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云数据中心机房规划与建设

作者:未知

  1.建设背景
  中国铁建股份有限公司目前是全球五百强的大型国有企业,公司业务板块多,下属单位分布全国各地,目前企业对信息化程度依赖日益增强,因此规划建设统一的大型云数据中心机房的必要性和紧迫性越来越突显,为满足未来企业异地容灾备用和云计算业务需求,数据中心规划建设四层楼,建筑面积10000平米,机房可用面积3000平米左右,数据中心机房按照国家A类机房标准设计,配有UPS、供配电、精密空调、柴油发电机、消防气体灭火、机房环境动力系统、监控系统等辅助设备。
  2 总体要求
  数据中心设计目标“标准化、高可用、模块化、绿色节能、可扩展性”。
  参考GB50174-2017 《数据中心设计规范》A级机房标准,并结合IDC行业技术需求,同时还要满足“工信部IDC/ISP资质”申请要求,允许进行任何有计划的机房基础设施活动时,不会中断IT设备运行。
  在绿色节能方面,考虑国内外先进节能产品和技术,从多个方面引入节能技术,并提供业界比较好的建议方案和产品,有效系统降低PUE值,要求年PUE指标在80%负载低于1.5。
  3数据中心机房建设内容
  3.1数据中心选址
  数据中心选址按照GB50174-2017 《数据中心设计规范》要求符合以下标准:
  (1)电力供给充足可靠,通信快速畅通,交通便捷;
  (2)自然环境清洁;
  (3)大型数据中心不宜建在住宅小区和商业区内;
  (4)城市基础设施,人才保证,地域自然坏境稳定程度;
  本次数据中心选址定于内蒙古包头市,全部符合以上標准。
  3.2功能区划分
  (1)计算机房。计算机房是数据中心的核心区域,用于计算、存储、网络设备等关键设备以及其配套的机柜系统。
  (2)操作中心。用于计算机房设备运行、环境、安全、消防集中监控场所。
  (3)存储间和装载间。用于设备的临时存放以及设备上架、软件上线前的安装、调试区域。
  (4)动力间。用于变配电系统、柴油发电机、UPS、电池组、空调外机等设备存放。
  (5)ECC。用于整个数据中心的指挥监控中心。
  (6)员工办公室。用于日常行政管理。
  3.3机房供配电系统
  数据中心供配电系统是从电源线路进用户起经过中/低压供配电设备到负载止的整个电路系统,主要包括:电源(市电)、柴油发电机系统、自动转换开关(ATSE)、输入低压配电系统、不间断电源系统(UPS)、空调系统以及其他系统。
  本次中国铁建数据中心机房供电系统按照2N冗余架构设计:⑴数据中心UPS电源总进线为2路,1条主用,1条备用,分别由2台市电变压器引入,每路供电功率不得低于5000kW;⑵市电动力电源总进线为2路,1条主用,1条备用,分别由另外2台不同变电站引入,且两个不同变电站的物理距离不低于5公里以上。
  3.4空调及通风系统
  空调系统:为保证各类设备和计算机系统能够稳定、安全、可靠地运行,为机房工作人员提供一个良好的工作环境,机房内配备机房专用精密空调,以满足计算机设备对周围环境的温、湿度和洁净度要求,起到减少计算机设备故障率、延长其使用寿命的作用。
  本次设计方案采用下送风、上回风的风冷空调技术方案,考虑了包头地区常年平均气温低,且缺少谁,采用了带自然冷却风冷冷水机组一体机,有效的降低数据中心的PUE值。
  3.5设备环境监控系统
  根据数据中心机房管理的需求,数据中心机房实现集中监控,包括对机房动力系统(包括配电柜、UPS等)、环境系统(包括机房专用精密空调、漏水监测、温湿度监测、新风等)、设备运行状态(包括服务设备、网络设备、安全设备等)、安防系统(包括门禁管理、视频监控、消防监测、防雷等),具有统一完善的监测和控制功能,融结果机房的管理制度和措施,对发生的各种事件都结合机房的具体情况非常务实的给出处理信息,提示值班人员进行操作。
  数据中心设置监控系统,并在监控指挥中心进行统一管理,对机房内空间环境、设备运行环境和机电设备的运行状态进行实时监测,能够实现对数据中心安全防护和环境的统一监控,减轻维护人员负担,提高数据中心机房的安全性和系统的可靠性,实现机房的科学管理。
  3.6综合布线系统
  综合布线系统设计原则:严格按照规范标准进行设计,同时充分实现增加和改动的灵活性和可扩展性,综合考虑将来所需求的高性能和高带宽,要确保在一段时间内,无须更换和升级布线系统。
  数据中心机房大楼的网络分类:外网(运营商计入互联网)、内网(数据中心主干网)、楼控综合网(大楼办公网)。铜缆配线:机房内铜缆全部采用6类线和6类模块。配线柜设计:机柜布置位置应符合最捷路径原则,机柜形式与机房服务器机柜相同类型。机柜模块全部采用19寸一体化标准机柜。布线方式:走线路径机房内按柜顶一体化网格式桥架和半封闭桥架。
  3.7安全防护系统
  数据中心机房的安全无疑是整个信息系统安全的前提,如果数据中心机房存在电击、火灾、漏水以及电磁泄露等安全隐患,从而导致数据中心机房事故,则整个信息系统的安全也就不可能实现。
  (1)静电防护:数据中心机房全部采用防静电地板,机房地面采用电磁屏蔽;机房的强弱电布线分开铺设,防止强电干扰;机房接地及等电位连接;通过精密空调保持机房适当的湿度;人员进出穿戴防静电服,佩戴腕带。
  (2)消防:为了正确的掌握机房异常状态,出现火灾能够准确、迅速的报警和灭火,本数据中心机房设置极早期消防自动报警及七氟丙烷气体灭火系统,同样采取2N方式,并且需要定期检查和更滑气体灭火气体。整个机房防护区不超过8个,组合分配系统的灭火剂储存量,按储存量最大的防护区确定;合理划分系统,将防护区容积相近的房间划分为同一系统以降低系统规模;防护区设计泄压口、灾后通风等系统;人员撤离时间为系统延时30s。
  (3)防水:数据中心机房建设时候原理水源,在机房的顶面楼层做好防水措施,定期检查机房空调设备专用水源密封性能,消除安全隐患。
  (4)防雷:数据中心机房建筑的直击雷防护,机房内部采用三重防雷系统(第一重市配电柜防雷、第二重UPS防雷、第三重机柜PDU防雷)保护设计。
  4 结束语
  目前,随着中国铁建对数字化、网络化和智能化的要求越来越高,建设统一的云数据中心机房已经迫在眉睫,结合最新的国标以及数据中心机房技术要求,数据中心机房按照高效、节能、安全、稳定、绿色环保、具有高可管理性、高可靠性、高可扩展性、高可用性的标准建设,建成后将对整个中国铁建的信息化基础设施水平有较大提升。
  参考文献
  [1]《电子信息系统机房设计规范》GB50174 2017
  [2]《电子信息系统机房施工及验收规范》(GB 50462-2008).
  [3]《电子计算机场地通用规范》(GB/T 2887-2000).
  [4]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2004).
  [5]《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010).
  [6]《智能建筑设计标准》(GB/T 50314-2006).
  [7]《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2007)
  [8]《数据中心设计与管理》
  作者简介:岳文,中国铁建重工集团有限公司智慧企业研究院,职称:工程师。
  (作者单位:中国铁建重工集团有限公司智慧企业研究院)
论文来源:《科学与技术》 2019年14期
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