模块化数据中心机房建设分析

王 辉

（上海经意实业有限公司，上海 200540）

1 模块化数据中心的组成

上海市公安局金山分局模块化数据中心包含了供电系统、暖通设备、综合布线系统、消防系统、智能化运营系统，这些系统都是各自相互独立，可以看成一个模块。因此，上海市公安局金山分局数据中心就可以根据实际的需要，来进行模块的组合，形成一个完整的数据中心。

应用模块化的数据中心建设理念来实现各数据的集成，但是模块化数据中心，各模块都是独立的，也有统一的输入输出的接口，不同模块能够实现数据的备份。应用模块的排列组合方式，来构建一个完整的数据中心。要给不同的模块去设计不同的功能，在系统平台上的总体框架上，要囊括所有子系统的模块功能，当数据量进一步增加，就会使系统数据处理难度激增，使数据管理难度加大。模块划分的更加细致，在数据中心，要配备高低压配电室、空调房、冷水机组、吊装平台。受到很多因素的影响，并不是所有地方都可以实现多功能模块的划分，根据实际的需要，去实现各模块的精密划分。

2 数据中心基础设施系统功能分析

传统的数据中心的管理系统往往停留在简单的数据采集和存储方面，这些数据系统内容比较单一，还不能够满足运营人员对于数据集中管理监控需要。上海市公安局金山分局模块化的数据中心能够实现对所有数据、企业资产数据容量、设备耗能、三维可视化的全面管理，也可以实现对各分子系统的数据衔接、数据集成，并获取相应的数据信息，进而去有效地实现对整个数据的集中监控。通过对各分子系统数据进行高效处理，实现集中数据的分析，实现统一的运营，这样就能够使整个数据中心的数据实现直观的展示。各分子系统也能够进一步实现交互，促使各系统之间的数据共享、资源互通、业务进一步协同[1]。

2.1 基础设施监控

基础设施的监控系统是对动力系统设备、环境设备系统、暖通系统、消防系统的监控，另外在数据中心信息化管理系统，可以对各类设备运行状态做好动态的检查，实时对各类实时运行数据的集中监控、运维管理，即数据的预警、智能报警，进而也会使数据中心高效管理和运作，提供更大的保障。

2.2 资产管理

资产管理系统更多是以设备资产整个生命周期为管理全过程，以最大化去利用资产资源，并且提供统一的资产运营信息平台，实现数据中心各类资产实物的盘点，而且可以提高资产管理的效率。资产系统可以为数据中心的容量管理，而提供数据接口，可协助运营管理人员对中心的各个设备做好有效的维护管理。资产管理包含了对物品、线路、设备资源的控制监管，应用智能条码来对各个设备的数据信息做好识别，条形码的成本较低，但是对工作人员依赖性比较大，主要是用于数据中心规模比较小，而且设备变动频率比较低的设备。

2.3 能耗管理

在搭建上海市公安局金山分局数据中心时，会使用大量的设施设备，设备运行会消耗大量能源电能，产生很多热量。在机房中有空调系统，但是空调系统的耗能占整个数据中心的近40%左右，因而就需要通过有效监控空调设备的耗能状况，对空调设备数据的统计分析采集，采取有效措施来节能减排，成为未来数据中心的重点关注对象。模块化的数据可以通过密闭通道，实现空气隔离，能够减少冷空气的吸入，以此提高机房内冷空气的利用效率，而且能够精准地将冷气送到设备周围。

2.4 容量管理

容量管理系统能够实现数据中心数据存储规模扩增，而且也有助于降低设备的电能消耗，可实现对各类智能设备、电力设备、数据运算设备的可视化管理，实现精准分析、精准预测。通过对各类设备容量管控，去查看目前各类设施设备的容量剩余状况，并为未来的数据中心的扩容而提供指导，并且也能够帮助运营人员去掌握各设施设备的容量使用状况。

2.5 运维管理

运维管理会在数据中心全周期，进行系统设备运行的跟踪和设施的维护管理，实现闭环的管理。另外，要对服务器、网络设备、线路等各类安全设备数据库，安全事件等系统规划部署，运行管理，获取相应的数据信息，及实现收集信息，与各子系统互联互通、数据共享，实现全流程可视化的操作管理，能够保证数据服务的安全和稳定，也能够由工作人员实现对各类设备的设施维护检查维修。

2.6 报表管理

近年，伴随着国内大数据快速的发展，数据的挖掘、数据分析，大数据技术已经成为了政府部门决策的重要环节和工具。运营管理人员将自己的工作精力和重心都放在了业务运营管理上，但是忽略对数据分析，也未能够对数据报表做好检查。在上海市公安局金山分局没有建立一个系统的报表体系，就会让运营管理人员看不到数据给分局运营的重要价值。数据报表是整个分局运营数据的汇总，也是实现了解数据中心运营状况的重要工具，而且数据报表也可以为未来的各项决策提供很多的依据。

2.7 机房密闭保温节能防尘处理

在机房内，安装空调设备，使整个机房处于恒温恒湿的状态，另外要使机房与外界处形成一定的温差。在冬季能够实现保温，在夏季可以实现隔热，也是当前机房设计的重点内容。要防止在机房的地面或者地面出现凝露的问题，另外要防止外界对机房形成热量能量的传送过大，而给空调设备带来很大的负载压力，定期对机房实现清洁，确保机房的安全。

3 模块化数据中心的系统组成

上海市公安局金山分局数据中心主要是由微模块系统、各类通信设施、设备环境控制装置，监控设备共同组成，用于实现传递数据、展示数据。在数据中心内，通过应用的模块化结构，可以让各个功能模块变得更加简单，也可以实现结构复杂的硬件功能。

3.1 供电模块

在机房内，供电是保证整个机房设施设备运行的基础，也是确保服务器供电室设备设施各类设备稳定运行的基础。供电能够保护配电装置，而且供电系统还包含了电池系统，配电装置使用户可以根据自己的需要，来实现对这些模块的变更，方便后期模块化机房的搭建。

3.2 制冷模块

制冷模块是机房运作的重要实施设备，而且在机房运作时，设备会产生大量的热量，热量如果不能够及时散发，就会影响到设备运作。因而，给机房内安装空调，布设空调管道，以及安装很多的冷气排放通口，去实现机房内温度的降低，如果温度过高，就会影响到精密仪器设备的电子元器件的性能，有的设备会因为高温而出现断电，那么就会影响到企业设施的运作。制冷模块是机房中必不可少的模块之一，模块化的数据中心主要是以空调为主，另外，还有冷气配送管道。在机房的设备的运作中，要保证各个模块更加稳健运作，再加上空调的帮助，会实现服务器设施与制冷装置衔接，来提高制冷效果，也能够降低机房内空调设施的电能消耗[5]。

4 模块化属于中心机房的建设

4.1 制冷系统的设计

上海市公安局金山分局数据中心分为A1、A2、B1区，以机柜+列间空调+列头柜的方式组成冷通道。每区的机架数分别为A1区36个、A2区36个、B1区42个。机房内机架采用微模块形式，配套空调风冷直彭式机房空调，内机为行间空调。本次单机架功耗为2.6Kw，同时使用系数0.9。每个机房空调配置为5+1模式（即5用1备），单台空调显冷量25kW。本次列间空调设备按规划设计总量的60%规模实施，即本次每区域的冷通道，安装6台（5用1备）列间空调。在安装空调时，也预留了一定的空调接口，以便后续的模块来接入。

4.2 UPS 配电系统的设计

上海市公安局金山分局数据中心配备了2套500kVA模块化UPS，可扩充，相对独立，分别为每机柜的专用PDU 供电。机房用电设备设过载保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电。系统后备蓄电池组放电时间应不小于30分钟。每台500kVA 容量UPS 主机按放电时间应不小于30分钟配置2组200Ah 蓄电池组。UPS 总进线柜处设置市电与移动柴发切换的ATS。在机房空调总进线柜处设置市电与移动柴发切换的ATS。预留ATS 至移动柴油发电机的接线电缆。

4.3 基础设施系统的设计

基础设施系统是通过统一的信息化平台，实现对机房内部各类设备的连接，而且能够实现对数据中心，各分子系统的集成，实现对各分子系统内部数据的科学调度。对各系统设备的数据进行实时的监控，而且能够实现数据分析处理，来判断各设施的运作状况，实现各系统的集成运营管理。而且数据平台具有直观性，可以用可视化的数据来清晰地展示出各个设备的运作状况，实现是各子系统数据的衔接融合、共享和数据的交换，使各系统的互联互通，提供更高效更集中的管理手段，实现各数据互联互通，业务的进一步协同，为各数据的长期运作，而提供更精准的决策支撑。

5 结束语

近年，随着国内企业的数据中心的业务规模也不断扩增，而且大数据、云计算、物联网的各类新兴技术也不断地涌现。数据中心的搭建，要使数据中心运作更加灵活高效。在未来，数据中心将会向模块化、智能化的方向发展，智能化的数据中心能够为政府单位/企业单位经营决策提供高效的数据，而且也会使用效率更高，运行的管理成本降低。