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            建設數據中心機房如何判斷為劣質機房?

            發布日期:2020-09-01 14:44

            有很多朋友提到,如何建設大型機房,建設一個數據中心機房不是一件簡單的事,數據中心的建設是一個整體結構,任何一個細節規劃忽略都有可能導致問題的發生。

            甚至是設備或系統的一個生命周期內才能暴露出來,為避免數據中心建設完成交付后,因建設時未考慮周全出現的問題造成工期延誤而需要返工,以下是確保數據中心規劃設計人員堅持正確方向的關鍵問題。

            一個全面的數據中心機房建設工程一般包括:綜合布線、抗靜電地板鋪設、棚頂墻體裝修、隔斷裝修、ups電源、專用恒溫恒濕空調、機房環境及動力設備監控系統、新風系統、漏水檢測、地線系統、防雷系統、門禁、監控、消防、報警、屏蔽工程等。

            數據中心機房的建設主要方面

            1、消防系統

            機房應設氣體滅系統,氣瓶間宜設在機房外,為管網式結構,在天花頂上設置噴嘴,火災報警系統由消防控制箱、煙感、溫感聯網組成。機房消防系統應采用氣體消防系統,常用氣體為七氟丙烷和sde兩種氣體。

            2、精密空調系統

            機房精密空調系統的任務是為保證機房設備能夠連續、穩定、可靠地運行,需要排出機房內設備及其它熱源所散發的熱量,維持機房內恒溫恒濕狀態,并控制機房的空氣含塵量。為此要求機房精密空調系統具有送風、回風、加熱、加濕、冷卻、減濕和空氣凈化的能力。機房精密空調系統是保證良好機房環境的最重要設備,應采用恒溫恒濕精密空調系統。

            3、監控與門禁系統

            監控布點機房中有大量的服務器及機柜、機架。由于這些機柜及機架一般比較高,所以監控的死角比較多,因此在電視監控布點時主要考慮各個出入口,每一排機柜之間安裝攝象機。如果在各出入口的空間比較大,可考慮采用帶變焦的攝象機,在每一排的機柜之間,根據監視距離,配定焦攝象機即可。如果機房有多個房間的話,可考慮在ups房和控制機房內安裝攝象機。

            機房門禁系統多采用非接觸式智能ic卡綜合管理系統。該系統可靈活、方便地規定進入機房的人員、時間、權限,防止人為因素造成的破壞,保證機房的安全。

            4、屏蔽系統

            電磁干擾對計算機設備的影響很大,輕則會引起誤操作、數據丟失,重則會使計算機無法工作。機房屏蔽主要防止各種電磁干擾對機房設備和信號的損傷,常見的有兩種類型:金屬網狀屏蔽和金屬板式屏蔽。我國對計算機機房內電磁干擾的要求規定是:機房內無線電干擾場強在頻率范圍為0.15~1000mhz時不大于120db,機房內磁場干擾場強不大于800a/m(相當于是10oe)。依據機房對屏蔽效果的要求大小不同,屏蔽的頻率頻段的高低不同,對屏蔽系統的材質和施工方法進行選擇,各項指標要求應嚴格按照國家標準執行。

            5、接地系統

            機房應安裝一個良好的接地系統,使電源中有一個穩定的零電位,作為供電系統電壓的參考電壓,有一個良好接地線,計算機傳輸中的電源電壓及信號遇到或產生各種干擾時,就可以通過高、低頻濾波電容將其濾掉。此外,當遇到雷電、機柜附近的強功率源以及電火花干擾時,良好的機房接地系統應可以起到保護計算機的作用。

            因此,設計一個良好的機房接地系統是相當重要的,機房接地系統一般分為下述三種:

            (1)直流地:這種接地系統是將電源輸出端通過地網接地一起,使其成為穩定的零電位,這個電源地線與大地直接連通,并有很小的接地電阻;

            (2)交流地:這種接地系統把交流電源的地線與電動機、發電機等交流電動設備的接地點連接在一起,之后再與大地連接;

            (3)安全地:為了屏蔽外界干擾、漏電及電火花,所有計算機的機柜、機箱、機殼、面板及馬達外殼都需要接地屏蔽,該系統即可為安全地。

            一般要求:直流地電阻小于1歐姆,交流地接地電阻小于4歐姆,安全地接地電阻小于4歐姆。交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜共用一組接地裝置,其接地電阻小于1歐姆;接地系統的連接方式可采有輻射式,環形或方格矩陣式等多種形式,可以根據地理特征選擇不同的連接方式。

            6、防靜電地板鋪設

            機房工程施工中,地面工程是一個很重要的組成部分,機房地板一般采用抗靜電活動地板?;顒拥匕逯饕蓛刹糠纸M成。a)抗靜電活動地板板面;b)地板支承系統,主要為橫梁支角(支角分成上、下托,螺桿可以調節,以調整地板面水平)。規格主要為600*600mm。鋪設高度:350±20mm,一般電阻值1×107—1×1010ω之間,分布載荷:大于1500kg/m2。

            活動地板具有可拆卸的特點,因此,所有設備的導線電纜的連接、管道的連接及檢修更換都很方便?;顒拥匕逑驴臻g可作為靜壓送風風庫,通過帶氣流分布風口的活動地板將機房 空調送出的冷風送入室內及發熱設備的機柜內,由于氣流風口地板與一般活動地板可互換性,因此可自由的調節機房內氣流的分布?;顒拥匕逑碌牡乇砻嬉话阈柽M行防潮處理(如涮防潮漆等),抗靜電地板安裝時,同時要求安裝靜電泄漏系統。鋪設靜電泄漏地網,通過靜電泄漏干線和機房安全保護地的接地端子封在一起,將靜電泄漏掉。

            7、配電系統

            1)ups不間斷電源

            計算機機房負載分為主設備負載和輔助設備負載。主設備負載指計算機及網絡系統、計算機外部設備及機房監控系 統,這部分供配電系統稱為”設備供配電系統”,其供電質量要求非常高,應采用ups不間斷電源供電來保證供電的穩定性和可靠性;輔助設備負載指空調設備、動力設備、照明設備、測試設備等,其供配電系統稱為”輔助供配電系統”,供電由市電直接供電。在要求較高的機房項目中,ups不間斷電源可采用直接并機技術其供配電系統稱為n+1冗余并機技術。它可以確保在有一臺ups出現故障時,仍然能夠為所有負載提供不間斷高可靠的供電,并且在需要擴容時,只需對現有的并機系統直接并聯,無須增加新的ups供電系統,可以有效地節約成本。機房內的電氣施工應選擇優質電纜、線槽和插座。插座應分為市電、ups及主要設備專用的防水插座。

            2)配電柜

            機房往往采用機房專用配電柜來規范機房供配電系統,保證機房供配電系統的安全、合理。配電箱、柜應有短路、過流保護,其緊急斷電按鈕與火災報警聯鎖。安裝完畢后,進行編號,并標明箱、柜內各開關的用途以便于操作和檢修。配電箱、柜內留有備用電路,作機房設備擴充時用電。

            以上只是從配電設施、弱電控制和設備保護等幾個方面對機房建設需注意的問題進行了一個簡單地描述,實際上機房建設工程是一項集計算機網絡技術、通訊技術、建筑裝飾、弱電控制、空調、電工、電子、自動檢測及控制、環境保護、安全防范、抗干擾等多學科多領域的綜合系統工程。一個具備先進性、合理性、實用性、可擴展性、可展示性、設計獨特、用材新穎、施工考究的中心機房,必然具有一定的歷史生命力,下面看看數據中心機房的設計建設堅持正確方向關鍵問題。

            機房建設

            數據中心機房的設計建設堅持正確方向關鍵問題:

            1、數據中心將建在哪里?

            分析新建的數據中心所在地的氣候條件是十分重要。這將有助于確定最合適的冷卻措施,其中包括水冷機組,機械制冷空調,自然空氣冷卻、間接空氣冷卻,絕熱冷卻等,這些都是為了數據中心設施實現其更低的PUE目標。

            2、你需要多少個機架?它們的尺寸是多少?

            機架的數量決定數據中心的空間需求。傳統的IT機架的尺寸為600x1000mm(寬x深),而一個空間為100平方米的機房可以容納大約50個機架。當然機架也有其他的尺寸,而知道機架的尺寸和機架的數量,就很容易估測你的數據中心所需的空間。

            3、你需要什么等級的數據中心?

            數據中心的Tier等級確定了數據中心的冗余要求和電源分配路徑。對于一個Tier2級數據中心來說,部署“N+1”架構的電源和冷卻設備的冗余是足夠的。然而,對于一個Tier3級的數據中心設施,通常都會包括“N+1”冷卻設備冗余,具有雙供電2N電源冗余,以及獨立的雙路配電機架。因此,了解數據中心的等級可以決定你需要的冗余設計。

            4、每個機架平均功率密度是多少?

            要注意的是,當你設計數據中心的電源容量時,應該根據平均功率密度,而不是在最大額定電源,這是很重要的。機架的平均功率密度乘以機架的數量才是數據中心的最大IT負載量。然后,再加上數據中心的電源系統,冷卻系統和交換機和存儲設備等設施的功率。為了避免產生昂貴的成本,并充分利用電力系統,使數據中心具有大小合適的電源和空間,采用模塊化策略是明智的,可以降低成本,而不必犧牲未來擴展的靈活性。

            5、運維人員應參加規劃設計工作

            a.運維管理部門參與前期規劃設計,可以彌補設計人員對系統運行和管理知識不足,提高設計質量,避免或消除設計缺欠;

            b.運維管理人員參與規劃設計,可將運維階段的需求在規劃設計中得到充分考慮;

            c.運維人員參與前期規劃設計,可充分了解和掌握所維護系統的結構、可靠性薄弱環節、遺留問題、潛在風險,有助于提高運維質量、有根據地制定運維計劃和切實可行的改造計劃。

            6、受內外部因素影響,不能正確對待傾向、喜好、限制和約束的區別,不遵守科學設計原則

            a.受審批、決策等環節個別決策者影響,對一些關鍵功能按照個別人的意見進行刪減調整,導致最終交付的數據中心功能不能滿足運營和維護需求;

            b.出于傾向、喜好或利益驅動,在規劃設計階段部分設備廠商會通過夸大設備性能、混淆概念等手段影響規劃設計人員的方案制定和設備選型。

            7、數據中心的交流機架或直流機架需要什么級別的備份電池?

            服務器機架可能需要部署百分之百的直流電源,或百分之百的交流電源,或者是二者的組合。例如,如果您正在為托管目的建設數據中心,你可能有配備交流(UPS)供電系統的需求,而如果是要成為一個電信設施,這可能需要部署直流電源系統。知道這些,就會知道你所需要的直流電源或UPS電源系統的大小和規模。

            在部署備份電池時,最好根據15分鐘備用放電時間進行配置。這樣部署備用電池,不會顯著增加資本支出,雖然這將很難自圓其說,但這更符合成本效益。企業需要提高備用發電機組的冗余度,而不是在增加電池數量浪費更多的資金。

            8、業內普遍存在著輕規劃設計,重施工建設的認識誤區?

            業內特別是用戶信息主管存在輕規劃設計,重施工建設的認識誤區,主要表現在:

            a.先建樓體結構,后規劃數據中心,為數據中心規劃設計帶來難以克服的困難;

            b.機房建設和設備安裝完畢即開始改造的現象普遍存在;

            c.先確定設備,再確定方案,由于所購設備功能不滿足方案要求,或場地不滿足安裝條件要求,因而設備尚未運行就要更換;

            d.建設結構很難滿足數據中心場地布局要求,使機房分區規劃不合理;空調室外機無法安裝或距離太遠;動力室與主機房距離太遠,增加傳輸和管理困難,增加成本,降低可靠性。

            9、普遍忽視對系統可維護性和可修復性設計

            系統三分建設、七分維護,任何設備都是有故障的,可修復和可快速修復已經成為提高可用性的關鍵指標,忽視可維護性和可修復性的現象表現在:

            a.規劃設計階段未考慮后期維護通道、維護空間,例如設備距離墻壁太近,電池靠墻擺放,線纜布局不合理、線纜管路或走線架擋住上方弱電線槽導致后期無法維修、維護工具難以施展等;

            b.故障發生時,應急物資和備件無法快速搬運,故障設備和器件更換無維修操作空間等問題,延誤了故障處置時限甚至引發重大事故;

            c.應考慮后期發生故障進行設備維護時系統的冗余保障能力;

            d.盡可能采用自動化手段,最大程度壓碎維護人員手動操作環節,在數據中心維護操作中,依靠維護人員手動操作存在較大的不確定性和不可控性。

            10、對可用性設計是否缺乏科學依據?

            系統可用性是數據中心規劃設計的最重要的指標,但規劃設計時缺乏科學依據;主要表現是:

            a.數據中心在規劃設計時都會進行各系統可靠性的推算,但目前各設計院、不同的設計人員對可靠性的推算依據和數據來源尚未統一,造成對同一數據中心的設計等級和可靠性存在不同定義和不同的結果;

            b.對可用性存在著先進行規劃設計、施工,建設完成后再反推設計等級的案例,并以反推的等級標準向數據中心用戶進行推介。此為本末倒置的設計,往往因為設計中的某些關鍵缺陷導致雖然絕大部分設計滿足等級要求,但因為關鍵缺陷的存在造成等級下降;

            c.只注意設備或環節(子系統)的可用性,而忽略在整個系統中各子系統之間的相關性對可用性的影響。

            12、業內普遍存在著重設備,是否會忽視系統的認識誤區?

            業內特別是規劃設計人員普遍存在著重設備輕系統和重局部忽視大局的現象,主要表現在:

            a.先確定設備規格型號甚至生產廠家,然后根據設備選擇或修改設計方案;

            b.供電系統按最高可用等級2N冗余設計,但所設計的結果是僅僅UPS系統有2N功能,而整個供電系統卻存在單路徑故障點;

            c.整個系統按最高等級冗余容錯系統設計,但是空調制冷設備卻是單路徑供電;

            d.為系統配置了交流備用能源柴油發電機,但發電機沒有自動啟動功能,因為規劃設計者缺乏連續制冷也是系統連續運行的重要條件的認識。

            總結:

            在新的數據中心的建設中還有許多其它需要考慮的問題。但行業的經驗告訴我們,機房建設在數據中心建設和設計過程中掌握這十三個關鍵基本設置重點,將確保最終的數據中心設計盡可能接近用戶的真正需要。
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