三网融合枢纽数据中心模块化设计研究

文│ 江苏省广电有线信息网络股份有限公司 潘永跃

1 引言

21世纪是信息化时代，随着信息化技术的不断提高，从内部办公事务到企业业务的处理信息化无处不在，已经越来越多的深入和覆盖到企业的所有领域。而数据和信息的服务是通过IT服务来实现的，需要大量的计算机设备、存储设备、网络设备、接收和传输设备来完成各类信息的处理，要保证上述设备的稳定运行，离不开数据中心的基础保障。然而数据中心建设面临最大的难题是规划与发展的矛盾，主要表现有以下几个方面：

（1）机房面积。过多的机房面积规划将造成大量资源闲置，过小的机房场地预留又难以应对业务快速发展带来的非线性机房资源需求的增长。

（2）基础配电设计容量过大，会出现初期用电负荷低，过小又难以应对后续发展对电力的要求。

（3）设备的老化与换代。设备在3～5年间其性能和速度或增长。

（4）新技术的更新快，3～5年更新换代。

（5）扩容与改造难，牵一发而动全身。

（6）建设周期长，新机房从选址到完成的建设周期为3～5年。

（7）搬迁难度大。

既要满足当前的业务需求，又要保证可持续发展的要求，既要提供高效、可靠的运行支撑平台，又要充分考虑到企业运行成本，是三网融合枢纽数据中心建设考虑的重点，数据中心的基础建设直接决定了数据中心所能提供的IT服务水平，下面从业务定位、现状与发展、数据中心的生命周期、综合规划分期实施、供电系统的冗余等方面，探讨做好江苏有线三网融合枢纽数据中心基础模块化建设的要点。

2 江苏有线三网融合数据中心的现状与业务定位

2.1 现状与发展

江苏广电有线信息网络包括播控、内容、数据、传输、运营、客服等中心，现有的机房和设备情况如表1所示。

综合各部门现有设备和机柜数统计显示，目前，所使用的机房共14个，面积为2125m2，机架数699个。考虑到未来8年（数据中心建成需要三年的时间，即到2016年投产）的业务发展对机房的需求，仅自身需求按照机架数增加一倍（近1400个机架），因此仅考虑企业自用就需要增加2400m2的机房面积。

表1

2.2 业务定位

目前数据中心按照功能分为互联网数据中心（IDC）、托管数据中心（CDC）、企业级数据中心（EDC）。

IDC面向互联网业务，是基于 Internet网络，为集中式收集、存储、处理和发送数据的设备提供运行维护的设施以及相关的服务体系。其次是提供托管（机位、机架、VIP机房出租）、资源出租（如虚拟主机业务、数据存储服务）、管理服务（如带宽管理、流量分析、负载均衡、入侵检测、系统漏洞诊断），更多的是提供一种基于网络资源的服务。

CDC是一些企业按照高等级的安全标准建设数据中心，没有自己的业务系统，仅为需要计算机运行场地客户提供机房（包含设备）出租，并负责对机房基础环境的运维管理，提供纯计算机存放和运行管理。

EDC 数据中心有着自己的业务系统，随着企业发展，企业对于自身生产环境数据系统平台的需求增加。尤其是在政府、金融、证券、能源等行业纷纷建设大型企业数据中心之后，电视媒体成为企业数据中心建设新的生力军。

江苏有线三网融合枢纽数据中心集上述三种数据中心的功能为一体，既包含了广播电视业务，又有互联网的业务和机房外包的业务，因此电视媒体与互联网相互融合以及机房外租决定了数据中心的定位至关重要。需要有一个整体的规划，做好数据中心建设规划来满足不同功能的要求和未来发展的需求。

3 江苏有线网络三网融合数据中心模块化设计研究

数据中心的建设必须考虑当前和未来的规划，综合审视业务发展与考虑实际的投入与产出。数据中心是企业运行发展的技术平台，因此做好数据中心的规划是很有必要的，如何科学规划，应考虑以下几方面的因素：

（1）需要遵循的原则

数据中心的基础设施需要提供7×24小时不间断服务，因此必须遵循安全性、可维性、可扩展性、超前规划、分期实施的原则。

（2）需要考虑数据中心的生命周期

在数据中心建设中需要关注和考虑数据中心设施的生命周期，从运行安全和技术发展的角度来看，数据中心生命周期一般为10～15年，包含基础配电、UPS、空调、布线、装修、计算机技术及其他辅助设备，其各设施的生命周期如表2所示。

表2

掌握数据中心的运行生命周期，最大限度地考虑数据中心的可靠性、可维性、可管理性和技术的先进性，达到综合平衡和控制建设成本以及经济性指标的目的。

（3）机房总体面积规划

总体面积规划考虑的因素有：新建机房的规划与难度、现有系统对机房面积的要求、规划启用后5年的业务发展、按照10～15年的生命周期一次规划，分期实施。

因此，江苏有线网络三网融合数据中心机房面积规划充分考虑到上述因素，在一期的基础面积上翻倍并为出租和长远的发展做了相应的扩充与预留。机房采用模块化的设计，可根据需求分期投入以便获得交替使用，既保护投资，又满足后续的扩展及后期新启用的机房或重新再装修的机房在技术和设备上保持与时代同步。

采用垂直分割设计，在一期和二期之间的每层用实墙封闭，留有与二期的门，确保一期和二期的功能独立和互换性，既在任何机房装修改造或设备更新或增容时，相互不影响，又在二期施工时，不会影响到一期的运行。

（4）单个机房面积考虑

依据目前各部门机房的使用情况，综合考虑消防系统、电源系统、空调系统对机房建设的要求，以及企业自建数据中心目前通用的设计经验，模块化的单个机房面积在300m2～400m2，安装机架数在100～130个，单个机房的供电在400kVA～600kVA，其优点是：保护投资与节能，易于扩容与改造，便于维护和安全管理。

（5）功能布局

按照目前江苏有线网络组织架构和业务分工，系统种类划分需要按照播控、传输、内容、数据、运营、客服来规划机房的使用，同时从安全与维护的角度实行如下分离，即生产机房与开发测试机房的物理分离； 生产系统的/主备机物理安全分离；通信商机房的物理安全分离；双路UPS机房的物理安全分离。

优点：功能和用途清晰；便于规划和预留；提高安全性和可靠性；便于维护、升级、改造、扩容。

（6）配电系统冗错设计

对一个安全可靠的数据中心来说，电力系统的稳定对安全运行是关键，配电系统包括市电、变压器、发电机、UPS系统、空调动力、防雷接地、照明等系统。

数据中心安全供电系统的模块化措施有：双市电接入，具备中压（10kV）端互切功能，在一路市电停电时，由另一路市电供电；具备低压（380kV）端互切；实现双市电在低压端的切换；具备自备发电机，在两路市电均中断时，发电机自动启动和切换，确保数据中心供电；UPS采用2N的方式，确保双电源设备来自不同UPS组；按区域独立供电，不同的机房采用相互独立的UPS组；UPS供电与空调供电独立； 可靠的接地、防雷、防浪涌、谐波抑制系统。

采取上述措施，确保当一路供电系统出现问题时，不会影响到另一路供电系统。

（7）采用模块化的UPS

采用模块化的UPS，能够有效地保护投资，一次规划，分期实施，降低用户初期和扩容及运营成本；提高可扩展性，系统扩容变得非常简单；提高可维护性，在线热插拔，无需转旁路；使得标准化的UPS系统可以为各种不同容量的负载提供电力保护成为现实 。

4 结束语

本文仅从基础建设方面简述江苏有线网络三网融合枢纽数据中心模块化设计的要点，数据中心是一个各项综合技术的集中体现，从基础的结构、电力、暖通、消防、安保、照明到布线每一步骤、每一个层次都有严格的标准以及最新的设计理念。这需要我们在建设的过程中不断地摸索，不断地创新，在考虑应用的安全可靠性的同时，发挥自身的智慧，合理优化使用资源，建造出高效的电视媒体数据中心。