数据中心机房的建设

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建设一个数据中心机房不是一件简单的事，数据中心的建设是一个整体结构，任何一个细节规划忽略都有可能导致问题的发生，并陷入细枝末节的问题中，最终导致其设计和建设的结果往往会很不理想，造成工期延误而需要返工，更糟的是，这将成为一个长期让人困扰的问题，规划设计的优劣，也只有在系统运行后才能做客观的评估，很多问题要经过较长时间，甚至是设备或系统的一个生命周期内才能暴露出来，为避免数据中心建设完成交付后，因建设时未考虑周全出现的问题造成工期延误而需要返工，以下是确保数据中心规划设计人员坚持正确方向的关键问题。

一个全面的数据中心机房建设工程一般包括：综合布线、抗静电地板铺设、棚顶墙体装修、隔断装修、ups电源、专用恒温恒湿空调、机房环境及动力设备监控系统、新风系统、漏水检测、地线系统、防雷系统、门禁、监控、消防、报警、屏蔽工程等。

数据中心机房的建设主要方面

1、消防系统

机房应设气体灭系统，气瓶间宜设在机房外，为管网式结构，在天花顶上设置喷嘴，火灾报警系统由消防控制箱、烟感、温感联网组成。机房消防系统应采用气体消防系统，常用气体为七氟丙烷和sde两种气体

2、精密空调系统

机房精密空调系统的任务是为保证机房设备能够连续、稳定、可靠地运行，需要排出机房内设备及其它热源所散发的热量，维持机房内恒温恒湿状态，并控制机房的空气含尘量。为此要求机房精密空调系统具有送风、回风、加热、加湿、冷却、减湿和空气净化的能力。机房精密空调系统是保证良好机房环境的最重要设备，应采用恒温恒湿精密空调系统。

3、监控与门禁系统

监控布点机房中有大量的服务器及机柜、机架。由于这些机柜及机架一般比较高，所以监控的死角比较多，因此在电视监控布点时主要考虑各个出入口，每一排机柜之间安装摄象机。如果在各出入口的空间比较大，可考虑采用带变焦的摄象机，在每一排的机柜之间，根据监视距离，配定焦摄象机即可。如果机房有多个房间的话，可考虑在ups房和控制机房内安装摄象机。

机房门禁系统多采用非接触式智能ic卡综合管理系统。该系统可灵活、方便地规定进入机房的人员、时间、权限，防止人为因素造成的破坏，保证机房的安全。

4、屏蔽系统

电磁干扰对计算机设备的影响很大，轻则会引起误操作、数据丢失，重则会使计算机无法工作。机房屏蔽主要防止各种电磁干扰对机房设备和信号的损伤，常见的有两种类型：金属网状屏蔽和金属板式屏蔽。我国对计算机机房内电磁干扰的要求规定是：机房内无线电干扰场强在频率范围为0.15～1000mhz时不大于120db，机房内磁场干扰场强不大于800a/m(相当于是10oe)。依据机房对屏蔽效果的要求大小不同，屏蔽的频率频段的高低不同，对屏蔽系统的材质和施工方法进行选择，各项指标要求应严格按照国家标准实行。

5、接地系统

机房应安装一个良好的接地系统，使电源中有一个稳定的零电位，作为供电系统电压的参考电压，有一个良好接地线，计算机传输中的电源电压及信号遇到或产生各种干扰时，就可以通过高、低频滤波电容将其滤掉。此外，当遇到雷电、机柜附近的强功率源以及电火花干扰时，良好的机房接地系统应可以起到保护计算机的作用。

因此，设计一个良好的机房接地系统是相当重要的，机房接地系统一般分为下述三种：（1）直流地：这种接地系统是将电源输出端通过地网接地一起，使其成为稳定的零电位，这个电源地线与大地直接连通，并有很小的接地电阻；

（2）交流地：这种接地系统把交流电源的地线与电动机、发电机等交流电动设备的接地点连接在一起，之后再与大地连接；

（3）安全地：为了屏蔽外界干扰、漏电及电火花，所有计算机的机柜、机箱、机壳、面板及马达外壳都需要接地屏蔽，该系统即可为安全地。

一般要求：直流地电阻小于1欧姆，交流地接地电阻小于4欧姆，安全地接地电阻小于4欧姆。交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻小于1欧姆；接地系统的连接方式可采有辐射式，环形或方格矩阵式等多种形式，可以根据地理特征选择不同的连接方式。

6、防静电地板铺设

机房工程施工中，地面工程是一个很重要的组成部分，机房地板一般采用抗静电活动地板。活动地板主要由两部分组成。a）抗静电活动地板板面；b）地板支承系统，主要为横梁支角（支角分成上、下托，螺杆可以调节，以调整地板面水平）。规格主要为600*600mm。铺设高度：350±20mm，一般电阻值1×107—1×1010ω之间，分布载荷：大于1500kg/m2。

活动地板具有可拆卸的特点，因此，所有设备的导线电缆的连接、管道的连接及检修更换都很方便。活动地板下空间可作为静压送风风库，通过带气流分布风口的活动地板将机房 空调送出的冷风送入室内及发热设备的机柜内，由于气流风口地板与一般活动地板可互换性，因此可自由的调节机房内气流的分布。活动地板下的地表面一般需进行防潮处理（如涮防潮漆等），抗静电地板安装时，同时要求安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网，通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄漏掉。

7、配电系统

1）ups不间断电源

计算机机房负载分为主设备负载和辅助设备负载。主设备负载指计算机及网络系统、计算机外部设备及机房监控系 统，这部分供配电系统称为”设备供配电系统”，其供电质量要求非常高，应采用ups不间断电源供电来保证供电的稳定性和可靠性;辅助设备负载指空调设备、动力设备、照明设备、测试设备等，其供配电系统称为”辅助供配电系统”，供电由市电直接供电。在要求较高的机房项目中，ups不间断电源可采用直接并机技术其供配电系统称为n+1冗余并机技术。它可以确保在有一台ups出现故障时，仍然能够为所有负载提供不间断高可靠的供电，并且在需要扩容时，只需对现有的并机系统直接并联，无须增加新的ups供电系统，可以有效地节约成本。机房内的电气施工应选择优质电缆、线槽和插座。插座应分为市电、ups及主要设备专用的防水插座。

2）配电柜

机房往往采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全、合理。配电箱、柜应有短路、过流保护，其紧急断电按钮与火灾报警联锁。安装完毕后，进行编号，并标明箱、柜内各开关的用途以便于操作和检修。配电箱、柜内留有备用电路，作机房设备扩充时用电。

以上只是从配电设施、弱电控制和设备保护等几个方面对机房建设需注意的问题进行了一个简单地描述，实际上机房建设工程是一项集计算机网络技术、通讯技术、建筑装饰、弱电控制、空调、电工、电子、自动检测及控制、环境保护、安全防范、抗干扰等多学科多领域的综合系统工程。一个具备先进性、合理性、实用性、可扩展性、可展示性、设计独特、用材新颖、施工考究的中心机房，必然具有一定的历史生命力，下面看看数据中心机房的设计建设坚持正确方向关键问题。

数据中心机房的设计建设坚持正确方向关键问题

1、数据中心将建在哪里？

分析新建的数据中心所在地的气候条件是十分重要。这将有助于确定最合适的冷却措施，其中包括水冷机组，机械制冷空调，自然空气冷却、间接空气冷却，绝热冷却等，这些都是为了数据中心设施实现其更低的PUE目标。

2、你需要多少个机架？它们的尺寸是多少？

机架的数量决定数据中心的空间需求。传统的IT机架的尺寸为600x1000mm（宽x深），而一个空间为100平方米的机房可以容纳大约50个机架。当然机架也有其他的尺寸，而知道机架的尺寸和机架的数量，就很容易估测你的数据中心所需的空间。

3、你需要什么等级的数据中心？

数据中心的Tier等级确定了数据中心的冗余要求和电源分配路径。对于一个Tier2级数据中心来说，部署“N+1”架构的电源和冷却设备的冗余是足够的。然而，对于一个Tier3级的数据中心设施，通常都会包括“N+1”冷却设备冗余，具有双供电2N电源冗余，以及独立的双路配电机架。因此，了解数据中心的等级可以决定你需要的冗余设计。

4、每个机架平均功率密度是多少？

要注意的是，当你设计数据中心的电源容量时，应该根据平均功率密度，而不是在最大额定电源，这是很重要的。机架的平均功率密度乘以机架的数量才是数据中心的最大IT负载量。然后，再加上数据中心的电源系统，冷却系统和交换机和存储设备等设施的功率。为了避免产生昂贵的成本，并充分利用电力系统，使数据中心具有大小合适的电源和空间，采用模块化策略是明智的，可以降低成本，而不必牺牲未来扩展的灵活性。

5、运维人员应参加规划设计工作

a.运维管理部门参与前期规划设计，可以弥补设计人员对系统运行和管理常识不足，提高设计质量，避免或消除设计缺欠；

b.运维管理人员参与规划设计，可将运维阶段的需求在规划设计中得到充分考虑；

c.运维人员参与前期规划设计，可充分了解和掌握所维护系统的结构、可靠性薄弱环节、遗留问题、潜在风险，有助于提高运维质量、有根据地制定运维计划和切实可行的改造计划。

6、受内外部因素影响，不能正确对待倾向、喜好、限制和约束的区别，不遵守科学设计原则

a.受审批、决策等环节个别决策者影响，对一些关键功能按照个别人的意见进行删减调整，导致最终交付的数据中心功能不能满足运营和维护需求；

b.出于倾向、喜好或利益驱动，在规划设计阶段部分设备厂商会通过夸大设备性能、混淆概念等手段影响规划设计人员的方案制定和设备选型。

7、数据中心的交流机架或直流机架需要什么级别的备份电池？

服务器机架可能需要部署百分之百的直流电源，或百分之百的交流电源，或者是二者的组合。例如，如果您正在为托管目的建设数据中心，你可能有配备交流（UPS）供电系统的需求，而如果是要成为一个电信设施，这可能需要部署直流电源系统。知道这些，就会知道你所需要的直流电源或UPS电源系统的大小和规模。

在部署备份电池时，最好根据15分钟备用放电时间进行配置。这样部署备用电池，不会显著增加资本支出，虽然这将很难自圆其说，但这更符合成本效益。企业需要提高备用发电机组的冗余度，而不是在增加电池数量浪费更多的资金。

8、业内普遍存在着轻规划设计，重施工建设的认识误区？

业内特别是用户信息主管存在轻规划设计，重施工建设的认识误区，主要表现在：

a.先建楼体结构，后规划数据中心，为数据中心规划设计带来难以克服的困难；

b.机房建设和设备安装完毕即开始改造的现象普遍存在；

c.先确定设备，再确定方案，由于所购设备功能不满足方案要求，或场地不满足安装条件要求，因而设备尚未运行就要更换；

d.建设结构很难满足数据中心场地布局要求，使机房分区规划不合理；空调室外机无法安装或距离太远；动力室与主机房距离太远，增加传输和管理困难，增加成本，降低可靠性。

9、普遍忽视对系统可维护性和可修复性设计

系统三分建设、七分维护，任何设备都是有故障的，可修复和可快速修复已经成为提高可用性的关键指标，忽视可维护性和可修复性的现象表现在：

a.规划设计阶段未考虑后期维护通道、维护空间，例如设备距离墙壁太近，电池靠墙摆放，线缆布局不合理、线缆管路或走线架挡住上方弱电线槽导致后期无法维修、维护工具难以施展等；

b.故障发生时，应急物资和备件无法快速搬运，故障设备和器件更换无维修操作空间等问题，延误了故障处置时限甚至引发重大事故；

c.应考虑后期发生故障进行设备维护时系统的冗余保障能力；

d.尽可能采用自动化手段，最大程度压碎维护人员手动操作环节，在数据中心维护操作中，依靠维护人员手动操作存在较大的不确定性和不可控性。

10、对可用性设计是否缺乏科学依据？

系统可用性是数据中心规划设计的最重要的指标，但规划设计时缺乏科学依据；主要表现是：

a.数据中心在规划设计时都会进行各系统可靠性的推算，但目前各设计院、不同的设计人员对可靠性的推算依据和数据来源尚未统一，造成对同一数据中心的设计等级和可靠性存在不同定义和不同的结果；

b.对可用性存在着先进行规划设计、施工，建设完成后再反推设计等级的案例，并以反推的等级标准向数据中心用户进行推介。此为本末倒置的设计，往往因为设计中的某些关键缺陷导致虽然绝大部分设计满足等级要求，但因为关键缺陷的存在造成等级下降；

c.只注意设备或环节（子系统）的可用性，而忽略在整个系统中各子系统之间的相关性对可用性的影响。

11、在脱离实际需要和可行性情况下可以确定高指标么？

在规划设计初期，主观臆断确定数据中心的功能指标，不切实际地一味追求规模大、高可用性等级、高机架功率密度、低能耗指标PUE，而具体规划设计时，又没有严格按照规划原则和程序做详细的论证，具体方案和实际措施与总体规划部匹配，其结果是：

a.由于实际需要不明确，缺乏可行性的必要条件，反复设计、修改，不仅造成成本的浪费，还延长了建设周期；

b.已建成并投入使用的机房得不到充分利用，究其原因或因无预想的业务需求量，或因机房条件不满足用户需求而必须进行再优化改造才能使用；

c.规划设想的功能不能实现，诸如系统可用性达不到规划等级、制冷方案不支撑规划的机架高功率密度、发电机不支撑系统连续运行条件、过度规划使系统能耗指标PUE居高不下等。

12、业内普遍存在着重设备，是否会忽视系统的认识误区？

业内特别是规划设计人员普遍存在着重设备轻系统和重局部忽视大局的现象，主要表现在：

a.先确定设备规格型号甚至生产厂家，然后根据设备选择或修改设计方案；

b.供电系统按最高可用等级2N冗余设计，但所设计的结果是仅仅UPS系统有2N功能，而整个供电系统却存在单路径故障点；

c.整个系统按最高等级冗余容错系统设计，但是空调制冷设备却是单路径供电；

d.为系统配置了交流备用能源柴油发电机，但发电机没有自动启动功能，因为规划设计者缺乏连续制冷也是系统连续运行的重要条件的认识。

13、统筹设计问题的注意

提高系统统筹设计能力对优质地完成规划设计任务是非常重要的。

a.在数据中心建设过程中存在着大量因规划设计对分阶段、分专业实施阶段工程，以及不同专业施工间衔接问题考虑不足造成交付的数据中心不满足业务及维护需求，有些问题甚至需要大笔投资进行改造方可完成；

b.不同设计人员只关注自身所负责内容，对于其他专业的是否完美衔接，是否与其他专业设计之间存在矛盾和冲突缺乏全局考虑；

c.规划设计人员对未来业务发展缺乏准确把握，对后期容量管理、扩容等方面考虑不足；

d.规划设计人员对周围资源环境和物理环境不熟悉，所设计的方案会出现实施可行性差或者为后来运维工作带来难以克服的困难。

在新的数据中心的建设中还有许多其它需要考虑的问题。但行业的经验告诉大家，在数据中心建设和设计过程中掌握这十三个关键基本设置重点，将确保最终的数据中心设计尽可能接近用户的真正需要。