数据中心同类问题之剖析

文│ 国家图书馆 于洪波

北京安特灵公司 赵建杰

1 引言

在信息时代的今天，数据中心可以理解为多功能的建筑构成，可容纳多服务器、通信设备和人机对话终端，使用环境、使用条件相同或相近，以及安全管理需求方面的“集合体”，并不仅仅是一些服务器的集合，实践证明这样理解和配置的集合，便于运行、使用和维护。笔者通过多年的实践和测试，对数据中心同类问题进行了研究，提出以下问题予以剖析和讨论。

2 建筑构成情况

（1）数据中心的采光面选择，要设置于建筑物背阴的一侧，尽量减少阳光辐射而产生的热量，用于减少日常运行过程中制冷消耗的能源，这样的考虑，对数据中心建成后长期运行的能耗成本降低十分有利。

（2）建在大楼的一层为宜，并且不要设在建筑物用水楼层的下方，避免一旦上层出现跑水、冒水、滴水、漏水时殃及数据中心的运行，造成大规模的损失，这种类型的损失程度将无法预测，须全力避免这种情况的出现。

（3）排烟气的出口位置，设置在机房的上部，排除废气的出口设置在机房的下部，设备必须具有排烟、除气功能，有些早期建设或改建的数据中心往往忽略这个问题。

（4）数据中心的扩展问题，数据中心如果需要扩充容量，应及时有效地予以扩展，如果没有扩充的余地，将对扩充后的集中管控造成麻烦，因为数据中心的不断扩充是当今信息时代发展的必然趋势。

（5）关于运行职守的问题，人机结合是各类控制室运行的基本模式，人员在岗情况、出警情况和值守人员的值守情况等，都是必须记录和掌控的重要内容，24小时昼夜运行的职守人员，要全程监控整个系统设备设施的运行情况，而系统的视频设备又全程记录值守人员的运行情况，这是一种人机互锁、闭环监视、可全程掌控的必要手段。当前端发生问题时，整个存储设备能够实现前端情况和后台情况双调看的功能，便于对各类案件的深入调查、研究和取证，而清晰有效的保存和调阅这些内容，就是十分必要的保障环节。

3 数据中心温/湿度

（1）数据中心机房的设计与温度、湿度的环境要求有关，且应远离腐蚀气体、易燃易爆物；腐蚀气体随着新风吸入机房后会对计算机设备和人员健康造成危害，同时不洁净的空气也会对计算机设备的运行造成不良影响，还会对机房内精密空调、新风机等设备的过滤网等造成污染。

（2）温度和湿度必须要严格控制，最大变化速度每小时为5℃（9℉）；最大露点为2l℃（69.8℉），干球温度为20℃～25℃（68℉～77℉），以提供可连续运行的温度和湿度范围。数据中心必须要求具有干净、洁净且湿度得到控制的环境。忽视湿度控制会造成一系列的严重问题，包括IT设备和基础设施的损坏。在大多数情况下，数据中心最佳的相对湿度 （RH）范围为40%～55%。如果RH降低到不合格的水平，主机房内绝缘体的静电电位就大于1000V，从而引起静电荷的聚集和释放，设备设施长期处在这样的环境里，会影响其正常运行。

（3）噪声、计算机系统停机时，机房内的噪声在主机房中心处测试应小于6SdB（A）。

（4）其他方面，无线电干扰场强，其频率在0.15MHz～1000MHz时不应大于126dB，磁场干扰场强不大于800A/m。主机房地面及工作台面的静电泄漏电阻应符合现行国家标准《计算机机房用活动地板技术条件》GB 6650-1986的规定。

4 存储

存储市场将继续经历飞速的变革，这些变革由存储资源网络化所推动。有存储区域网络、网络连接存储和IP存储等企业需要采用新方式从所存储的信息中收集业务情报。

磁盘的运行模式可以在全体磁盘同时运转或是单个磁盘顺序运转，前者响应速度快，但磁盘长期运行的故障率高，后者响应速度慢且磁盘长期运行的故障率低。当前技术已经做到了休眠运行的状态，这样系统中的硬盘不再像原来传统硬盘，只要系统开通运行，全部的硬盘就开始高速运转，一直运行到完全损毁为止。而现有技术是改变且完善了运行和使用条件，硬盘数据存满后就自动转入到休眠状态，这种休眠状态使旋转电机不用高速运转，但是硬盘始终保持在预备状态下运行，休眠以后如果系统需要使用，硬盘可及时响应，即可高速旋转，系统不工作或使用完成后，硬盘可以再度转入到休眠状态，这样的使用情况对降低温升、提高保障程度、降低故障率、提高硬盘的寿命、节约运行成本、延长整个系统的生命周期都极为有利。

5 直流电配电和管理系统的情况

数据中心大部分电子元件都是由低压直流电源驱动运行，引入高压单向和三相交流电源，经降压器处理达到所需电压。每次转换都会导致电量消耗，据统计，即使是现今最好的转换器其最高转换率通常也只有98%，而小型转换器只达到95%的效能，如果涉及到的转换步骤为N次，那么理论的计算值就是98%的N次方，这种情况的电能损失将会较大。因此，在这种设备上的电力配送，可以通过内置于设备构造之中的转换器一次实现，而大型铜制汇电板则负责高压电流直流电的配送，实践证明这是目前比较好的节能措施之一。

7 电源管理

数据中心的配电电源和备用电源都是非常重要的保障设备，如果无故停电其损失是非常巨大的，若是金融界的现场交易环节则更为严重。配电电源和备用电源的分工如下：配电电源负责日常的供电保障，备用电源是在配电电源发生故障时，及时切换补充自动提供，其切换的“时间”和保障的“时长”都有规定，必须满足整个系统运行要求。“切换时间”用于保障系统在电源转换时，运行系统不会出现瞬间故障，“保障时长”用于抢修配电恢复系统以及有效保存重要数据的时间。

8 结束语

从以上的内容剖析来看，数据中心建成后能够长期有效运行是保障数据中心正常运行的必要条件，若在建设时，达不到相关要求或标准系统投入运行后也会出现各类问题。