典型数据中心的搭建

时间：2024-03-16 20:45:07

典型数据中心的搭建

1. 基本概念：数据中心用于实现对数据信息的集中处理、存储、传输、交换和管理

2. 数据中心的发展趋势：高度虚拟化，绿色低碳环保，集装箱与模块化，云化

3. 数据中心分类：

  • 关联级别分类：单级数据中心和多级数据中心
  • 服务对象分类：企业数据中心和互联网数据中心

4. 数据中心分级：根据TIA-942标准，分为Tier I，Tier II，Tier III，Tier IV，

  • Tier I基础级，一组通信通道，一个供电分配系统，一套UPS系统，无架空地板，每年至少关闭一次，至少29小时的中断或维护时间，可用性99.671%。
  • Tier II 具冗余部件级，增加架空防静电地板，配备少量冗余设备（如UPS和发电机），对供电分配系统和基础设施进行维护时需要关闭设备，每年中断时间低于22小时，可用性99.741%。
  • Tier III 可并行维护级，计划性的维护无需关闭设备，非计划性的故障仍会中断，电器系统、通信、温控都具备冗余组件，每年终端时间小于105分钟，可用性99.982%。
  • Tier IV 所有都是双份，两条供电分配系统，两个独立的（N+1）UPS系统+发动机、两条通信线路。

5. 数据中心选址：位置最重要

  • 高压电缆、信号发射塔、大型变电站要躲避，无线电场频率0.15~1000MHz，干扰大于126dB，磁场干扰环境场强大于800A/m，就会对电子设备造成严重影响。
  • 自然环境，水患、经常落雷、易燃易爆化学品等都要避让。
  • 躲开重型卡车、火车等经常经过的路段，不规律的、持续性的震动极易导致电子设备内部器件偏移，造成硬件层面的损伤。

6. 网络、电力、环境、政策和人力资源的支持。

7. 布线系统模型设计

依据ANSI/ELA/TIA/568A标准

  1. 六大子系统：建筑群子系统、设备间子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、水平布线子系统和工作区子系统

    (1)建筑群子系统：两个或数个建筑物之间网络通信连接

    • 地下主干路径法：线缆通过地下管道，再经由基础墙引入建筑物内部
    • 直埋布线法：线缆直埋于距地面60.96cm以下的地面，进入建筑物内部
    • 架空布线法：通过电线杆作为支撑，将建筑物之间的电缆悬空连接
    • 巷道布线法：利用暖气管等地下巷道进行建筑物间的线缆铺设

    (2)设备间子系统：用于存放数据中心所使用的关键设备

    • 集中化的设备管理区域，电话语音线缆、交换机、路由器、主机、建筑自动化和安防系统等通过垂直干线子系统连接至设备子系统，将各种线缆与设备紧密地连接起来，构成最核心的系统。

    (3)管理间子系统：用于存放各个楼层间的网络配线架和机柜等设备

    • 建筑群子系统针对楼与楼之间子系统进行管理，管理间子系统的对一栋楼内各个楼层的场地进行规划，包括配线机柜（网络线缆、配线架等）和网络设备机柜（交换机等）。
    • 《综合布线系统工程设计规范》建议：使用面积≥5㎡，落地式机柜面前净空＞800mm，后面净空＞600mm，壁柜式机柜离地高度＞1.8m，温度保持在10℃~ 35℃，相对湿度保持在20%~80%，采用外开式丙级防火门。

    (4)垂直干线子系统：用于存放光缆、大对电缆、UTP以及STO等线缆

    • 该系统通过线缆将设备间子系统和管理子系统进行连接

    (5)水平布线子系统：管理间子系统和工作区子系统的信息连接

    • 该系统是将工作区子系统通过线缆、模块连接至管理间子系统。
    • 该子系统与数据中心其他子系统没有物理线路的联系，但也属于综合系统的一个部分。

    (6)工作区子系统：水平布线子系统与终端设备的连接

    • 和水平布线子系统一样远离数据中心。
    • 从墙面或者地面的信息插座延伸到用户台式机、笔记本、电话等终端设备的一个区域。
    • 符合EIA/TIA568A、EIA/TIA568B国际标准

  2. 综合布线系统模型
    典型数据中心的搭建

8. 电源管理设计

  1. UPS，不间断电源：过滤市电输入带来的电磁干扰、高压浪涌、谐波干扰、电压跌落、波形畸变、电力污染等一系列不稳定因素
  2. 双市电输入
  3. 备用柴油发电机
  4. 数据中心专属电源接口：PDU和Reachctrl Power
  5. 接地系统：电子设备容易受到人体静电、电磁波的干扰致使设备、数据、人体受到破坏，需要将数据中心内部的异常电量传导到安全场所
    • 防静电接地：人体会携带大量的静电电荷，将人体静电电荷导入大地，避免电子设备被击穿或人体受到伤害
    • 屏蔽接地：电子设备内部会产生电子干扰，设备之间也会产生相互的外部电磁干扰，通过屏蔽地将内部和外部干扰导入大地
    • 安全保护接地：电气设备绝缘层损坏会产生触电电压，安全保护接地将电子设备暴露在外的可导电部分接入大地，保证人员安全
    • 直流工作接地：保证信号稳定传输，屏蔽磁场、噪声的干扰，将电源地线与地面相连，形成一个很小的接地电阻，保持稳定的零电位
    • 交流工作接地：将交流电源的地线与交流电动设备的接地点一起接入大地
  6. 防雷系统：直击雷与感应雷，主要是感应雷

9. 冷却系统设计

  1. 合理设计：建立冷热通道两条路径，避免冷热气流相互干扰，规定气流的正确走向
  2. 智能管理：部署智能化温度控制系统，调节冷风的速度和大小
  3. 精密空调的部署：分为风冷精密空调和水冷精密空调系统，风冷购置成本较低但能效比也较低
  4. 背门热交换机：机柜背面的“水门”，可以快速降低机柜温度，提高热效率
  5. 维护与保养：定期维护与保养可以延长使用寿命，避免因为某个小环节造成整体冷却系统失效
  6. 下一代冷却系统：集装箱、模块化的数据中心逐渐成为主流，制冷方式也可以打破传统方式，类似谷歌“water-based datacenter”

10. 安防系统设计

  1. 门禁系统：对人员、时间、区域的门进行权限控制，并对授权者的进出全程记录
  2. 气体消防系统：采用七氟丙烷，以化学灭火为主、物理灭火为辅，对人体无害
  3. 数字监控系统：管理人员通过数字化监控系统来实时监控，可以追溯指定日期的录像等记录

11. 数据中心的管理与运维

  1. 管理运维目标：

    • 连续可用性
    • 完整合规性：符合各项法律法规，有书面或电子的授权记录，可以接受企业信息内部审核以及第三方审核
    • 指标量化性：数据中心需指定财务目标，找出运维的成本高点，对信息系统、存储资源按需计费模式，将信息成本分摊
    • 自主服务性：管理人员可以通过pc、手机等平台进行自主应用

  2. 管理运维范畴:
    (1)内部运营环境的管理和运维：对数据中心的区域进行划分

    • 进线设备区域：用于存放ISP专线、光纤以及介入线缆
    • 主要分布区域：用于存放主干线缆、配线架、交换机和路由器，负责数据的转发
    • 水平分布区域：用于存放LAN交换机、SAN交换机等，负责数据交换
    • 设备分布区域：用于存放刀片式服务器、机架式服务器、存储设备、自动控制系统和一些外围设备，它们以机架模式呈现
    • 区域分布区域：用于辅助设备分布区域，当设备分布区域内设备不宜变动，ZDA可以使用区域性插座或集合点为EDA提供连接点

    (2)基础设施的管理和运维：对设备进行关键分级，对权责进行划分，记录详细操作日志
    (3)系统资源的管理和运维：系统资源的分配管理需要依靠平台自动化完成，将虚拟系统迁移到负载较轻的主机中
    (4)网络资源的管理和运维：网络访问权限严格划分
    (5)安全管控的管理和运维：权限的设置是重要并且有效的方法，记录相应的日志内容方便后期的审核与追溯

  3. 数据中心运营要求：

    • 合理布局
    • 高管理性
    • 高可用性
    • 高安全性
    • 高可靠性
    • 绿色节能
    • 降低成本

相关文章