浅析数据中心机房建设与规划

浅析数据中心机房建设与规划

刘清响

江苏东大金智信息系统有限公司江苏省南京市211100

摘要：在20世纪80年代，在核心机房技术方面逐渐形成了雏形，到了21世纪，这项技术得到了良好发展，由于计算机技术的影响，在各个城市中，信息化办公的普及度越来越广，进一步推动了数据机房快速发展。在机房建设中，涉及的专业比较多，如供配电、电子工艺、防雷接地、空气调节、消防安全等，能够解决综合基础问题，如洁净度、湿度，还可以防静电、提高消防安全等，为工作人员创造了舒适的工作环境，也为电子计算机系统的安全可靠运行奠定了基础。

关键词：数据中心；机房建设；规划

引言

数据中心机房运行环境的安全可靠是保证信息系统正常运行的基础，一旦机房运行环境出现故障或发生异常情况，将对信息系统的正常运行造成极大的影响，甚至可能导致长时间业务中断的风险。因此，需加强数据中心机房建设与规划研究。

1、空间部署

1.1标准化冷通道

标准化冷通道模式就是通过地板下送风以及冷通道封闭的方法改造机房。这种模式适用于整个机房一次性改造到位，且机房层高、空间大小等条件相对较好的情况，机柜功率密度可以支持到6千瓦。建设标准化冷通道模式的过程中需要保证地板下净高达到50厘米以上，另外还需要注意地板下尽量避免管网的敷设，保证良好的空气冷热循环。

1.2定制化云仓

定制化云仓主要满足异形设备和高功率设备的使用需求。定制云仓需要在异形机柜安装到位的条件下，利用定制化的封板，封闭冷、热通道，接着通过地板下送风或者列间空调的模式解决制冷问题。进行云仓定制化操作的过程中，一定要对预留机柜封堵件的安装情况予以重视，这是保证整个系统的节能性的关键。

1.3微模块

微模块数据中心的特点在于投产速度快，具有较高的集成化，在初期投资相对较少，能够灵活进行部署。微模块在机房DC化改造的过程中，主要在以下几个场景当中进行应用：首先，投资受限，可以分步进行改造的机房；其次，机房的面积不大，层高无法达到地板下送风的要求；第三，需要紧急安装设备，快速投产使用的机房。微模块在机房的DC化改造应用是一种新的思路。

2、机房配电系统

在机房系统中，供配电系统比较复杂，主要包括UPS设备，IT终端设备，精密空调，照明，强电插座等。要实现信息机房系统的长期、稳定的供电，需要重点考虑电压、电流等，达到安全供电的标准。尤其对于一些计算机以及网络主干设备，在交流电源的质量方面，往往具有较严格的要求，必须符合《供配电系统设计规范》GB500052的规定，明确相应的电流、电压等，实现连续供电、稳定供电，满足三相电源的对称性，提高抗干扰能力，并且加强控制偏差，不能超出规定的范围。

通常A级数据中心应由双重电源供电，并应设置备用电源。备用电源宜采用独立于正常电源的柴油发电机组，也可采用供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路。B级数据中心宜由双重电源供电，当只有一路电源时，应设置柴油发电机组作为备用电源。

配电采用TN-S系统的配电方式，机房采用双电源备用方式，机房电源将从建筑总配电间引两组独立电源至机房配电间，因空调等市电设备存在较强干扰谐波，所以建议市电与UPS电源从前端分开，分别引入，每组两路来自不同系统独立电源经切换后作为机房动力电源（同时建议配备发电机作为机房应急备用电源），市电设备包含：空调设备、新风设备、照明、动力等，UPS输出的电源为机房计算机设备、监控设备、门禁系统等提供连续供电。

数据中心机房内的用电设备按一类负荷标准设计，供电可靠性要达99.999%以上，机房内常设置一组A路UPS配电柜；一组B路UPS配电柜；两组UPS电源系统配置模式应采用2N工作模式，两台UPS电源分别向机房的双电源设备供电，对于机房内的单电源设备，可增设STS静态开关，2N电源系统可通过STS转换后再向单电源设备供电。同时在设计时将单相用电的负荷均匀分配在各相上，要满足三相基本平衡。

3、冷/热通道封闭系统

随着数据中心机房规模的扩大，机柜的增多，机房设备的密集度不断增大，机房散热问题越来越严重。针对服务器、存储、主交换机等对温湿度要求很高的精密设备，数据中心机房必须设计一套可以严格控制温度、湿度的专业系统。精密空调设计应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736。传统的精密空调是对整个机房环境进行降温，不仅浪费电力资源，而且冷风有时会和回吹的暖风对冲，无法对机房精密设备精确降温。冷/热通道封闭系统是在传统精密空调上发展而来，改变了以往精密空调单独存放的弊端。不仅规范了机房强弱电管线、空调管道走线，而且提高了冷风降温效率、降低能耗。现有冷/热通道封闭系统将精密空调安装在标准机柜中，和服务器机柜、存储机柜、交换机机柜形成机柜阵列。两排机柜阵列面对面或背靠背摆放，两端用透明防火门封闭，形成一个独立的小空间。每个独立空间各有一个或多个温湿度监控，更有利于数据中心机房的安全。

4、机房布线系统

在实际设计时，应符合《综合布线系统工程设计规范》GB50311的规定，应该重点分析系统的可靠性，布线系统中的模块、线缆要达到长期应用的标准，能够兼容不同的厂商和不同的设备，而且还可以通过相应的传输介质传输语音、高清图像和视频。在机房中，根据面积大小可以设置不同数量的机柜，门对门摆放，可以分为多排，在每排机柜中设置网络列头柜1台，用汇集该排机柜的网络及光纤信息点，在机房内，对于弱电布线来说，要选择6类非屏蔽系统和OM3光纤系统两种布线模式，通过空中网格桥架进行上走线，系统采用星型结构，将全部的服务器机柜中的各个信息点汇集在机房网络的列头柜中，在网络列头柜中要设置光纤或网络交换机，通过已布置的链路、服务器，可以实现机房内所有设备的通信作业。在设备机柜内，只需要跳线，机房内的全部服务器的配线就能得到全面管理。

5、数据备份系统

重要数据机房需要在同城或异地建立灾备数据中心机房，设计时宜与主用数据中心等级相同。

主机房需要与灾备机房通过专用光缆互联，可以租用几大运营商的光纤资源，也可以引入有资质和能力的公司铺设专用光缆。接口处采用防火墙、网闸等网络安全设备确保信息与数据的安全。为了更好的保障数据安全，区域数据机房作为主机房的双活中心，要有足够的存储设备、主服务器对主机房的所有应用进行临时支撑。在主机房瘫痪时，分机房需要有无缝对接业务数据，及时对外提供数据服务，无需人工干预。

灾备数据机房的建设和主机房一样，需要双路由、双核心服务器、双核心交换机的配备。供电也需要配备UPS后备电源，同时根据机房等级配置一定容量的柴油发电机，将业务中断的可能降到最低。

结束语

为了保证数据中心持续、可靠、稳定地运行，需要各个基础设施系统都能够做好保障工作。即便是一个系统中出了一个细微的问题，后面带来的影响和损失也可能是巨大的。这就要求我们从基础设施的设计、建设到后期的运营、维护，都要严格按照《数据中心设计规范》GB50174-2017的规定执行，同时还要对运维的工作做到细致、周到。只有做好这些，才能让数据中心运行在可靠的环境中，为我们带来可靠的信息化服务。

参考文献

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