大數據時代的智慧云數據中心建設之研究

許 鍇

（河南省信息咨詢設計研究有限公司，鄭州 450008）

2019年是人工智能的元年。智慧城市的在幾年的試點探索后，發展到了一個系統推進、深度融合的新階段，NB-IoT、5G、人工智能等新技術正在逐步的深入到各個行業，從智慧制造到智慧家居的興起，無不帶來了數據處理的爆發性需求。大數據時代的智慧的云數據中心的建設，不僅能夠幫助政府和企業做好信息數據匯集、分享，還可對數據價值展開多維度挖掘，能夠實現信息價值最大化，對企業發展形成顯著的信息化紅利。近兩年，政策引導IDC 產業重心向中西部地區轉移，而且越來越多的企業要未來要建設雙活數據中心。為構建起高水平的智慧云數據中心，企業建設需要涵蓋電源、暖通、網絡、建筑等眾多專業，還需要運用新理念與技術進行合理規劃，充分發揮“互聯網+”對產業轉型升級的引領、融合、創新驅動作用，加速產業價值鏈體系重構，實現企業的“鳳凰涅槃”。因此本文將探討智慧云數據中心建設的一些要點和重點思路。

1 云計算數據中心要素

云計算數據中心要素主要包括以下幾個方面：①高度的虛擬化程度，包含存儲、服務器以及網絡高度虛擬化；②網絡資源、計算以及儲存松耦合程度，強調用戶不僅能夠對中心中單一資源進行使用，同時不會受到打包服務限制；③模塊化的靈活快速擴展，主要是指機房、計算機軟硬件模塊化的建設，以及Saas 平臺的各種服務能力封裝；④運營、維護的高度自動化，即對虛擬服務器、物理服務器以及相關業務管理的資源自動彈性調度，服務自助管理水平等；⑤綠色節能程度，新一代的數據中心建設要尋找新能源和新的節能技術，PUE 數值一般應控制在1.4以下[1]。

2 大數據時代的智慧云數據中心建設

在此將以某大型企業的智慧云數據中心建設為例，對中心建設具體步驟展開闡述。

2.1 總體目標定位

智慧云數據中心的建設首先要進行需求分析，根據自身業務的特點和規模，量化測算出在滿足期內的計算和存儲需求，再考慮冗余、倒替和Raid 方式，最終得出總的云池的計算能力和存儲空間。進一步得出設備的數量和單機柜的電源負載。

第二步，數據中心機房等級定位，根據企業業務特點和資金情況，要確定機房等級。

目前機房建設標準主要參照的有兩個，分別是中國的GB50174-2017《數據中心設計規范》和美國國家標準學會（ANSI）頒布的TIA-942-B-2017《數據中心電信基礎設施標準》。大型企業要選擇適合自身的標準，一般主要是GB50174的B 級和TIA-942的T2、3級別。級別越高，供電、暖通等設備和管道的冗余就越多，可靠性越高。

2.2 方案選擇

智慧云數據中心建設是個復雜的系統工程。企業要根據總體定位、資金情況和業務收入分析，重點要確定項目選址用地、建筑結構選擇、利舊加固、市電引入和機房方案。投資方案量入為出，將企業的效益最大化。

建設用地一般先獲得國土資源規劃的支持，便于在交通、水、電的配套設施的引入。項目選址應考慮周圍發展潛力巨大，地理位置良好，交通便利。周圍地勢應平坦開闊，周邊無歷史文物、名勝古跡以及珍貴動植物等重要保護目標，無放射性污染及嚴重的有害氣體污染。

大型數據中心建議建設兩層或四層的低層建筑，單數層為機房層，雙數層為配套層。建筑結構一般有兩種，鋼筋混凝土框架結構和鋼框架結構。雖然鋼框架結構的建設周期短和收冬天凍土條件影響小等特點，但經濟性一般用于多層及高層建筑中，在低層建筑中造價明顯偏高，經過建模計算，鋼框架結構的含鋼量達80kg/m2，同時鋼框架還有考慮梁柱鋼梁的防火處理費用，所以需要綜合考慮來確定建筑方案。

現有辦公樓一般建筑承重在3kN/m2左右，而GB/T2887-2011《計算機場地通用規范》中規定的計算機機房承重要求6kN/m2，電力室和蓄電池是要求在10kN/m2和16kN/m2。如果考慮利用原有辦公樓空間建設數據中心，就要考慮盡量選擇沒有地下室的一樓。否則，僅憑局部結構加固，很難大跨度的提升現有建筑的承重水平。如果選用微模塊機房，承重一般要求是10kN/m2。

根據GB51194-2016《通信電源設備安裝工程設計規》的要求，數據中心工程作為互聯網+重要的機房節點，其市電供電類別應達到一類市電供電標準。因此其用電負荷為一級負荷，應從兩路穩定獨立的電源引入兩路供電線。數據中心園區紅線外的電力走廊，應為不同路由工程管線之間的最小水平距離宜大于20m。較適宜的市電引入方式為110kV 及以上的上級變電站的10kV 回路出線至數據中心，一般不宜超過10km。總之，數據中心的外市電引入方案應進行多方案經濟及技術比較，綜合評估數據中心的外市電電源引入方案，從而提出數據中心合理的外電電源引入實施方案。電費是數據中心運營的主要成本，要力爭當地政府扶持，獲得電費優惠，也可以考慮新能源同時引入，例如火電廠余熱再利用技術。

機房規劃均遵從標準化、模塊化的設計思想，機房內采用微模塊進行建設，微模塊數據中心比傳統數據中心主要有建設周期短、節能、硬模塊化、靈活部署調度。微模塊均采用封閉冷通道，模塊內采用冷凍水型列間冷卻設備進行供冷，列間冷卻設備水平出風，背面回風，提高制冷效率。機房模塊內的精密空調將冷空氣側面送入封閉的冷通道，在冷通道由設備風扇吸入，制冷后的熱空氣從空調后部回入，蓄冷罐同時可以在天氣寒冷的時候利用室外冷空氣進行制冷，降低能耗。

另外，機房內配電系統可以考慮高壓直流供電，它和交流UPS 供電的主要區別少了逆變器、設備的可靠性要遠高于UPS。因此能夠節約48%的前期投資，更能節省維護運營成本。

2.3 應用集成與遷移

在進行中心建設時，需要做好資源整合與服務虛擬化處理，以為后續中心建設打下堅實基礎[3]。實施資源整合時，不僅要做好儲存資源、數據庫以及網絡資源整合，同時還要對中間件平臺以及服務器資源展開整合，應保證所有資源都能夠動態彈性調配資源，以為中心建設做好鋪墊。同時需對服務展開虛擬化處理，要以資源整合為基礎，最終用戶能夠自助選擇云計算服務。同時需要對網絡資源展開高度融合，將網絡安全的靈活部署到每個角落。此外，實施網絡資源融合時，需要保證虛擬機網絡融合能力，確保網絡平臺感知能力與虛擬機可以有機結合在一起，進而達到高質量邏輯架構、物理架構銜接任務。

企業智慧云數據中心建設完成后，要進行現有業務的評估和遷移。遷移過程龐大而持續，企業必須要做好現有業務的評估工作，確定每個業務和應用系統的云資源需求和優先級，必須還要考慮安全性、組織協調方案以及廠家的配合程度。一些時間久遠的系統，無法做到x86改造或者應用系統無法運化，則考慮自然生命周期后淘汰或等待新系統替代。先從應用系統到數據庫，再到中間件和能力平臺，最后逐漸為建設雙活數據中心打下基礎。

3 結束語

企業應加大對智慧云數據中心的建設力度。在對數據中心構成要素逐漸明確的基礎上，按照企業自身實際需要，制定出較為完善的數據中心建設方案，做出投資估算。當前，數據中心的投資巨大，其財務靜態投資回收期測算一般都在5-10年。因此建設方案應適度超前，量力而行，要更多的挖掘社會效益，從而實現高水平的管理手段、高層次的服務+低成本分布式的大數據智慧云中心的建設模式，以對企業發展形成有效推動。