數據中心同類問題之剖析

文│ 國家圖書館 于洪波

北京安特靈公司 趙建杰

1 引言

在信息時代的今天，數據中心可以理解為多功能的建筑構成，可容納多服務器、通信設備和人機對話終端，使用環境、使用條件相同或相近，以及安全管理需求方面的“集合體”，并不僅僅是一些服務器的集合，實踐證明這樣理解和配置的集合，便于運行、使用和維護。筆者通過多年的實踐和測試，對數據中心同類問題進行了研究，提出以下問題予以剖析和討論。

2 建筑構成情況

（1）數據中心的采光面選擇，要設置于建筑物背陰的一側，盡量減少陽光輻射而產生的熱量，用于減少日常運行過程中制冷消耗的能源，這樣的考慮，對數據中心建成后長期運行的能耗成本降低十分有利。

（2）建在大樓的一層為宜，并且不要設在建筑物用水樓層的下方，避免一旦上層出現跑水、冒水、滴水、漏水時殃及數據中心的運行，造成大規模的損失，這種類型的損失程度將無法預測，須全力避免這種情況的出現。

（3）排煙氣的出口位置，設置在機房的上部，排除廢氣的出口設置在機房的下部，設備必須具有排煙、除氣功能，有些早期建設或改建的數據中心往往忽略這個問題。

（4）數據中心的擴展問題，數據中心如果需要擴充容量，應及時有效地予以擴展，如果沒有擴充的余地，將對擴充后的集中管控造成麻煩，因為數據中心的不斷擴充是當今信息時代發展的必然趨勢。

（5）關于運行職守的問題，人機結合是各類控制室運行的基本模式，人員在崗情況、出警情況和值守人員的值守情況等，都是必須記錄和掌控的重要內容，24小時晝夜運行的職守人員，要全程監控整個系統設備設施的運行情況，而系統的視頻設備又全程記錄值守人員的運行情況，這是一種人機互鎖、閉環監視、可全程掌控的必要手段。當前端發生問題時，整個存儲設備能夠實現前端情況和后臺情況雙調看的功能，便于對各類案件的深入調查、研究和取證，而清晰有效的保存和調閱這些內容，就是十分必要的保障環節。

3 數據中心溫/濕度

（1）數據中心機房的設計與溫度、濕度的環境要求有關，且應遠離腐蝕氣體、易燃易爆物；腐蝕氣體隨著新風吸入機房后會對計算機設備和人員健康造成危害，同時不潔凈的空氣也會對計算機設備的運行造成不良影響，還會對機房內精密空調、新風機等設備的過濾網等造成污染。

（2）溫度和濕度必須要嚴格控制，最大變化速度每小時為5℃（9℉）；最大露點為2l℃（69.8℉），干球溫度為20℃～25℃（68℉～77℉），以提供可連續運行的溫度和濕度范圍。數據中心必須要求具有干凈、潔凈且濕度得到控制的環境。忽視濕度控制會造成一系列的嚴重問題，包括IT設備和基礎設施的損壞。在大多數情況下，數據中心最佳的相對濕度 （RH）范圍為40%～55%。如果RH降低到不合格的水平，主機房內絕緣體的靜電電位就大于1000V，從而引起靜電荷的聚集和釋放，設備設施長期處在這樣的環境里，會影響其正常運行。

（3）噪聲、計算機系統停機時，機房內的噪聲在主機房中心處測試應小于6SdB（A）。

（4）其他方面，無線電干擾場強，其頻率在0.15MHz～1000MHz時不應大于126dB，磁場干擾場強不大于800A/m。主機房地面及工作臺面的靜電泄漏電阻應符合現行國家標準《計算機機房用活動地板技術條件》GB 6650-1986的規定。

4 存儲

存儲市場將繼續經歷飛速的變革，這些變革由存儲資源網絡化所推動。有存儲區域網絡、網絡連接存儲和IP存儲等企業需要采用新方式從所存儲的信息中收集業務情報。

磁盤的運行模式可以在全體磁盤同時運轉或是單個磁盤順序運轉，前者響應速度快，但磁盤長期運行的故障率高，后者響應速度慢且磁盤長期運行的故障率低。當前技術已經做到了休眠運行的狀態，這樣系統中的硬盤不再像原來傳統硬盤，只要系統開通運行，全部的硬盤就開始高速運轉，一直運行到完全損毀為止。而現有技術是改變且完善了運行和使用條件，硬盤數據存滿后就自動轉入到休眠狀態，這種休眠狀態使旋轉電機不用高速運轉，但是硬盤始終保持在預備狀態下運行，休眠以后如果系統需要使用，硬盤可及時響應，即可高速旋轉，系統不工作或使用完成后，硬盤可以再度轉入到休眠狀態，這樣的使用情況對降低溫升、提高保障程度、降低故障率、提高硬盤的壽命、節約運行成本、延長整個系統的生命周期都極為有利。

5 直流電配電和管理系統的情況

數據中心大部分電子元件都是由低壓直流電源驅動運行，引入高壓單向和三相交流電源，經降壓器處理達到所需電壓。每次轉換都會導致電量消耗，據統計，即使是現今最好的轉換器其最高轉換率通常也只有98%，而小型轉換器只達到95%的效能，如果涉及到的轉換步驟為N次，那么理論的計算值就是98%的N次方，這種情況的電能損失將會較大。因此，在這種設備上的電力配送，可以通過內置于設備構造之中的轉換器一次實現，而大型銅制匯電板則負責高壓電流直流電的配送，實踐證明這是目前比較好的節能措施之一。

7 電源管理

數據中心的配電電源和備用電源都是非常重要的保障設備，如果無故停電其損失是非常巨大的，若是金融界的現場交易環節則更為嚴重。配電電源和備用電源的分工如下：配電電源負責日常的供電保障，備用電源是在配電電源發生故障時，及時切換補充自動提供，其切換的“時間”和保障的“時長”都有規定，必須滿足整個系統運行要求。“切換時間”用于保障系統在電源轉換時，運行系統不會出現瞬間故障，“保障時長”用于搶修配電恢復系統以及有效保存重要數據的時間。

8 結束語

從以上的內容剖析來看，數據中心建成后能夠長期有效運行是保障數據中心正常運行的必要條件，若在建設時，達不到相關要求或標準系統投入運行后也會出現各類問題。