模塊化數據中心技術

文/金良 任冬冬

1 背景

隨著云計算、大數據、物聯網的爆發式發展，海量的數據流量對數據中心提出了更高的要求，傳統數據中心的建設模式以及落后的技術手段無論是在空間利用、節能環保、安全高效等方面都已經無法滿足新業務的建設需求，因此在這種情況下，高效、便捷、快速部署、安全、節能的模塊化數據中心逐漸成為了業界主流。

2 傳統數據中心的弱點

傳統數據中心建設過程中由于當時的技術手段不成熟，為保證業務的安全、可靠的運行，往往不計成本、不考慮能源消耗、忽略機房空間利用率等，導致傳統數據中心在如今的生產中存在著很多問題，讓運營者頭痛不已。

總體來講，數據中心具有如下弱電：

2.1 選址困難、場地利用率低

需要營造專業的機房環境，對機房層高、樓板承重等要求嚴格造成選址困難。

各功能模塊占用獨立空間，傳統規劃思路導致機房空間嚴重浪費。

2.2 工程復雜、建設周期較長

分專業設計、按專業建設，各大子系統交叉施工，工程復雜、建設時間久。

為滿足業務快速上線需求，往往存在不按圖、按規范施工，導致施工中以及交付后的安全事故比比皆是。

2.3 初期投資較高、能源浪費嚴重

基礎設施資源建設一步到位，前期投入巨大，遠超業務所需，投資回收周期長。

機房總體采用低效率配電與制冷設備并且為了保障業務正常運行，在機房投入使用的初期，配套設備全部運行，電力資源浪費嚴重。

3 模塊化數據中心建設方式

3.1 模塊化數據中心的組成

模塊化數據中心是一種集IT 機柜、制冷、不間斷電源、消防、照明、監控、布線、安防等功能模塊于一體的數據中心產品。

把整個數據中心分為若干個獨立區域，每個區域的規模、功率負載、配置等均按照統一標準進行設計和交付。

國內學者對新聞語篇的研究主要圍繞語義學(王國鳳2013)、系統功能語言學(張敬源，賈培培2014)、批評話語分析(代尊峰2013)等展開；此外，在批評話語分析視角下，辛斌(2007)運用巴赫金的對話理論對新聞語篇中的意識形態進行了分析；在認知語言學方面，張蕾(2017)、王晶芝,楊忠(2012)等重點關注了新聞語篇中的隱喻及其語義的建構；張薇，汪少華(2016)以北京奧運會和南京青奧會的媒體報道語料為對象分析了奧運媒體話語的架構模式。

真正的模塊化數據中心，制冷、供電及管理系統都應實現區域化、模塊化，互不干擾，可以獨立運行，無共享部分。

3.2 模塊化數據中心各子系統介紹

3.2.1 供配電系統

模塊內供配電系統主要包含兩種方式：1、列頭柜供電，2、小母線供電。

列頭柜供電方案原理為：列頭柜上端從不間斷電源取電、下端通過列頭柜外接電纜連接機柜內PDU，以此達到對設備供電的目的。

小母線供電方案原理為：母線槽電力供應箱上端從不間斷電源取電、下端沿母線槽通過插接箱外接電纜連接機柜內PDU，從而達到對設備供電的目的。

3.2.2 暖通系統

微模塊可以理解為稍小于空調末端系統的概念，即：

在采用列間空調的情況下，末端與機柜、封閉通道共同組成了微模塊=末端系統。

在采用房間空調下送風的情況下，微模塊不含末端，僅由機柜與封閉通道組成，末端系統僅與空調有關。

3.2.3 防雷接地系統

雷電災害是一種目前人類還無法抗拒的嚴重自然災害，瞬間產生高壓及大電流，容易造成設備損壞。通過在電源線路設置浪涌保護器（SPD），將電壓電流逐級降低，阻止雷電對IT 設備的沖擊。

數據中心采用聯合接地方式，接地電阻小于1 歐姆。

3.2.4 綜合布線系統

綜合布線是信息網絡的神經系統，采用模塊化、易擴展通用組件，完成設備間連通。

模塊化數據中心可選用配置M型走線槽，M 型走線槽位于機柜頂部。每列機柜配置兩列M 型走線槽，一列用于強電走線，一列用于弱電、尾纖走線，方便美觀，節約成本。

3.2.5 智能管理系統

智能管理系統，又稱DCIM 系統，是基于基礎設施的監控、管理、信息采集，通過分析環境、電力、網絡信息的一種高效運維、智能管理、3D 呈現功能的系統

智能化管理系統可提高50%的資源利用率、節省80%的資產管理成本、減少90%業務部署時間、設備部署0 差錯率并可提高20%的運行管理效率。

3.2.6 封閉冷通道系統

封閉冷通道組件主要包含：通道端門、活動天窗、天窗控制器、并柜件及M 型走線槽等。

冷通道封閉系統與通道制冷機組相結合，制冷機組向其所包含通道內吹冷風，熱空氣排入到房間。

封閉冷通道系統管理性較好，可有效控制送入機柜的空調送風并降低進入機柜的空氣溫度，對解決機柜散熱更有利。

4 結束語

未來的數據中心，不僅要滿足海量數據的存儲要求，還要更加的智能、安全、節能、環保，模塊化的數據中心可以極大的滿足各方要求，既可以滿足傳統業務的局部部署，也滿足大規模海量業務的集中部署，而且也可以滿足各行業中小型數據中心的建設需求，模塊化數據中心建設模式勢必在未來會有更廣泛的應用。