調(diào)機房、動力站房、不間斷電源系統(tǒng)房、消防設(shè)施房。行政管理區(qū)：包括辦公室、門廳、值班室、更衣室和用戶工作室等區(qū)域。主機房的使用面積應(yīng)根據(jù)電子設(shè)備的數(shù)量、外形尺寸進行確定，并預(yù)留未來發(fā)展的使用面積。數(shù)據(jù)中心規(guī)模，按標(biāo)準(zhǔn)機架數(shù)量，可以分為中小型、大型和特大型。4.

數(shù)據(jù)中心機房裝飾工程規(guī)劃進行企業(yè)下一代數(shù)據(jù)中心機房裝飾，應(yīng)從以下角度考慮：1）、室內(nèi)裝修設(shè)計選用材料燃燒性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑內(nèi)部裝飾設(shè)計防火規(guī)范》GB50222有關(guān)規(guī)定。2）、機房吊頂板表面應(yīng)平整，不得起塵、變色和腐蝕；其邊緣應(yīng)整齊、無翹曲；封邊處理后不得脫膠，填充頂棚的保溫、隔音材料應(yīng)平整，干燥，并作包縫處理。3）、在施工時應(yīng)保證現(xiàn)場、材料和設(shè)備的清潔。隱蔽工程（如地板下、吊頂上、假墻、夾層內(nèi)）在封口前必須先進行除塵，清潔處理、并由有關(guān)專業(yè)人員驗收，暗處表層應(yīng)能保持長期不起塵、起皮和龜裂。4）、主機房所有管線穿墻處的裁口必須作防塵處理，對縫隙必須用密封材料填堵。5）、主機房地面設(shè)計應(yīng)滿足以下使用功能要求：主機房用活動地板應(yīng)符合國標(biāo)GB6650-86《計算機房用活動地板技術(shù)條件》當(dāng)主機房活動地板下的空間只作為電纜布線使用時，地板高度不宜小于250mm;當(dāng)主機房活動地板下的空間既作為線纜布線，又作為空調(diào)靜壓箱時，地板高度不宜小于500mm。地面應(yīng)該采取保溫、防潮措施。6）、電線管采用JDG套接緊定式電線管，電源線采用阻燃線。7）、主機房大門采用防火門。5.

數(shù)據(jù)中心機房空氣調(diào)節(jié)規(guī)劃數(shù)據(jù)中心溫度控制，是保障穩(wěn)定運行至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。近幾年，國內(nèi)一線城市對數(shù)據(jù)中心PUE新規(guī)定，PowerUsageEffectiveness電源使用效率。PUE=數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗，PUE是一個比值，基準(zhǔn)是2，越接近1表面能效水平越好，表示一個數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。在數(shù)據(jù)中心空調(diào)設(shè)計應(yīng)采用節(jié)能措施，可考慮采用水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)。氣流組織：主機房空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織應(yīng)根據(jù)電子信息設(shè)備本身的冷卻方式、設(shè)備布置方式、設(shè)備散熱量、室內(nèi)風(fēng)速、防塵和建筑條件綜合確定。對于單臺機柜發(fā)熱量大于4kW數(shù)據(jù)中心機房，宜采用活動地板下送風(fēng)，并采取冷熱通道隔離措施。新風(fēng)采用獨立的新風(fēng)系統(tǒng)，送入機房的新風(fēng)應(yīng)符合下列要求：1）、新風(fēng)應(yīng)是新鮮潔凈的空氣，2）、新風(fēng)機采用變頻式，應(yīng)具有高效過濾作用。3）、新風(fēng)機安裝過程中，應(yīng)防止損壞過濾材料，并保持完好與清潔。機房溫度指標(biāo)：機房濕度指標(biāo)：空調(diào)給排水：（1）、機房內(nèi)的給排水管道安裝必須不滲、不漏，暗敷的管道宜用焊接連接。（2）、機房內(nèi)應(yīng)安裝有漏水報警裝置。（3）、空調(diào)用水應(yīng)安裝軟化和過濾處理裝置。（4）、穿過機房內(nèi)的給排水管道在穿越處應(yīng)設(shè)套管，套管內(nèi)的管道不得有接頭，管子和套管間應(yīng)采用非燃、不起塵的材料密封。（5）、機房內(nèi)的冷熱管道的保溫應(yīng)采用難燃材料。（6）、空調(diào)器的冷凝水排水管道應(yīng)設(shè)有存水彎，其高度應(yīng)符合設(shè)計或設(shè)備技術(shù)要求，并使排水管有足夠的坡度。（7）、空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)與消防系統(tǒng)實行聯(lián)動，具有失火停風(fēng)的功能。6.

數(shù)據(jù)中心機房供配電規(guī)劃數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)必須要建立一個可靠的、綜合性強的供電系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中不僅要解決計算機設(shè)備的用電問題，同時還要解決發(fā)生重大供電事故時的應(yīng)急用電問題等。為了保證機房服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠運行，需安裝UPS電源設(shè)備，以保證機房內(nèi)設(shè)備的安全、可靠、不間斷工作。UPS系統(tǒng)是連接在輸入電源和負(fù)載之間，為重要負(fù)載提供不受電網(wǎng)干擾、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻的電力供應(yīng)的電源設(shè)備，在市電掉電后，UPS設(shè)備依靠配置的電池可繼續(xù)給負(fù)載提供一段時間的供電。主機房供電系統(tǒng)分為兩部分：UPS不間斷電源系統(tǒng)和市電系統(tǒng)。UPS不間斷電源配電系統(tǒng)由市電供電電源經(jīng)UPS穩(wěn)頻、穩(wěn)壓、調(diào)整電壓波形后為機房服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、集中監(jiān)控、門禁安防等系統(tǒng)設(shè)備供電，同時也為UPS后備電池充電；當(dāng)遇到市電供電線路斷電時，UPS后備電池立即放電，經(jīng)UPS逆變后給計算機設(shè)備不間斷供電。每臺機柜設(shè)備均為雙回路供電模式。（1）、供電電源應(yīng)滿足下列要求：頻率：50HZ；電壓：交流380V／220V；相數(shù)：三相五線制/單相三線制；供電系統(tǒng)接地方式：TN-S；電源分配：負(fù)荷分配均衡。（2）、機房的低壓配電室為機房提供2路電源至機房進行ATS自動切換。供配電采用市電低壓控制開關(guān)柜。（3）、UPS配電區(qū)域，應(yīng)進行加固處理，UPS主機及電池柜均布置于承重鋼梁上.（4）、UPS輸出低壓控制的數(shù)量視機房內(nèi)UPS輸出插座和接線盒數(shù)量確定，并應(yīng)留有擴充余量。對于定義A級數(shù)據(jù)中心機房應(yīng)雙路供電，并應(yīng)設(shè)置備用電源，備用電源可采用獨立的柴油發(fā)電機組，當(dāng)正常電源發(fā)生故障時，備用電源能承擔(dān)數(shù)據(jù)中心機房正常運行所需用的負(fù)荷。數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)采用不間斷電源系統(tǒng)供電的空調(diào)和服務(wù)器等電子設(shè)備不應(yīng)由同一組不間斷電源系統(tǒng)供電。7.

數(shù)據(jù)中心機房綜合布線及IT設(shè)備規(guī)劃（1）、數(shù)據(jù)中心機房綜合布線規(guī)劃作為企業(yè)下一代數(shù)據(jù)中心，其機房綜合布線應(yīng)考慮前瞻性。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)包括設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、前端業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、后端網(wǎng)絡(luò)和運維管理網(wǎng)絡(luò)多個平面，對于數(shù)據(jù)中心核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、匯聚設(shè)備、接入設(shè)備等應(yīng)考慮采用容錯系統(tǒng)，并具有可擴展性。承擔(dān)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主干和水平子系統(tǒng)，應(yīng)該采用OM3、OM4多模光纜、單模光纜或6A類以上對絞電纜，并采取冗余配置。對于核心設(shè)備，可考慮采用40G、100G光模塊等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以適應(yīng)未來大數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)發(fā)展，促進計算、存儲和傳輸數(shù)據(jù)性能的進一步上升。對于數(shù)據(jù)中心綜合布線橋架應(yīng)考慮強電、弱電橋架分離。對于機柜布線應(yīng)考慮強弱電分離，網(wǎng)線、光纖線分離。（2）、數(shù)據(jù)中心機房IT設(shè)備資源規(guī)劃當(dāng)前我們很多客戶是不是都會遇到以下瓶頸：資源投入很大，但利用率卻很低設(shè)備和系統(tǒng)管理難度越來越大業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)煙囪已經(jīng)形成新業(yè)務(wù)上線要求越來越高能耗消耗居高不下業(yè)務(wù)平滑遷移難以實現(xiàn)那么企業(yè)數(shù)據(jù)中心到底如何建設(shè)規(guī)劃？隨著云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、5G、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)快速發(fā)展，作為企業(yè)下一代數(shù)據(jù)中心不僅僅是提供設(shè)備運行物理環(huán)境，而是以IT資源為基礎(chǔ)的應(yīng)用服務(wù)。企業(yè)下一代數(shù)據(jù)中心可以從以下四層架構(gòu)進行規(guī)劃：機房設(shè)施層：供配電、空氣調(diào)節(jié)、消防防雷、安防監(jiān)控、統(tǒng)一可視化運維等Iaas層：服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備等Pass層：并行計算、分布式數(shù)據(jù)庫服務(wù)、緩存服務(wù)、云服務(wù)等Saas層：網(wǎng)站應(yīng)用、監(jiān)控應(yīng)用、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、其他應(yīng)用等

數(shù)據(jù)中心機房IT設(shè)備資源選型，可從以下技術(shù)路線考慮：1、軟件定義數(shù)據(jù)中心SDDC：計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、安全資源池，選擇技術(shù)成熟、售后有保障的私有云廠商。2、服務(wù)器設(shè)備規(guī)劃：推薦采用技術(shù)成熟X86架構(gòu)服務(wù)器3、存儲設(shè)備規(guī)劃：推薦采用分布式存儲，對于高性能、高并發(fā)、大數(shù)據(jù)量處理能力，可以采用綠色節(jié)能SSD、NVMe存儲產(chǎn)品。4、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備規(guī)劃：可用性設(shè)計：核心、接入設(shè)備均采用雙機虛擬化，消除單點故障，提升性能，簡化管理高性能設(shè)計：采用高性能數(shù)據(jù)中心級設(shè)備，實現(xiàn)無阻塞轉(zhuǎn)發(fā)，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)支持萬兆下行，40G/100G上行;功能性設(shè)計：設(shè)備應(yīng)支持豐富的數(shù)據(jù)中心特性，如橫向/縱向虛擬化、SDN、VXLAN等。擴展性設(shè)計：采用Overlay技術(shù)構(gòu)建大二層網(wǎng)絡(luò)，滿足虛擬機靈活遷移、業(yè)務(wù)靈活部署、安全策略動態(tài)跟隨的要求，網(wǎng)絡(luò)彈性可擴展。自動化設(shè)計：可視化規(guī)劃編排，設(shè)備接入后可實現(xiàn)配置自動化下發(fā)，拓?fù)渥詣踊l(fā)現(xiàn)，簡化運維，提升效率。可靠性設(shè)計：關(guān)鍵節(jié)點具備設(shè)備級和鏈路級的多重可靠性保護，冗余鏈路。安全性設(shè)計：通過各種設(shè)備與技術(shù)手段，從多