分析數(shù)據(jù)中心基礎設施的建設與設計

何俊

【摘要】隨著科技的發(fā)展，對于IT設備環(huán)境的可用性、安全性和易管理性、可監(jiān)控性有了更高的要求。目前的數(shù)據(jù)中心依舊存在成本高、信息安全、管理復雜等問題。針對這些問題通過利用如今的自動化技術(shù)、虛擬化技術(shù)等方面的運用，能夠有效的解決上述問題。以下對數(shù)據(jù)中心基礎設施建設和設計方面的內(nèi)容、設計標準等進行了分析。

【關鍵詞】數(shù)據(jù)中心基礎設施建設設計

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心不斷涌現(xiàn)且規(guī)模也日益擴大，數(shù)據(jù)中心部署的計算機能力、存儲系統(tǒng)容量以及通信系統(tǒng)傳輸速度都在飛速的增長。為了和世界水平接軌，僅僅是通過高性能計算機硬件的研制是遠遠不夠的，要求一套具有適用性的機房場地環(huán)境系統(tǒng)，并且以此作為高性能計算機運行的基礎。

一、設計的規(guī)范和標準

（1）TIA-942標準。它是集現(xiàn)有相關標準和規(guī)范于一體，并且有效的解決了數(shù)據(jù)中心基礎設施的建設和設計階段的信息隔閡問題，同時對于電力之上的問題也有全面的考慮。它全面的描述了在設備規(guī)劃、數(shù)據(jù)中心的建設等方面的內(nèi)容，為數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃、設計和施工提供了要求和指南。（2）THE UPTIME INSTITUTE數(shù)據(jù)中心等級標準。這個標準能夠幫助建設人員針對數(shù)據(jù)中心在建設當中充分利用資源，達到資源的優(yōu)化配置，減少資源浪費，進而有效的降低投資成本，提高設備的利用率減少故障發(fā)生的幾率，并且能夠有效的提高組織效率。

二、配電系統(tǒng)設計

（1）數(shù)據(jù)中心用電負荷。對UPS電源系統(tǒng)進行統(tǒng)計之時，如果能夠明確具體負荷設備，則直接根據(jù)設備數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計；如果無法明確，則按照設備機柜平均負荷進行統(tǒng)計；如果無法確認機柜數(shù)量，則根據(jù)機房面積平均負荷進行估計。對于變配電系統(tǒng)負荷統(tǒng)計，主要是對UPS電源、機房照明等相關設備進行統(tǒng)計。（2）供電電源。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的具體情況確定供電電壓，通常情況選擇10kv。如果有長遠的規(guī)劃，且規(guī)劃當中要求用電負荷較大，則選擇35kv及其以上。同時電源引入應該根據(jù)數(shù)據(jù)中心具體情況而定，比如用途、等級等方面。需要建立專線以供數(shù)據(jù)中心使用，并且應該從兩個獨立的變電所引入，如果選擇一個變電所，則供電母線必須是兩段獨立的存在。（3）應急電源。數(shù)據(jù)中心必須要有相應的應急電源，以保障可靠性運轉(zhuǎn)。通?？梢允褂貌裼桶l(fā)電機組，并且充分滿足相應的電力需求。

三、平面布局設計

平面布局的設計和子系統(tǒng)之間聯(lián)系十分緊密，而且是進行子系統(tǒng)設計的前提和基礎。如果平面布局的設計出現(xiàn)不合理情況而需要變更，不僅會嚴重影響到子系統(tǒng)，而且變更所需要的費用非常高，變更的整個過程還存在諸多不可控的潛在風險。因此在設計之時要進行充分的討論和全面的考慮，并且結(jié)合數(shù)據(jù)中心建設的具體要求，以及相關的標準規(guī)范，最終保障設計的科學性和合理性，盡量減少后期和建設當中的更改機率，促進建設工作的順利完成。通常情況下，需要考慮數(shù)據(jù)中心的四個方面的內(nèi)容，即動力區(qū)、主機房區(qū)、輔助機房區(qū)、總控中心區(qū)四個區(qū)域。

為了方便進行統(tǒng)一的安全管理，可以在數(shù)據(jù)中心的每個樓層只設計一個安全出入口。應信息安全要求，在出入口應當設置專人看守，并且配備相應的出入閘機等設備。在進行重點機房的部署之時，應該布置在整個建筑的中心位置，并且需要將機房的外墻和建筑的外墻有效分離，保持機房外墻的獨立性。而針對輔助機房以及機房的走道，則可以部署在建筑物的外圍。通過此種布局，不僅能夠最大限度的減少空調(diào)能耗，而且也能夠進一步的加強重點地方的安全性。

四、精密空調(diào)系統(tǒng)的設計

為了達到既能夠有效提高制冷的效率，又能夠保持能耗最大限度降低的目標，可以通過以下幾種方式進行：合理布置冷熱通道，保持氣流的組織良好，進而達到加強制冷的效果，同時有效的降低耗能；完善內(nèi)墻的作用，加強其的保溫處理效果；通過使用智能化的照明系統(tǒng)，進而最大限度的減少電力的浪費，以及降低冷氣的損失；通過分步的方式進行發(fā)展，機電設備的最佳運行情況是保持在75%左右；分析氣流同時優(yōu)化布線，保持機房內(nèi)部的冷氣可以暢通。

五、綜合布線系統(tǒng)的設計

在進行設計之時也要嚴格的按照TIA-942的標準進行，建筑物單獨設置冗余的接入運營商以及接入間的位置。針對核心網(wǎng)絡區(qū)、主干路徑與水平路徑都必須使用冗余備份，只有這樣才能在最大程度之上保障網(wǎng)絡的可靠性。數(shù)據(jù)中心可以使用結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)構(gòu)架，將布線的路徑簡化，減少網(wǎng)線的數(shù)量，集中跳線區(qū)域，提高網(wǎng)絡擴展的便利性，降低故障發(fā)生率和宕機情況。結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)和傳統(tǒng)方式相比具有無與倫比的優(yōu)越性，其使用了預端接光纜技術(shù)，大大提高了部署的速度，從而保障了管理簡單且容易，并且故障發(fā)生幾率也被有效降低，可靠性提高。

六、裝飾裝修系統(tǒng)

（1）首先針對隔斷的設計。為了保證機房內(nèi)不出現(xiàn)內(nèi)柱，所以機房的建筑通常使用的是大跨度結(jié)構(gòu)。為了方便控制空調(diào)、灰塵、噪音，以及便于統(tǒng)一的管理，因此針對大的機房可以通過玻璃的方式將其隔斷，最終形成一個個較小的相對獨立的區(qū)域。為了保障機房的安全性，要求門窗的設計應該要防火防盜，因此可以選擇無框的大玻璃門，既美觀又安全明亮。（2）其次是對地面的設計。由于機房具有一定的特殊性，所以通常要求地板要防靜電，為了便于拆卸還可以運用活動地板。（3）然后是吊頂設計，一般選擇金屬板材。在進行設計之時還要充分考慮限制層高、美觀以及成本問題。最后是墻面設計。對于墻面的設計和吊頂類似，也通常使用金屬板材，不僅質(zhì)量有所保障而且看起來美觀，還能夠充分滿足防火要求，同時施工簡易效率較高。

七、綠色理念在設計當中的運用

目前在進行數(shù)據(jù)中心的基礎設施建設和設計之時，大部分都不太注意綠色理念的運用。在進行設計之時通常只考慮處理能力、網(wǎng)絡規(guī)劃等問題。對于能耗、環(huán)保問題等考慮較少。而以上闡述的設計方案充分運用了綠色設計理念，立足于最大限度的降低能耗，減少對環(huán)境的污染和破壞，進而降低運營成本。這是符合我國的節(jié)能減排決策，同時符合可持續(xù)發(fā)展目標。

在進行建設之時可以充分的吸收和利用國外先進技術(shù)和成功經(jīng)驗，并且結(jié)合自身的特點以及建設要求，進而達到最佳的建設效果。比如針對機房的散熱問題，可以通過改變排列方式，進而增加散熱效果，既不用增加制冷的設備在一定程度之上減少浪費和污染，又是符合綠色理念的。針對傳統(tǒng)的隊列式擺放，可以使用“面對面，背靠背”的方式以改進。但這種方式比較適合正在修建當中的機房，如果是已經(jīng)完成的機房，改換擺放方式將會涉及到多個設施的改變，包括布線、地板等。

八、結(jié)束語

綜上所述在進行數(shù)據(jù)中心基礎設施的建設和設計之時，要嚴格按照設計的標準和規(guī)范進行，尤其是要注意空調(diào)、配電系統(tǒng)、布線系統(tǒng)等的設計。在設計之中為了符合環(huán)保要求還需要引入綠色理念，既能夠有效的滿足所有的建設需求，又能夠有效的降低成本保護環(huán)境。

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