大数据时代的智慧云数据中心建设之研究

许 锴

（河南省信息咨询设计研究有限公司，郑州 450008）

2019年是人工智能的元年。智慧城市的在几年的试点探索后，发展到了一个系统推进、深度融合的新阶段，NB-IoT、5G、人工智能等新技术正在逐步的深入到各个行业，从智慧制造到智慧家居的兴起，无不带来了数据处理的爆发性需求。大数据时代的智慧的云数据中心的建设，不仅能够帮助政府和企业做好信息数据汇集、分享，还可对数据价值展开多维度挖掘，能够实现信息价值最大化，对企业发展形成显著的信息化红利。近两年，政策引导IDC 产业重心向中西部地区转移，而且越来越多的企业要未来要建设双活数据中心。为构建起高水平的智慧云数据中心，企业建设需要涵盖电源、暖通、网络、建筑等众多专业，还需要运用新理念与技术进行合理规划，充分发挥“互联网+”对产业转型升级的引领、融合、创新驱动作用，加速产业价值链体系重构，实现企业的“凤凰涅槃”。因此本文将探讨智慧云数据中心建设的一些要点和重点思路。

1 云计算数据中心要素

云计算数据中心要素主要包括以下几个方面：①高度的虚拟化程度，包含存储、服务器以及网络高度虚拟化；②网络资源、计算以及储存松耦合程度，强调用户不仅能够对中心中单一资源进行使用，同时不会受到打包服务限制；③模块化的灵活快速扩展，主要是指机房、计算机软硬件模块化的建设，以及Saas 平台的各种服务能力封装；④运营、维护的高度自动化，即对虚拟服务器、物理服务器以及相关业务管理的资源自动弹性调度，服务自助管理水平等；⑤绿色节能程度，新一代的数据中心建设要寻找新能源和新的节能技术，PUE 数值一般应控制在1.4以下[1]。

2 大数据时代的智慧云数据中心建设

在此将以某大型企业的智慧云数据中心建设为例，对中心建设具体步骤展开阐述。

2.1 总体目标定位

智慧云数据中心的建设首先要进行需求分析，根据自身业务的特点和规模，量化测算出在满足期内的计算和存储需求，再考虑冗余、倒替和Raid 方式，最终得出总的云池的计算能力和存储空间。进一步得出设备的数量和单机柜的电源负载。

第二步，数据中心机房等级定位，根据企业业务特点和资金情况，要确定机房等级。

目前机房建设标准主要参照的有两个，分别是中国的GB50174-2017《数据中心设计规范》和美国国家标准学会（ANSI）颁布的TIA-942-B-2017《数据中心电信基础设施标准》。大型企业要选择适合自身的标准，一般主要是GB50174的B 级和TIA-942的T2、3级别。级别越高，供电、暖通等设备和管道的冗余就越多，可靠性越高。

2.2 方案选择

智慧云数据中心建设是个复杂的系统工程。企业要根据总体定位、资金情况和业务收入分析，重点要确定项目选址用地、建筑结构选择、利旧加固、市电引入和机房方案。投资方案量入为出，将企业的效益最大化。

建设用地一般先获得国土资源规划的支持，便于在交通、水、电的配套设施的引入。项目选址应考虑周围发展潜力巨大，地理位置良好，交通便利。周围地势应平坦开阔，周边无历史文物、名胜古迹以及珍贵动植物等重要保护目标，无放射性污染及严重的有害气体污染。

大型数据中心建议建设两层或四层的低层建筑，单数层为机房层，双数层为配套层。建筑结构一般有两种，钢筋混凝土框架结构和钢框架结构。虽然钢框架结构的建设周期短和收冬天冻土条件影响小等特点，但经济性一般用于多层及高层建筑中，在低层建筑中造价明显偏高，经过建模计算，钢框架结构的含钢量达80kg/m2，同时钢框架还有考虑梁柱钢梁的防火处理费用，所以需要综合考虑来确定建筑方案。

现有办公楼一般建筑承重在3kN/m2左右，而GB/T2887-2011《计算机场地通用规范》中规定的计算机机房承重要求6kN/m2，电力室和蓄电池是要求在10kN/m2和16kN/m2。如果考虑利用原有办公楼空间建设数据中心，就要考虑尽量选择没有地下室的一楼。否则，仅凭局部结构加固，很难大跨度的提升现有建筑的承重水平。如果选用微模块机房，承重一般要求是10kN/m2。

根据GB51194-2016《通信电源设备安装工程设计规》的要求，数据中心工程作为互联网+重要的机房节点，其市电供电类别应达到一类市电供电标准。因此其用电负荷为一级负荷，应从两路稳定独立的电源引入两路供电线。数据中心园区红线外的电力走廊，应为不同路由工程管线之间的最小水平距离宜大于20m。较适宜的市电引入方式为110kV 及以上的上级变电站的10kV 回路出线至数据中心，一般不宜超过10km。总之，数据中心的外市电引入方案应进行多方案经济及技术比较，综合评估数据中心的外市电电源引入方案，从而提出数据中心合理的外电电源引入实施方案。电费是数据中心运营的主要成本，要力争当地政府扶持，获得电费优惠，也可以考虑新能源同时引入，例如火电厂余热再利用技术。

机房规划均遵从标准化、模块化的设计思想，机房内采用微模块进行建设，微模块数据中心比传统数据中心主要有建设周期短、节能、硬模块化、灵活部署调度。微模块均采用封闭冷通道，模块内采用冷冻水型列间冷却设备进行供冷，列间冷却设备水平出风，背面回风，提高制冷效率。机房模块内的精密空调将冷空气侧面送入封闭的冷通道，在冷通道由设备风扇吸入，制冷后的热空气从空调后部回入，蓄冷罐同时可以在天气寒冷的时候利用室外冷空气进行制冷，降低能耗。

另外，机房内配电系统可以考虑高压直流供电，它和交流UPS 供电的主要区别少了逆变器、设备的可靠性要远高于UPS。因此能够节约48%的前期投资，更能节省维护运营成本。

2.3 应用集成与迁移

在进行中心建设时，需要做好资源整合与服务虚拟化处理，以为后续中心建设打下坚实基础[3]。实施资源整合时，不仅要做好储存资源、数据库以及网络资源整合，同时还要对中间件平台以及服务器资源展开整合，应保证所有资源都能够动态弹性调配资源，以为中心建设做好铺垫。同时需对服务展开虚拟化处理，要以资源整合为基础，最终用户能够自助选择云计算服务。同时需要对网络资源展开高度融合，将网络安全的灵活部署到每个角落。此外，实施网络资源融合时，需要保证虚拟机网络融合能力，确保网络平台感知能力与虚拟机可以有机结合在一起，进而达到高质量逻辑架构、物理架构衔接任务。

企业智慧云数据中心建设完成后，要进行现有业务的评估和迁移。迁移过程庞大而持续，企业必须要做好现有业务的评估工作，确定每个业务和应用系统的云资源需求和优先级，必须还要考虑安全性、组织协调方案以及厂家的配合程度。一些时间久远的系统，无法做到x86改造或者应用系统无法运化，则考虑自然生命周期后淘汰或等待新系统替代。先从应用系统到数据库，再到中间件和能力平台，最后逐渐为建设双活数据中心打下基础。

3 结束语

企业应加大对智慧云数据中心的建设力度。在对数据中心构成要素逐渐明确的基础上，按照企业自身实际需要，制定出较为完善的数据中心建设方案，做出投资估算。当前，数据中心的投资巨大，其财务静态投资回收期测算一般都在5-10年。因此建设方案应适度超前，量力而行，要更多的挖掘社会效益，从而实现高水平的管理手段、高层次的服务+低成本分布式的大数据智慧云中心的建设模式，以对企业发展形成有效推动。