大型数据中心弱电系统建设分析

郭娟黎，周正

（广州市设计院）

大型数据中心弱电系统建设分析

郭娟黎，周正

（广州市设计院）

随着计算机与互联网行业的迅速发展，数据中心的建设已经成为一个热门话题，论文从大型数据中心的基本建设入手，并结合数据中心日后使用、维护、管理等多个方面，着重介绍弱电专业各系统在数据中心的应用，并针对其特殊性详细说明。

数据中心；弱电专业；特殊性

1 研究背景

互联网数据中心是在互联网行业高速发展过程中，应运而生的一种新型互联网服务。其以庞大的数据机房以及优秀的网络系统为基本架构，为上至政府职能部门、企事业单位，下至个人用户，提供包括数据业务分析、处理、储存等各项业务服务。虽然数据中心的发展时间较晚，但是凭借着目前市场对于网络高度的依赖以及数据业务爆炸式的增长，数据中心的成长速度可谓突飞猛进，从几年前几十、几百个机柜的建设规模，到如今上万机柜的容量。数据中心的建设规范要求已经几乎不能满足其发展规模［1～2］。

另外，数据中心作为一处电子信息设备高度集中化，模块化的特有建筑类型，其运行、管理离不开弱电专业基础设施的建设，尤其对于大型数据中心而言，很多功能的实现同其他类型建筑存在着较大差异，通过前期合理的规划和实施，可以让弱电系统更好地为数据中心的管理与使用提供便利。

2 数据中心弱电智能化系统

数据中心的弱电建设至少应该包含以下相关系统：

1）综合信息通信系统；

2）综合安全防范系统；

3）综合设备管理系统；

4）综合集成管理系统；

5）机房工程［3～4］。

而对于数据中心更加详细的子系统划分以及其功能应用，详见表1。

胃癌的化疗药5‐Fu通过抑制胸苷酸合酶而阻断DNA合成，诱导细胞凋亡，产生抗肿瘤作用。为探索低毒、高效的新化疗方案，王正文等［15］用染料木黄酮联合5‐Fu分别处理人低分化胃癌细胞BGC‐823［14］和人中分化胃癌细胞 SGC‐7901，结果表明染料木黄酮联合5‐Fu不仅可以通过上调Bax的表达和下调Bcl‐2的表达诱导BGC‐823细胞的凋亡，还可以通过上调Bax的表达和下调mt P53、Bcl‐2的表达诱导SGC‐7901细胞凋亡，两药联用较单独作用效果明显。因此，染料木黄酮可以通过调节mt P53、Bcl‐2及Bax细胞凋亡相关蛋白的表达与5‐Fu联用诱导肿瘤细胞凋亡。

3 大型数据中心弱电系统特殊建设区域分析

3.1综合信息通信系统

数据中心中基础网络系统可以划分为生产数据网络、监控网络、语音通讯网络、内部办公网络、公共外网网络等。下面，将对数据中心中所包含网络的特殊性进行简要分析。

3.1.1生产数据网络

生产数据网络是数据中心与其他建筑类型比，较为特殊的网络，因为数据中心在使用上的核心功能就是依托于内部的数据服务器，完成对数据的运行、或者保存，并将结果返回给使用者；而大型数据中心要为海量的使用者提供数据服务，所以其对于进出数据中心的核心链路要求非常高。在其建设前，应该通过预估相应的业务量同服务器数量，完成对总带宽需求的判断，同时数据中心的通信网络要能够支持SDH、ATM、FR、DDN、E1等当前主流的通信方式。以保证整个中心的数据链路畅通。

3.1.2语音通讯网络

数据中心在语音通讯网络上与其他建筑类型也存在着较大差异，其主要特点为对于电话的总装机量相较于同样体量的建筑，数量会明显大得多。其原因有两点：其一，对于数据中心而言，内部数据的安全性至关重要，服务器运行的设备区因此属于高度安全防范区域，在这个安全级别下，要求工作人员及来访者的通信方式是受限制的状态，自用的电子设备在未经授权情况下，不允许带入；其二，在服务器运行的设备区，会有远强于其他区域的电磁干扰情况，在这样的环境下，自身的移动通信设施很难正常工作，而对于服务的调试工作需要设备区人员同外界人员时刻联系，以保证调试结果的准确可靠。所以，针对于上述两点，在大型数据中心服务器设备区，同外界联系的唯一手段就是依靠于设置的语音通讯网络，其在每一个模块化机柜通道内，都会设置多部语音通讯设备，用于内网之间、内外之间的通讯需求。

表1　数据中心弱电智能化包含系统

3.1.3网络安全需求

数据中心作为信息资源的聚集地，承载着用户的核心业务和机密数据，同时为内部、外部提供业务交互和数据交换，因此网络的安全需求较为特殊，其网络安全建设一般包括三个方面的内容。

1）合理的划分数据中心网络部分不同区域之间的访问权限，必要时可以采取不同应用网络，不同用户之间的物理隔离。通过这样的方式，保证数据中心服务客户的通信是在正确的授权许可下进行的，同时，防止黑客、计算机病毒等非法的访问及恶意破坏事件的发生；

2）需要加装相关的技术安全防范手段为数据中心的数据传输提供保障，要求数据在传输过程中不允许出现数据丢失或者被读取和更改的情况发生；

3）为数据中心提供对网络服务平台自身加以安全保护，保证网络平台能够持续的高可靠运行。

3.2综合安全防范系统

数据中心的综合安全防范系统整体较其他公建存在一定差异，因为数据中心虽然有严格管理的重点安全防范区域，但是，它不像一些特殊单位那样，可以做到同外界极少接触。大型的数据中心往往要接待大批客户的考察、参观等，所以，在数据中心安全防范体系中，应该以访客登记管理为核心，以出入口控制及安检门闸作为支持，视频安防监控及入侵报警作为配合的整体安防模式。要求只有获得相应授权的人才能够进入相应的授权区域，对于非授权人员和管制物品，必须有效拦截在授权区域以外。

而为了保证数据中心安全防范系统模式更加合理有效，大型的数据中心建议采用安全区域等级划分的手段对数据中心进行管理。安全防范系统针对不同的安全区域等级进行合理的监控。一般可将数据中心安防区域划分为4个等级。

1）一级安防区域：主要包括专属机柜运行区、设施运行区及监控中心等，其要求为独立授权，全天候无死角安防监控。进入该区域要进行安全检查和设备管制。

2）二级安防区域：主要包括客户办公区，维修测试间等，这部分区域要求实现进出授权管理，非授权用户禁止入内。

3）三级安防区域：主要包括访客参观、茶水餐饮、货物进出、装卸区等，这部分要求对于进出人员要进行身份确认工作。

4）四级安防区域：数据中心园区以内，该部分主要包括视频安防监控，需要对园区出现的突发事件，或者其他情况进行迅速处理。

3.3综合设备管理系统

数据中心除了在其他共建设施当中需要综合管理的设备外，其一个主要特点是需要对数据中心设备运行区域进行详细的环境监测管理。因为，数据中心设备运行区域全是服务器这类集成度很高的电子设备，而其对于环境要求要比其他物件高得多，所以数据中心通过统一的操作平台和统一的通信平台，完成对监控场所内所有高低压配电系统、UPS主机、电池、环境温湿度、空调、漏水、消防、防雷等各项设施进行实时监控和智能化管理，并实时获取各子系统监控数据。其基本要求如表2所示。

3.4数据中心弱电智能化专业综合布线

数据中心作为电子设备高度聚集的场所，其本身又是服务提供商，对于数据链路的需求可以说是其他共建设施难以匹敌的，其综合布线的主要特点为两个方面：其一，数据中心对于线缆需求量极大，每排服务器、每个机柜都需要配备通信线缆，另外，每排服务器机柜的列头柜，依据不同使用需求，需要合理配备更加特殊的传输线缆；其二，数据中心不同功能区域之间，不同网络之间也存在着大量的线缆敷设，其中包括局域网线缆敷设、存储网线缆敷设、屏蔽机房线缆敷设、接入机房线缆敷设等。

针对这样的实际情况，弱电智能化专业需要合理统计计算数据中心，尤其是大型数据中心的线缆使用量，需要明确数据中心中相关服务器的运行以及连接方式；另外，合理规划线缆路由以及相应线槽大小，以及竖向管井与水平配线。这些方面在大型数据中心的实施建设中，将会显得尤为重要。下面通过一个简单示意图来表述数据中心相关综合布线的架构（见图1）。

表2　数据中心环境主要监测内容

图1　数据中心综合布线示意图

4 结束语

数据中心的建设将会随着信息技术的飞速发展而越来越迅速，大规模、高要求的数据中心将会是未来建设的主要发展方向，针对于大型数据中心建设中，弱电智能化的配套发展也应该与时俱进，在满足其基本的使用需求外，更应该从使用和管理的角度不断完善。让弱电智能化为数据中心提供更加便利的使用环境，更加准确的监控数据和更加完善的服务内容。

［1］2014-2020年中国云计算行业深度及发展趋势分析报告（2015中国报告大厅发）.

［2］全球及中国互联网数据中心（IDC）IT项目可行性分析与发展趋势预测报告（2015版）.

［3］数据中心通信设施标准（TIA-942）［S］.

［4］电子信息系统机房设计规范》GB 50174—2008）［S］.

Analysis of Large Data Center Weak Current System Construction

GUO Juan-li， ZHOU Zheng

（Guangzhou Design Institute）

With the rapid development of computer and the Internet industry， the construction of data center has become a hot topic， this paper， starting from the basic construction of large data center， combined with use， maintenance， management several aspects， focus on weak current system application of data center， and its particularity will be discussed in detail.

data center； weak current system； particularity