模塊化數據中心機房建設分析

王 輝

（上海經意實業有限公司，上海 200540）

1 模塊化數據中心的組成

上海市公安局金山分局模塊化數據中心包含了供電系統、暖通設備、綜合布線系統、消防系統、智能化運營系統，這些系統都是各自相互獨立，可以看成一個模塊。因此，上海市公安局金山分局數據中心就可以根據實際的需要，來進行模塊的組合，形成一個完整的數據中心。

應用模塊化的數據中心建設理念來實現各數據的集成，但是模塊化數據中心，各模塊都是獨立的，也有統一的輸入輸出的接口，不同模塊能夠實現數據的備份。應用模塊的排列組合方式，來構建一個完整的數據中心。要給不同的模塊去設計不同的功能，在系統平臺上的總體框架上，要囊括所有子系統的模塊功能，當數據量進一步增加，就會使系統數據處理難度激增，使數據管理難度加大。模塊劃分的更加細致，在數據中心，要配備高低壓配電室、空調房、冷水機組、吊裝平臺。受到很多因素的影響，并不是所有地方都可以實現多功能模塊的劃分，根據實際的需要，去實現各模塊的精密劃分。

2 數據中心基礎設施系統功能分析

傳統的數據中心的管理系統往往停留在簡單的數據采集和存儲方面，這些數據系統內容比較單一，還不能夠滿足運營人員對于數據集中管理監控需要。上海市公安局金山分局模塊化的數據中心能夠實現對所有數據、企業資產數據容量、設備耗能、三維可視化的全面管理，也可以實現對各分子系統的數據銜接、數據集成，并獲取相應的數據信息，進而去有效地實現對整個數據的集中監控。通過對各分子系統數據進行高效處理，實現集中數據的分析，實現統一的運營，這樣就能夠使整個數據中心的數據實現直觀的展示。各分子系統也能夠進一步實現交互，促使各系統之間的數據共享、資源互通、業務進一步協同[1]。

2.1 基礎設施監控

基礎設施的監控系統是對動力系統設備、環境設備系統、暖通系統、消防系統的監控，另外在數據中心信息化管理系統，可以對各類設備運行狀態做好動態的檢查，實時對各類實時運行數據的集中監控、運維管理，即數據的預警、智能報警，進而也會使數據中心高效管理和運作，提供更大的保障。

2.2 資產管理

資產管理系統更多是以設備資產整個生命周期為管理全過程，以最大化去利用資產資源，并且提供統一的資產運營信息平臺，實現數據中心各類資產實物的盤點，而且可以提高資產管理的效率。資產系統可以為數據中心的容量管理，而提供數據接口，可協助運營管理人員對中心的各個設備做好有效的維護管理。資產管理包含了對物品、線路、設備資源的控制監管，應用智能條碼來對各個設備的數據信息做好識別，條形碼的成本較低，但是對工作人員依賴性比較大，主要是用于數據中心規模比較小，而且設備變動頻率比較低的設備。

2.3 能耗管理

在搭建上海市公安局金山分局數據中心時，會使用大量的設施設備，設備運行會消耗大量能源電能，產生很多熱量。在機房中有空調系統，但是空調系統的耗能占整個數據中心的近40%左右，因而就需要通過有效監控空調設備的耗能狀況，對空調設備數據的統計分析采集，采取有效措施來節能減排，成為未來數據中心的重點關注對象。模塊化的數據可以通過密閉通道，實現空氣隔離，能夠減少冷空氣的吸入，以此提高機房內冷空氣的利用效率，而且能夠精準地將冷氣送到設備周圍。

2.4 容量管理

容量管理系統能夠實現數據中心數據存儲規模擴增，而且也有助于降低設備的電能消耗，可實現對各類智能設備、電力設備、數據運算設備的可視化管理，實現精準分析、精準預測。通過對各類設備容量管控，去查看目前各類設施設備的容量剩余狀況，并為未來的數據中心的擴容而提供指導，并且也能夠幫助運營人員去掌握各設施設備的容量使用狀況。

2.5 運維管理

運維管理會在數據中心全周期，進行系統設備運行的跟蹤和設施的維護管理，實現閉環的管理。另外，要對服務器、網絡設備、線路等各類安全設備數據庫，安全事件等系統規劃部署，運行管理，獲取相應的數據信息，及實現收集信息，與各子系統互聯互通、數據共享，實現全流程可視化的操作管理，能夠保證數據服務的安全和穩定，也能夠由工作人員實現對各類設備的設施維護檢查維修。

2.6 報表管理

近年，伴隨著國內大數據快速的發展，數據的挖掘、數據分析，大數據技術已經成為了政府部門決策的重要環節和工具。運營管理人員將自己的工作精力和重心都放在了業務運營管理上，但是忽略對數據分析，也未能夠對數據報表做好檢查。在上海市公安局金山分局沒有建立一個系統的報表體系，就會讓運營管理人員看不到數據給分局運營的重要價值。數據報表是整個分局運營數據的匯總，也是實現了解數據中心運營狀況的重要工具，而且數據報表也可以為未來的各項決策提供很多的依據。

2.7 機房密閉保溫節能防塵處理

在機房內，安裝空調設備，使整個機房處于恒溫恒濕的狀態，另外要使機房與外界處形成一定的溫差。在冬季能夠實現保溫，在夏季可以實現隔熱，也是當前機房設計的重點內容。要防止在機房的地面或者地面出現凝露的問題，另外要防止外界對機房形成熱量能量的傳送過大，而給空調設備帶來很大的負載壓力，定期對機房實現清潔，確保機房的安全。

3 模塊化數據中心的系統組成

上海市公安局金山分局數據中心主要是由微模塊系統、各類通信設施、設備環境控制裝置，監控設備共同組成，用于實現傳遞數據、展示數據。在數據中心內，通過應用的模塊化結構，可以讓各個功能模塊變得更加簡單，也可以實現結構復雜的硬件功能。

3.1 供電模塊

在機房內，供電是保證整個機房設施設備運行的基礎，也是確保服務器供電室設備設施各類設備穩定運行的基礎。供電能夠保護配電裝置，而且供電系統還包含了電池系統，配電裝置使用戶可以根據自己的需要，來實現對這些模塊的變更，方便后期模塊化機房的搭建。

3.2 制冷模塊

制冷模塊是機房運作的重要實施設備，而且在機房運作時，設備會產生大量的熱量，熱量如果不能夠及時散發，就會影響到設備運作。因而，給機房內安裝空調，布設空調管道，以及安裝很多的冷氣排放通口，去實現機房內溫度的降低，如果溫度過高，就會影響到精密儀器設備的電子元器件的性能，有的設備會因為高溫而出現斷電，那么就會影響到企業設施的運作。制冷模塊是機房中必不可少的模塊之一，模塊化的數據中心主要是以空調為主，另外，還有冷氣配送管道。在機房的設備的運作中，要保證各個模塊更加穩健運作，再加上空調的幫助，會實現服務器設施與制冷裝置銜接，來提高制冷效果，也能夠降低機房內空調設施的電能消耗[5]。

4 模塊化屬于中心機房的建設

4.1 制冷系統的設計

上海市公安局金山分局數據中心分為A1、A2、B1區，以機柜+列間空調+列頭柜的方式組成冷通道。每區的機架數分別為A1區36個、A2區36個、B1區42個。機房內機架采用微模塊形式，配套空調風冷直彭式機房空調，內機為行間空調。本次單機架功耗為2.6Kw，同時使用系數0.9。每個機房空調配置為5+1模式（即5用1備），單臺空調顯冷量25kW。本次列間空調設備按規劃設計總量的60%規模實施，即本次每區域的冷通道，安裝6臺（5用1備）列間空調。在安裝空調時，也預留了一定的空調接口，以便后續的模塊來接入。

4.2 UPS 配電系統的設計

上海市公安局金山分局數據中心配備了2套500kVA模塊化UPS，可擴充，相對獨立，分別為每機柜的專用PDU 供電。機房用電設備設過載保護，同時配電系統各級之間有選擇性地配合，配電以放射式向用電設備供電。系統后備蓄電池組放電時間應不小于30分鐘。每臺500kVA 容量UPS 主機按放電時間應不小于30分鐘配置2組200Ah 蓄電池組。UPS 總進線柜處設置市電與移動柴發切換的ATS。在機房空調總進線柜處設置市電與移動柴發切換的ATS。預留ATS 至移動柴油發電機的接線電纜。

4.3 基礎設施系統的設計

基礎設施系統是通過統一的信息化平臺，實現對機房內部各類設備的連接，而且能夠實現對數據中心，各分子系統的集成，實現對各分子系統內部數據的科學調度。對各系統設備的數據進行實時的監控，而且能夠實現數據分析處理，來判斷各設施的運作狀況，實現各系統的集成運營管理。而且數據平臺具有直觀性，可以用可視化的數據來清晰地展示出各個設備的運作狀況，實現是各子系統數據的銜接融合、共享和數據的交換，使各系統的互聯互通，提供更高效更集中的管理手段，實現各數據互聯互通，業務的進一步協同，為各數據的長期運作，而提供更精準的決策支撐。

5 結束語

近年，隨著國內企業的數據中心的業務規模也不斷擴增，而且大數據、云計算、物聯網的各類新興技術也不斷地涌現。數據中心的搭建，要使數據中心運作更加靈活高效。在未來，數據中心將會向模塊化、智能化的方向發展，智能化的數據中心能夠為政府單位/企業單位經營決策提供高效的數據，而且也會使用效率更高，運行的管理成本降低。