分析数据中心基础设施的建设与设计

何俊

【摘要】随着科技的发展，对于IT设备环境的可用性、安全性和易管理性、可监控性有了更高的要求。目前的数据中心依旧存在成本高、信息安全、管理复杂等问题。针对这些问题通过利用如今的自动化技术、虚拟化技术等方面的运用，能够有效的解决上述问题。以下对数据中心基础设施建设和设计方面的内容、设计标准等进行了分析。

【关键词】数据中心基础设施建设设计

随着计算机技术的不断发展，数据中心不断涌现且规模也日益扩大，数据中心部署的计算机能力、存储系统容量以及通信系统传输速度都在飞速的增长。为了和世界水平接轨，仅仅是通过高性能计算机硬件的研制是远远不够的，要求一套具有适用性的机房场地环境系统，并且以此作为高性能计算机运行的基础。

一、设计的规范和标准

（1）TIA-942标准。它是集现有相关标准和规范于一体，并且有效的解决了数据中心基础设施的建设和设计阶段的信息隔阂问题，同时对于电力之上的问题也有全面的考虑。它全面的描述了在设备规划、数据中心的建设等方面的内容，为数据中心的规划、设计和施工提供了要求和指南。（2）THE UPTIME INSTITUTE数据中心等级标准。这个标准能够帮助建设人员针对数据中心在建设当中充分利用资源，达到资源的优化配置，减少资源浪费，进而有效的降低投资成本，提高设备的利用率减少故障发生的几率，并且能够有效的提高组织效率。

二、配电系统设计

（1）数据中心用电负荷。对UPS电源系统进行统计之时，如果能够明确具体负荷设备，则直接根据设备数据进行统计；如果无法明确，则按照设备机柜平均负荷进行统计；如果无法确认机柜数量，则根据机房面积平均负荷进行估计。对于变配电系统负荷统计，主要是对UPS电源、机房照明等相关设备进行统计。（2）供电电源。根据数据中心的具体情况确定供电电压，通常情况选择10kv。如果有长远的规划，且规划当中要求用电负荷较大，则选择35kv及其以上。同时电源引入应该根据数据中心具体情况而定，比如用途、等级等方面。需要建立专线以供数据中心使用，并且应该从两个独立的变电所引入，如果选择一个变电所，则供电母线必须是两段独立的存在。（3）应急电源。数据中心必须要有相应的应急电源，以保障可靠性运转。通常可以使用柴油发电机组，并且充分满足相应的电力需求。

三、平面布局设计

平面布局的设计和子系统之间联系十分紧密，而且是进行子系统设计的前提和基礎。如果平面布局的设计出现不合理情况而需要变更，不仅会严重影响到子系统，而且变更所需要的费用非常高，变更的整个过程还存在诸多不可控的潜在风险。因此在设计之时要进行充分的讨论和全面的考虑，并且结合数据中心建设的具体要求，以及相关的标准规范，最终保障设计的科学性和合理性，尽量减少后期和建设当中的更改机率，促进建设工作的顺利完成。通常情况下，需要考虑数据中心的四个方面的内容，即动力区、主机房区、辅助机房区、总控中心区四个区域。

为了方便进行统一的安全管理，可以在数据中心的每个楼层只设计一个安全出入口。应信息安全要求，在出入口应当设置专人看守，并且配备相应的出入闸机等设备。在进行重点机房的部署之时，应该布置在整个建筑的中心位置，并且需要将机房的外墙和建筑的外墙有效分离，保持机房外墙的独立性。而针对辅助机房以及机房的走道，则可以部署在建筑物的外围。通过此种布局，不仅能够最大限度的减少空调能耗，而且也能够进一步的加强重点地方的安全性。

四、精密空调系统的设计

为了达到既能够有效提高制冷的效率，又能够保持能耗最大限度降低的目标，可以通过以下几种方式进行：合理布置冷热通道，保持气流的组织良好，进而达到加强制冷的效果，同时有效的降低耗能；完善内墙的作用，加强其的保温处理效果；通过使用智能化的照明系统，进而最大限度的减少电力的浪费，以及降低冷气的损失；通过分步的方式进行发展，机电设备的最佳运行情况是保持在75%左右；分析气流同时优化布线，保持机房内部的冷气可以畅通。

五、综合布线系统的设计

在进行设计之时也要严格的按照TIA-942的标准进行，建筑物单独设置冗余的接入运营商以及接入间的位置。针对核心网络区、主干路径与水平路径都必须使用冗余备份，只有这样才能在最大程度之上保障网络的可靠性。数据中心可以使用结构化的综合布线系统构架，将布线的路径简化，减少网线的数量，集中跳线区域，提高网络扩展的便利性，降低故障发生率和宕机情况。结构化综合布线系统和传统方式相比具有无与伦比的优越性，其使用了预端接光缆技术，大大提高了部署的速度，从而保障了管理简单且容易，并且故障发生几率也被有效降低，可靠性提高。

六、装饰装修系统

（1）首先针对隔断的设计。为了保证机房内不出现内柱，所以机房的建筑通常使用的是大跨度结构。为了方便控制空调、灰尘、噪音，以及便于统一的管理，因此针对大的机房可以通过玻璃的方式将其隔断，最终形成一个个较小的相对独立的区域。为了保障机房的安全性，要求门窗的设计应该要防火防盗，因此可以选择无框的大玻璃门，既美观又安全明亮。（2）其次是对地面的设计。由于机房具有一定的特殊性，所以通常要求地板要防静电，为了便于拆卸还可以运用活动地板。（3）然后是吊顶设计，一般选择金属板材。在进行设计之时还要充分考虑限制层高、美观以及成本问题。最后是墙面设计。对于墙面的设计和吊顶类似，也通常使用金属板材，不仅质量有所保障而且看起来美观，还能够充分满足防火要求，同时施工简易效率较高。

七、绿色理念在设计当中的运用

目前在进行数据中心的基础设施建设和设计之时，大部分都不太注意绿色理念的运用。在进行设计之时通常只考虑处理能力、网络规划等问题。对于能耗、环保问题等考虑较少。而以上阐述的设计方案充分运用了绿色设计理念，立足于最大限度的降低能耗，减少对环境的污染和破坏，进而降低运营成本。这是符合我国的节能减排决策，同时符合可持续发展目标。

在进行建设之时可以充分的吸收和利用国外先进技术和成功经验，并且结合自身的特点以及建设要求，进而达到最佳的建设效果。比如针对机房的散热问题，可以通过改变排列方式，进而增加散热效果，既不用增加制冷的设备在一定程度之上减少浪费和污染，又是符合绿色理念的。针对传统的队列式摆放，可以使用“面对面，背靠背”的方式以改进。但这种方式比较适合正在修建当中的机房，如果是已经完成的机房，改换摆放方式将会涉及到多个设施的改变，包括布线、地板等。

八、结束语

综上所述在进行数据中心基础设施的建设和设计之时，要严格按照设计的标准和规范进行，尤其是要注意空调、配电系统、布线系统等的设计。在设计之中为了符合环保要求还需要引入绿色理念，既能够有效的满足所有的建设需求，又能够有效的降低成本保护环境。

参考文献

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