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数据机房解决方案
发布时间：2014-04-29
点击量：2167
一、机房规划与设计中主要考虑的问题
数据中心机房基础设施是支撑IT设备正常运行的重要系统。随着信息化的快速发展和IT设备的不断更新，要求新机房的基础设施能够满足不断变化的IT设备的需求，能够随着IT的变化而变化。
在数据中心机房基础设施的规划和设计过程中，我们将要解决如下几个大方向的问题：
1．容量估算问题
如果不能准确估计机房当前和今后数年内的IT设备真实负载情况，也就不能确定基础设施的容量和规模。如果一次性以较大规模投入基础设施的建设，又将会造成比较大的浪费和运营成本的增加。因此，在设计和规划数据中心初期就应该采用标准化、模块化、开放式结构，实现"按需定制，分步建设"的投资模式。
2．扩展性问题
机房投入运行后，随着业务的发展需要增加IT设备，基础设施不能满足IT需求而要求扩容时，我们会发现基础设施的扩容或机房的改造是非常麻烦的事情，工期很长，需要作出的调整很多，甚至要求现有IT系统必须断电停止运行。因此，必须在设计阶段就要考虑今后机柜数量、供配电功率、延时时间、配电回路数、总制冷能力、机柜制冷能力的扩容办法，具有很好的伸缩性。
3．高密度应用带来的技术问题
随着机柜式服务器、刀片式服务器、全尺寸小型机等IT设备技术的不断提升，数据中心机房的生命周期里往往会经历"低密度应用（单个机柜功率密度小于2KW）"到"中密度应用（单个机柜功率密度在2KW至6KW）"，再到"中高密度应用（单个机柜功率密度6KW至12KW）"，甚至是"高密度应用（单个机柜功率密度12KW以上）。因此，在机房的初期规划时，就应该充分考虑对"数据中心机房的生命周期"的投资保护问题，机房必须具有很好的过渡性。
随着机柜式服务器、刀片式服务器、全尺寸小型机等IT设备技术的不断提升，数据中心机房的生命周期里往往会经历"低密度应用（单个机柜功率密度小于2KW）"到"中密度应用（单个机柜功率密度在2KW至6KW）"，再到"中高密度应用（单个机柜功率密度6KW至12KW）"，甚至是"高密度应用（单个机柜功率密度12KW以上）。因此，在机房的初期规划时，就应该充分考虑对"数据中心机房的生命周期"的投资保护问题，机房必须具有很好的过渡性。
4、虚拟化技术带来的应用问题
虚拟化技术是现代数据中心发展的一个必然的方向。虚拟化技术的应用也会给数据中心机房的基础设施建设带来新的挑战，比如机房内部热点和热点漂移问题，虚拟化技术电力供能与节能环保问题等。传统的制冷解决方案已经不适合于这种新技术应用的制冷要求，必须重新考虑和设计"智能型"或"混合型"制冷方案。
5．数据中心机房的经济成本问题
数据中心机房的经济成本实际上包含三大部分：初期投资成本、运营成本和维护成本；其中，运营成本己经占到数据中心总体成本的30%以上。随着能源价格的不断上升，电费的增长是一个必须被考虑的因数，国家对二氧化碳排放的限制以及节能减排的企业责任要求，都导致我们必须仔细考虑数据中心的运行效率，关注DCIE和PUE值。而传统的一次性投入的基础设施设计模式将会造成很长一段时间内负载率都比较低，低负载率将当然带来低效率和高运行成本，必须采用合理规划的模式。
二、机房设计基本原则
基于对"2.1机房规划与设计中主要考虑的问题"的分析，机房基础设施必须全面改进，适应IT设备的变化。设计总体上应坚持"经济实用、适度超前"的原则，技术上必须遵循下述的新的思路和基本设计原则：
1．先进性原则
机房工程的总体设计要有一定的超前性。不但能够满足当前的要求，而且要能满足将来进一步发展的需求。尽量采用国际上各项先进的、成熟的技术，使系统的设计建立在一个高的起点上。
2．实用性原则
系统应能满足用户的各项功能需求，特别要注意符合管理和使用功能要求。系统应易学易用，具有良好的人机界面和联机帮助信息。同时应该有针对各种场景的提示信息，为用户提供正确导航。
3．标准化和开放性原则
机房应满足国际上对开放式系统定义，具有互操作性、可伸缩性（可扩展性）和可移植性。机房分区功能合理，机房各房间的划分和布置既要满足机房工艺流程的需要，又要满足机房防火规范的要求。机房室内装修要达到舒适宜人、简洁明快的效果。
4．满足高可用性要求
机房的规划和建设必须保障用户信息系统设备的24小时不间断运行。核心数据机房的规划必须考虑容灾备份的要求。
5．节能环保要求
首先，计算机机房的环境必须满足计算机等各种电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等要求。其次，在工程所采用的标准、结构、设备、材料、技术、工艺和施工管理等方面达到节能降耗、绿色环保的要求。
6．结构可升级
机房的设计和建设应随着IT系统的变化而在结构上可升级，可以按需定制，随需增长。能够提供机房的生命周期内从低密度向中高密度负载升级下的基础架构、供配电、散热、布线、扩容、监控管理等问题的解决方案。应采用模块化、开放式结构，保证系统可靠性、先进性。
7．易管理原则
机房管理人员对基础设施设备（UPS、电池、配电柜、空调等）、环境（温度湿度、噪音、露点、风速、烟感、洁净度等环境参数）、视频等安全因素必须实现全IP网络集中监控管理报警功能，实现智能化和大屏集中显示。
8．经济性原则
在实现先进性和可靠性的前提下，达到较高的性能价格比。在满足一定的冗余性要求下提高数据中心运行效率，降低运行成本。
三、机房设计施工标准与依据
数据中心机房的规划、设计和建设将满足当前国际、国内和当地政府机关及部门颁布的新的法定条例、规范、规格、标准、施工准则和业务条例，包括但不仅限于以下所列各项：
《数据中心电信基础设施标准》（TIA-942）
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174－2008）
《电子计算机机房活动地板技术条件》（GB6650－86）
《电子信息系统机房施工及验收规范》（GB50462-2008）
《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《智能建筑弱电工程设计施工图集》（GJBT-471）
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）
《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《建筑装饰工程施工及验收规范》（JGJ73-91）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）
《防雷及接地安装工艺标准》（322－1998）
《安全防范工程技术规范》（GB50348—2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
《火灾自动报警系统设计规范》（GBJ116－98）
《电气装置安装工程接地施工及验收规范》（GB50169－92）
《建筑电气安装分项工程施工工艺标准》（533－1996）
《金属线槽配线安装工艺标准》（313－1998）
《建筑与建筑综合布线系统工程施工及验收规范》（CECS89：97）
《中国工程建设标准化协会标准-综合布线系统设计规范》（GB/T50311－2000）
四、机房设计与施工范围
在机房工程项目中，各机房系统包含以下任务：
1．装修及承重
机房区的装饰装修；
地面、天面防尘保温处理；
抗静电架高活动地板；
彩钢板墙面；
微孔铝合金天花；
隔断与柱面装饰。
2．机柜及PDU
服务器机柜与网络机柜；
机柜级PDU；
机柜顶部强、弱电走线槽；
机柜排之前强、弱电走线梯。
3．配电系统
机房供配电系统结构规划；
机房输入输出配电柜设备采购与安装；
ATS切换装置设备采购与安装；
机房防雷与接地；
电线电缆的敷设；
机房照明与应急照明。
4．UPS供电
UPS电源设备采购与安装；
UPS电源配套电池设备采购与安装。
5．精密空调系统
精密空调设备采购与安装；
精密空调给排水处理；
防水措施施工。
6．新风系统
新风小室空调处理机安装；
新风管道安装；
新风过滤装置采购与安装。
7．综合布线
布线系统机架设备安装；
数据、电话、视频系统布线施工。
8．KVM
9．机房综合监控系统
设备（UPS、配电、空调、防雷、防火装置）监控；
环境监控；（温湿度、噪音、露点、风速、烟感、洁净度、漏水检测）
视频监控；
网络监控；
门禁控制；
消防联动监测；
报警系统。（声光、短信、邮件、IE）
10．机房气体消防系统
FM200气体灭火系统；
排烟装置；
消防联动控制。
虚拟化技术是现代数据中心发展的一个必然的方向。虚拟化技术的应用也会给数据中心机房的基础设施建设带来新的挑战，比如机房内部热点和热点漂移问题，虚拟化技术电力供能与节能环保问题等。传统的制冷解决方案已经不适合于这种新技术应用的制冷要求，必须重新考虑和设计"智能型"或"混合型"制冷方案。
5．数据中心机房的经济成本问题
数据中心机房的经济成本实际上包含三大部分：初期投资成本、运营成本和维护成本；其中，运营成本己经占到数据中心总体成本的30%以上。随着能源价格的不断上升，电费的增长是一个必须被考虑的因数，国家对二氧化碳排放的限制以及节能减排的企业责任要求，都导致我们必须仔细考虑数据中心的运行效率，关注DCIE和PUE值。而传统的一次性投入的基础设施设计模式将会造成很长一段时间内负载率都比较低，低负载率将当然带来低效率和高运行成本，必须采用合理规划的模式。
二、机房设计基本原则
基于对"2.1机房规划与设计中主要考虑的问题"的分析，机房基础设施必须全面改进，适应IT设备的变化。设计总体上应坚持"经济实用、适度超前"的原则，技术上必须遵循下述的新的思路和基本设计原则：
1．先进性原则
机房工程的总体设计要有一定的超前性。不但能够满足当前的要求，而且要能满足将来进一步发展的需求。尽量采用国际上各项先进的、成熟的技术，使系统的设计建立在一个高的起点上。
2．实用性原则
系统应能满足用户的各项功能需求，特别要注意符合管理和使用功能要求。系统应易学易用，具有良好的人机界面和联机帮助信息。同时应该有针对各种场景的提示信息，为用户提供正确导航。
3．标准化和开放性原则
机房应满足国际上对开放式系统定义，具有互操作性、可伸缩性（可扩展性）和可移植性。机房分区功能合理，机房各房间的划分和布置既要满足机房工艺流程的需要，又要满足机房防火规范的要求。机房室内装修要达到舒适宜人、简洁明快的效果。
4．满足高可用性要求
机房的规划和建设必须保障用户信息系统设备的24小时不间断运行。核心数据机房的规划必须考虑容灾备份的要求。
5．节能环保要求
首先，计算机机房的环境必须满足计算机等各种电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等要求。其次，在工程所采用的标准、结构、设备、材料、技术、工艺和施工管理等方面达到节能降耗、绿色环保的要求。
6．结构可升级
机房的设计和建设应随着IT系统的变化而在结构上可升级，可以按需定制，随需增长。能够提供机房的生命周期内从低密度向中高密度负载升级下的基础架构、供配电、散热、布线、扩容、监控管理等问题的解决方案。应采用模块化、开放式结构，保证系统可靠性、先进性。
7．易管理原则
机房管理人员对基础设施设备（UPS、电池、配电柜、空调等）、环境（温度湿度、噪音、露点、风速、烟感、洁净度等环境参数）、视频等安全因素必须实现全IP网络集中监控管理报警功能，实现智能化和大屏集中显示。
8．经济性原则
在实现先进性和可靠性的前提下，达到较高的性能价格比。在满足一定的冗余性要求下提高数据中心运行效率，降低运行成本。
三、机房设计施工标准与依据
数据中心机房的规划、设计和建设将满足当前国际、国内和当地政府机关及部门颁布的新的法定条例、规范、规格、标准、施工准则和业务条例，包括但不仅限于以下所列各项：
《数据中心电信基础设施标准》（TIA-942）
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174－2008）
《电子计算机机房活动地板技术条件》（GB6650－86）
《电子信息系统机房施工及验收规范》（GB50462-2008）
《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《智能建筑弱电工程设计施工图集》（GJBT-471）
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）
《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《建筑装饰工程施工及验收规范》（JGJ73-91）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）
《防雷及接地安装工艺标准》（322－1998）
《安全防范工程技术规范》（GB50348—2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
《火灾自动报警系统设计规范》（GBJ116－98）
《电气装置安装工程接地施工及验收规范》（GB50169－92）
《建筑电气安装分项工程施工工艺标准》（533－1996）
《金属线槽配线安装工艺标准》（313－1998）
《建筑与建筑综合布线系统工程施工及验收规范》（CECS89：97）
《中国工程建设标准化协会标准-综合布线系统设计规范》（GB/T50311－2000）
四、机房设计与施工范围
在机房工程项目中，各机房系统包含以下任务：
1．装修及承重
机房区的装饰装修；
地面、天面防尘保温处理；
抗静电架高活动地板；
彩钢板墙面；
微孔铝合金天花；
隔断与柱面装饰。
2．机柜及PDU
服务器机柜与网络机柜；
机柜级PDU；
机柜顶部强、弱电走线槽；
机柜排之前强、弱电走线梯。
3．配电系统
机房供配电系统结构规划；
机房输入输出配电柜设备采购与安装；
ATS切换装置设备采购与安装；
机房防雷与接地；
电线电缆的敷设；
机房照明与应急照明。
4．UPS供电
UPS电源设备采购与安装；
UPS电源配套电池设备采购与安装。
5．精密空调系统
精密空调设备采购与安装；
精密空调给排水处理；
防水措施施工。
6．新风系统
新风小室空调处理机安装；
新风管道安装；
新风过滤装置采购与安装。
7．综合布线
布线系统机架设备安装；
数据、电话、视频系统布线施工。
8．KVM
9．机房综合监控系统
设备（UPS、配电、空调、防雷、防火装置）监控；
环境监控；（温湿度、噪音、露点、风速、烟感、洁净度、漏水检测）
视频监控；
网络监控；
门禁控制；
消防联动监测；
报警系统。（声光、短信、邮件、IE）
10．机房气体消防系统
FM200气体灭火系统；
排烟装置；
消防联动控制。
