|
|---|
編輯：山東科普電源系統(tǒng)有限公司
日期：2020-05-22 訪問：4300
構(gòu)建小型數(shù)據(jù)中心的幾個核心要素
（一）整體設(shè)計
1、選址問題數(shù)據(jù)中心具有極高的安全性要求，一旦發(fā)生問題將會影響社會的正常生產(chǎn)、生活。因此，即使發(fā)生諸如地震、水災(zāi)、雷擊等自然災(zāi)害和機器設(shè)備發(fā)生故障、火災(zāi)等偶然事件，數(shù)據(jù)中心也必須具備很高的安全可靠性以保證業(yè)務(wù)不會停止。提高安全可靠性可通過各種手段實現(xiàn)，比如構(gòu)筑具有冗余性的系統(tǒng)和構(gòu)筑較易修補故障的系統(tǒng)等等。但是數(shù)據(jù)中心地理位置的合理規(guī)劃對提高“災(zāi)害回避性”是極為重要的。在調(diào)查用地位置有關(guān)項目和用地本身的性狀時，必須對自然條件和社會條件從過去到未來進行多方面研究。
其中，《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》（GB 50174-93）中規(guī)定，電子信息系統(tǒng)機房位置選擇應(yīng)符合下列要求：
◆水源充足，電力比較穩(wěn)定可靠，交通通信方便，自然環(huán)境清潔；
◆遠(yuǎn)離產(chǎn)生粉塵、油煙、有害氣體以及生產(chǎn)或貯存具有腐蝕性、易燃、易爆物品的工廠、倉庫、堆場等；
◆遠(yuǎn)離水災(zāi)隱患區(qū)域；
◆遠(yuǎn)離強振源和強噪聲源；
◆避開強電磁場干擾。
另外國內(nèi)《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》（GB 50174—征求意見稿）應(yīng)該很快就會有個明確的結(jié)果，里面會對選址有更詳細(xì)的說明，在這里不再贅述。
ANSI/TIA-942-2005標(biāo)準(zhǔn)附錄F中關(guān)于選址的有關(guān)參考：
◆數(shù)據(jù)中心不應(yīng)靠近附近機場的飛行航線。
◆與鐵路及及高速公路距離大于800m，以保證降低化學(xué)物質(zhì)濺落危險。
◆與軍事基地距離大于800m，與核設(shè)施、國防設(shè)施等大于1600m.
◆其它注意事項：污染風(fēng)險/接近警察局、消防隊、醫(yī)院、地區(qū)規(guī)劃、多路接入、震動問題、環(huán)境問題。
2、數(shù)據(jù)中心規(guī)劃與設(shè)計建設(shè)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)滿足當(dāng)前與未來的需要，在規(guī)劃時，要注意以下幾點需求：
A、解決系統(tǒng)過熱問題傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍存在局部過熱的問題。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心因設(shè)計不合理而制冷不能按實際設(shè)備的需要進行分配，導(dǎo)致總體能源浪費高且存在局部過熱而宕機。機房空調(diào)設(shè)置不合理，沒有采用機房專用的精密空調(diào)，而是直接采用了家庭舒適性空調(diào)。電源線纜布放過細(xì)，存在重大的安全隱患。沒有配備保障電源，機房的設(shè)備安全運行無法保證。
科學(xué)的數(shù)據(jù)中心動力配置，成本會在建設(shè)初期提高，相比由此帶來的系統(tǒng)穩(wěn)定運營帶來的業(yè)務(wù)高可靠性，同時體現(xiàn)出的節(jié)能減耗帶來的低成本價值。
B、解決系統(tǒng)宕機問題大量企、事業(yè)等都會自己建設(shè)或者通過電信服務(wù)商，IDC運營服務(wù)商等擁有自己的機房，但是由于各種原因會出現(xiàn)數(shù)據(jù)中心停機和暫時關(guān)閉的情況，會給企業(yè)帶來不可估量的損失。第一、建立自身的災(zāi)備中心，除了IT支撐之外，災(zāi)備中應(yīng)該加入業(yè)務(wù)影響分析、策略制定、業(yè)務(wù)恢復(fù)預(yù)案、人員架構(gòu)、通信保障、第三方合作機構(gòu)等，成為業(yè)務(wù)連續(xù)性規(guī)劃（BCP）。第二、對關(guān)鍵設(shè)備進行N+x冗余備份，盡量減少在設(shè)備自身的問題。
C、注重整體的綠色節(jié)能問題所謂數(shù)據(jù)中心的“綠色”，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，也沒有形成可以參考的規(guī)范。筆者認(rèn)為，綠色標(biāo)準(zhǔn)可以體現(xiàn)在兩個方面：第一、整體設(shè)計的科學(xué)合理和設(shè)備的節(jié)能環(huán)保。綠色應(yīng)該體現(xiàn)在通過科學(xué)的機房配置建設(shè)設(shè)計或改善，來形成動力環(huán)境最優(yōu)化的配置，實現(xiàn)初始投入最小化；在保障機房設(shè)備穩(wěn)定運營的同時，達到節(jié)能減耗；同時服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲等設(shè)備要實現(xiàn)最大化的效能比。第二、滿足IT環(huán)境的基本運營，同時確保可擴展性。要合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的使用壽命，爭取達到總體TCO最小化。
D、關(guān)注數(shù)據(jù)中心的重點設(shè)計為規(guī)范電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計，確保電子信息系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運行，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、節(jié)能環(huán)保等要求。
●機房雖然是按照重要性進行分級，但不同級別的機房，其投資、系統(tǒng)冗余和能耗是不同的。級別高的機房，系統(tǒng)冗余較高，相對來說，其投資和能耗也較高。在滿足系統(tǒng)可靠性的前提下，合理確定機房等級和系統(tǒng)配置，可以降低投資，減少能源消耗。
●當(dāng)機柜內(nèi)或機架上的設(shè)備為前進風(fēng)/后出風(fēng)方式冷卻時，機柜或機架的布置宜采用面對面、背對背方式。
●A級和B級電子信息系統(tǒng)機房的主機房不宜設(shè)置外窗。當(dāng)主機房設(shè)有外窗時，應(yīng)采用雙層固定窗，并應(yīng)有良好的氣密性。
●空調(diào)設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，選擇采用以下節(jié)能措施：大型機房宜采用水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)；北方地區(qū)采用水冷冷水機組的機房，冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，通過熱交換器對空調(diào)冷凍水進行降溫；空調(diào)系統(tǒng)可采用電制冷與自然冷卻相結(jié)合的方式。
●主機房和輔助區(qū)內(nèi)的主要照明光源應(yīng)采用高效節(jié)能熒光燈，其鎮(zhèn)流器的諧波限值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB17625.1的規(guī)定，燈具應(yīng)采用分區(qū)、分組的控制措施。
（二）產(chǎn)品選擇與布局
1、電源選擇針對小型數(shù)據(jù)中心，UPS等電源系統(tǒng)應(yīng)該采用節(jié)省空間的緊湊式設(shè)計，具有內(nèi)置旁路維護開關(guān)以及可擴展的電池，盡量降低用戶的總體擁有成本。還應(yīng)具有用戶友好的智能及系統(tǒng)管理功能。
采用產(chǎn)品應(yīng)該兼顧產(chǎn)品的成本和性能，達到IT管理人員對總體擁有成本的需求，在一些小型數(shù)據(jù)中心，IT管理人員常常必須自己對部分電源解決方案進行管理和維護，身邊沒有電源專業(yè)人員，所以采購產(chǎn)品要性能非常良好，同時易于管理。
所選產(chǎn)品還應(yīng)配有范圍廣泛的可選附件，如具有環(huán)境監(jiān)測功能的網(wǎng)絡(luò)管理卡。利用這種網(wǎng)絡(luò)管理卡，用戶可以對UPS進行遠(yuǎn)程或基于Web的管理。能夠與系統(tǒng)管理器整合，實現(xiàn)對整個數(shù)據(jù)中心的輕松管理。
2、空調(diào)的選擇數(shù)據(jù)中心各設(shè)備產(chǎn)生的熱量需采用空氣冷卻的方法去解決，數(shù)據(jù)中心的最佳制冷設(shè)備就是機房專用精密空調(diào)。數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的IT硬件運行時會產(chǎn)生大量集中的熱量，同時對溫度和濕度的變化也極其敏感，溫度和濕度的輕微浮動，就可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重問題；在IT設(shè)備機房中，熱負(fù)荷幾乎全部來自IT硬件、照明設(shè)備、支持設(shè)備和發(fā)動機散發(fā)的顯熱，IT設(shè)備機房含有很少的潛熱，因為人員較少，外部空氣有限，物理結(jié)構(gòu)上還往往含有防潮層。
●對于東北地區(qū)的城市來說，四季分明，冬天溫度相對比較低，所以不適宜使用水冷系列，自然冷卻冷水主機加冷凍水機組的節(jié)能效果很明顯，耗電量明顯減少。
●對于華北地區(qū)的城市而言，自然冷卻冷水機組加冷凍水機組可以比普通冷水主機加冷凍水機組節(jié)能30%，和其他空調(diào)系統(tǒng)相比耗電量也明顯減少，節(jié)能效果顯著。
●對于平均溫度很高的華東、華南地區(qū)的城市，水冷冷水主機加冷凍水機組的系統(tǒng)總投資較少，在計算設(shè)備制冷總功率和耗電量時，直接蒸發(fā)式機組較高，水冷冷水主機加冷凍水機組系統(tǒng)較風(fēng)冷直接蒸發(fā)式機組要節(jié)能可達到20%左右。
3、設(shè)備的布局
A、機柜擺放在現(xiàn)代機房的機柜布局中，人們?yōu)榱嗣烙^和便于觀察會將所的的機柜朝同一個方向擺放，如果按照這種擺放方式，機柜盲板有效阻擋冷熱空氣的效果將大大折扣。正確的擺放方式應(yīng)該是將服務(wù)器機柜面對面或背對背的擺放方式擺放，這樣變形成了冷風(fēng)通道和熱風(fēng)通道，機柜之間的冷熱風(fēng)不會混合在一起，形成短路氣流，大大提到制冷效果，保護好冷熱通道不被破壞。
B、IT設(shè)備擺放隨著服務(wù)器的小形化、高密度化、刀片式服務(wù)器的產(chǎn)生，這些服務(wù)器擺放的位置越來越不容IT管理者的忽視，高功率設(shè)備發(fā)熱量大，比普通IT設(shè)備可能要高1倍或更多，如果將這些高功率負(fù)載和高密度的服務(wù)器組合擺放在一個機柜內(nèi)，這樣便會出現(xiàn)一個高密設(shè)備度群形成了一個巨大的發(fā)熱群體，這種情況最容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的局部熱點，IT管理人員不得不降低整個機房環(huán)境的溫度或是添加專門的制冷設(shè)備，來處理這個局部發(fā)熱點；針對這樣的問題，可以將這些高功率設(shè)備和高密度服務(wù)器均分在每個機柜內(nèi)，這樣就不會出現(xiàn)高功率高密度設(shè)備群，也無法形成數(shù)據(jù)中心的熱點和冷卻的難點，將降低制冷設(shè)備運行費用和采購費用。
三、構(gòu)建小型數(shù)據(jù)中心的幾個需注意的問題
1、基礎(chǔ)設(shè)施與動力環(huán)境設(shè)計、安裝合理
第一，數(shù)據(jù)中心應(yīng)配置保證電源，至少配置N+x的UPS電源，確保市電中斷以后能確保設(shè)備正常運行。如果條件可以，應(yīng)該再配置一臺發(fā)電機，確保市電中斷時間過長造成的影響。
第二，數(shù)據(jù)中心要配置機房專用的精密空調(diào)，并做好整體監(jiān)控，能夠根據(jù)機房環(huán)境和濕度的變化隨時對空調(diào)的運行進行調(diào)節(jié)。
第三，數(shù)據(jù)中心要建設(shè)專用的送風(fēng)通道。數(shù)據(jù)中心的設(shè)備由于能耗大，發(fā)熱量也大，下送風(fēng)方式效果最好，因此必須在機房設(shè)置地板，建立專用的下送風(fēng)通道。
第四，要進行專門的規(guī)劃。要根據(jù)公司的發(fā)展做好規(guī)劃，最好能對機房進行全面的規(guī)劃，然后根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要分步實施。只有這樣，機房的建設(shè)才會正規(guī)，才不會出現(xiàn)電源線纜發(fā)熱的情況。
2、重點關(guān)注耗能的各個部分，嚴(yán)防超標(biāo)
第一、IT設(shè)備系統(tǒng)。由服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信等設(shè)備所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心機房所需的總功耗的50%左右。其中服務(wù)器所占的總功耗為40%左右，另外10%功耗由存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備均分。
第二、空調(diào)系統(tǒng)。由它所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心機房所需的總功耗的37%左右。其中25%左右的功耗來源于空調(diào)的制冷系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗，12%左右的功耗來源于空調(diào)送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗。
第三、UPS供電系統(tǒng)。它們的功耗約占機房總功耗的10%左右。其中7%左右來源于UPS供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗，3%左右來源于UPS輸入供電系統(tǒng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗。
第四、照明系統(tǒng)。它約占數(shù)據(jù)中心機房所需的功耗的3%左右。
3、注重數(shù)據(jù)中心的整體成本，達到最大效用比構(gòu)建小型數(shù)據(jù)中心更應(yīng)該注重節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展，因為隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，機房隨時可能進行改建和擴建。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)不僅僅是服務(wù)器、存儲等設(shè)備的性價比問題，數(shù)據(jù)中心本身的建設(shè)也要遵循環(huán)保規(guī)范。一般來說，一提起數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保措施，人們首先想到的就是減少能耗、增添能效、減少空調(diào)數(shù)量以便節(jié)省能源等，措施基本都集中在對硬件設(shè)備的改造上。軟件同樣也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能環(huán)保的主要手段。軟件為綠色數(shù)據(jù)中心做的最大貢獻體現(xiàn)在，軟件可以改變數(shù)據(jù)中心中數(shù)據(jù)系統(tǒng)的架構(gòu)，從而帶來服務(wù)器使用數(shù)量以及服務(wù)器中各種硬件設(shè)備的減少，由此實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)。
山東科普18年專注機房建設(shè)設(shè)計與施工，有上萬個機房案例。山東科普大伽趙得學(xué)詳細(xì)講解中小型數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃。歡迎識別下圖小程序碼收聽，也可以撥打4006866839獲取課件資料和一對一機房設(shè)計咨詢。
山東科普電源系統(tǒng)有限公司 |
|||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||
 |
||
|
||||||||||||||
|
