高校網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的設(shè)計(jì)與建設(shè)

袁繁華

摘要：高校網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房是校園各類信息數(shù)據(jù)集中處理、交換、存儲(chǔ)與管理的中心。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和信息技術(shù)的快速進(jìn)步，對(duì)網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的建設(shè)要求也越來(lái)越高。該文結(jié)合浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的建設(shè)，簡(jiǎn)要介紹了高校網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的整體設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：核心機(jī)房；設(shè)計(jì)；裝修；熱通道；冷通道

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）02-0028-02

Abstract： Data center in universities is the center of the campus all kinds of information data processing， switching， storage and management. With the rapid development of social economy， and the rapid progress of information technology， the requirements for the data center are also more and more. This paper briefly introduces the overall design of the data center in universities based on the construction of the data center of Zhejiang Ocean University.

Key words： data center； design； decoration； hot aisle； cold aisle

1 項(xiàng)目背景

我校根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)和高等教育發(fā)展的新要求，為有效解決我校整體辦學(xué)空間不足和學(xué)校的獨(dú)立學(xué)院需獨(dú)立校區(qū)的辦學(xué)問(wèn)題，并為創(chuàng)建大學(xué)創(chuàng)造必要的基礎(chǔ)條件和發(fā)展空間，學(xué)校實(shí)施了校本部遷建工程。新校區(qū)一期按8000學(xué)生辦學(xué)規(guī)模規(guī)劃，占地面積800畝，建筑面積27萬(wàn)平方米，共32幢建筑單體。為保證新校區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠地運(yùn)行，信息安全地存儲(chǔ)，并暢通無(wú)阻地傳遞，一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房是必不可少的。

浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房位于實(shí)驗(yàn)大樓四樓，建筑面積約90平米，分為主機(jī)房和UPS配電機(jī)房。主機(jī)房面積62 平米，主要放置機(jī)柜、交換機(jī)、服務(wù)器、精密空調(diào)、UPS精密配電柜等。 UPS配電機(jī)房面積28 平米，主要放置UPS主機(jī)、電池柜、市電配電柜等。

2 總體要求

浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房建設(shè)的目標(biāo)是滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)需要，并適當(dāng)超前，建成一個(gè)具有一定的規(guī)模容量、技術(shù)先進(jìn)、功能完備、運(yùn)行高效、質(zhì)量?jī)?yōu)良、安全可靠、使用方便、能夠滿足全方位、多層次需求的機(jī)房和數(shù)據(jù)中心。為此，機(jī)房的設(shè)計(jì)和建設(shè)需包含機(jī)房裝修、供配電系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房消防系統(tǒng)等七個(gè)部分，并嚴(yán)格按照國(guó)家制定的《電子信息系統(tǒng)機(jī)房施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50462-2008進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工。

3 詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 機(jī)房裝修

機(jī)房裝修工程主要包括吊頂天花工程，地面工程，墻面裝飾工程、隔斷工程、門窗工程等。為了確保機(jī)房的保溫、防塵和消防需要，在機(jī)房原水泥天花板上刷2遍防塵防靜電涂料，再采用輕鋼龍骨進(jìn)行吊頂，使機(jī)房?jī)艨者_(dá)到2.6米，并采用規(guī)格為600×600×0.8mm的鋁合金微孔天花板進(jìn)行鋪設(shè)，不僅美觀、耐用，防火、防潮，同時(shí)與機(jī)房屏蔽網(wǎng)一起組成一個(gè)完整的屏蔽系統(tǒng)，具有抗靜電、抗干擾的作用。機(jī)房地板采用600×600×35mm的架空抗靜電地板鋪設(shè)。為使水泥地面達(dá)到不產(chǎn)塵、不起塵、保證空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的空氣潔凈度，地面需要先涮2遍防塵抗靜電漆，并在精密空調(diào)供氣區(qū)地板下鋪設(shè)20mm橡塑保溫板和反光貼膜?；顒?dòng)地板高為400mm，下面敷設(shè)30mm×3mm紫銅排等電位網(wǎng)，安裝強(qiáng)電橋架。為方便體積較大的重型設(shè)備進(jìn)出機(jī)房，主機(jī)房大門入口處做成20度左右的坡道。房間原有窗戶掛上窗簾或貼膜后同墻面一起用彩鋼板進(jìn)行整體封閉裝飾，既美觀、防塵，又起屏蔽作用。為了機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的安全，所有的墻體縫隙、管線槽接口處均要堵實(shí)，以防止蟲、鼠進(jìn)入機(jī)房。主機(jī)房和UPS配電機(jī)房采用12mm厚防火玻璃隔斷，并安裝一扇1500×2100mm防火玻璃門。主機(jī)房和UPS配電機(jī)房出入口各安裝一扇1460×2100mm雙開鋼制防火門。

3.2 供配電系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)是機(jī)房工程的重要組成部分，是校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的最基本保障。浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房配置了一臺(tái)市電配電柜和一臺(tái)UPS精密配電柜。引自低配房的兩路市電經(jīng)過(guò)ATS雙電源自動(dòng)切換開關(guān)接入市電配電柜，為兩臺(tái)精密空調(diào)、兩組UPS系統(tǒng)、新風(fēng)機(jī)、照明和維修插座等供電。同時(shí)，還需為兩組UPS系統(tǒng)各引出一路維修旁路。當(dāng)UPS出現(xiàn)故障或進(jìn)行維護(hù)檢修時(shí)，可將UPS負(fù)載無(wú)間斷地切換到旁路電源上，這樣就不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常使用了。兩組UPS系統(tǒng)通過(guò)UPS精密配電柜各引出30路16A輸出分路，并各分一路接入網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜或服務(wù)器機(jī)柜，通過(guò)16A工業(yè)連接器連接各類型PDU插座，為安裝在網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜和服務(wù)器機(jī)柜中的雙電源負(fù)載設(shè)備提供雙電源供電。此外，UPS系統(tǒng)還需為應(yīng)急照明、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和監(jiān)控室工作位等提供電源。所有強(qiáng)電施工均采用下走線方式。

3.3 防雷及接地系統(tǒng)

由于網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房?jī)?nèi)存放的服務(wù)器、交換機(jī)等設(shè)備集成了大量的VLSI 芯片，從而造成了設(shè)備耐過(guò)電壓、過(guò)電流的能力不強(qiáng)。雷電特別是感應(yīng)雷和操作過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的危害很大，所以網(wǎng)絡(luò)機(jī)房必須部署防雷接地系統(tǒng)。浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的防雷接地系統(tǒng)除了利用大樓原有的避雷裝置外，在市電配電柜和UPS配電柜輸入端分別安裝了32A/4P和25A/4P防浪涌保護(hù)器，并用30mm×3mm的紫銅排，在機(jī)房活動(dòng)地板下交叉排成方格，其交叉點(diǎn)與活動(dòng)地板支撐的位置交錯(cuò)排列，形成等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)格。機(jī)柜工作地、安全地、抗靜電地板支架、天花龍骨、墻身龍骨、彩鋼板等均與等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)格做等電位連接，與各類金屬管道、金屬線槽和建筑物金屬結(jié)構(gòu)同各樓層接地匯流排連接后，再接至大樓總等點(diǎn)位聯(lián)結(jié)箱。這樣，能夠快速有效地泄漏掉因雷擊所產(chǎn)生的感應(yīng)雷電流和各種靜電， 保證了機(jī)房電子設(shè)備的安全。

3.4 空調(diào)系統(tǒng)

為了使機(jī)房的各種設(shè)備和管理人員有一個(gè)良好的工作環(huán)境，并使設(shè)備能夠安全、可靠、高效地運(yùn)行，就要提供一個(gè)符合其運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)房環(huán)境。這就對(duì)機(jī)房的制冷、制熱、加濕、除濕、濾塵有嚴(yán)格的要求。如機(jī)房的運(yùn)行環(huán)境溫度保持在22～24攝氏度，相對(duì)濕度在35%～50%之間，噪聲聲壓級(jí)小于68分貝，主機(jī)房?jī)?nèi)要維持正壓，與室外壓差大于9.8帕，送風(fēng)速度不小于3米/秒，在表態(tài)條件下，主機(jī)房?jī)?nèi)大于0.5微米的塵埃不大于18000粒/升等。而要達(dá)到這樣的要求，普通空調(diào)很難做到，一般需要采用精密空調(diào)。

根據(jù)機(jī)房面積、凈空、設(shè)備可能達(dá)到的總負(fù)荷，我們選擇安裝兩臺(tái)制冷量各為41KW的精密空調(diào)。氣流組織采用下送風(fēng)、上回風(fēng)的方式，即抗靜電活動(dòng)地板靜壓箱送風(fēng)，吊頂天花微孔板回風(fēng)。而機(jī)柜的擺放要按照交替模式排列成行，即機(jī)柜面對(duì)面、背對(duì)背排列以形成熱通道和冷通道。精密空調(diào)產(chǎn)生的冷風(fēng)在地板下流動(dòng)，經(jīng)機(jī)柜前面的風(fēng)口地板孔洞吹出，被機(jī)柜前端的設(shè)備吸入，給設(shè)備降溫后形成熱空氣，由機(jī)柜后端排出至熱通道。熱通道的熱空氣與新風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的新風(fēng)混合后，進(jìn)入空調(diào)設(shè)備處理。這樣能將冷熱空氣有效隔離，避免不必要的冷熱交換，提高了空調(diào)系統(tǒng)效率，節(jié)約了能源，降低了機(jī)房運(yùn)行費(fèi)用。

3.5 綜合布線系統(tǒng)

為了給網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的設(shè)備提供可靠的連接和合適的傳輸帶寬，并保證網(wǎng)絡(luò)7×24 小時(shí)不間斷運(yùn)行，對(duì)網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房來(lái)說(shuō)，建立一套先進(jìn)、完善的綜合配線系統(tǒng)是必不可少的。

從機(jī)房的美觀、實(shí)用、安全等方面考慮，浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的綜合布線系統(tǒng)采用上走線的方式。主機(jī)房弱電水平橋架采用400×100網(wǎng)格式金屬橋架，安裝在機(jī)柜頂部，按“目”字型結(jié)構(gòu)連接三排服務(wù)器機(jī)柜和一排網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，并連接至入戶垂直橋架。每個(gè)服務(wù)器機(jī)柜安裝一個(gè)24口六類配線架，通過(guò)六類非屏蔽雙絞線接至兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，且這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜之間也用配線架和雙絞線連接。另兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜用于安裝ODF配線箱，通過(guò)光纜連接至各樓宇。

3.6 機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)

機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)也是網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房一個(gè)重要的組成部分。它能監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)部的工作環(huán)境，以及機(jī)房?jī)?nèi)主要設(shè)備的運(yùn)行情況，并且可以通過(guò)各種報(bào)警手段提醒機(jī)房管理人員，及時(shí)處理問(wèn)題，把事故隱患消滅于萌芽階段，從而提高機(jī)房管理人員的事故處理能力和應(yīng)變速度，實(shí)現(xiàn)機(jī)房管理和維護(hù)的少人值守甚至無(wú)人值守。

我校網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)由機(jī)房動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)組成。機(jī)房動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)市電配電柜、UPS主機(jī)和UPS精密配電柜的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)空調(diào)、溫度、濕度、漏水等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。門禁系統(tǒng)對(duì)機(jī)房出入通道進(jìn)行管制，并對(duì)人員進(jìn)出情況進(jìn)行記錄和管理。對(duì)于視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由于校園樓宇內(nèi)外已部署較為嚴(yán)密的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所以，出于成本考慮，機(jī)房?jī)?nèi)未再部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

3.7 機(jī)房消防系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房里存放著昂貴的電子設(shè)備和數(shù)據(jù)資源，傳統(tǒng)的水、泡沫、干粉和煙霧滅火系統(tǒng)都不適用于網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房，而是適宜采用氣體滅火系統(tǒng)。我國(guó)目前常用的氣體滅火系統(tǒng)主要有二氧化碳滅火系統(tǒng)、三氟甲烷（HFC-23）氣體滅火系統(tǒng)、七氟丙烷（HFC-227ea/FM200）滅火系統(tǒng)和混合氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)等。由于我校網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房面積不大，沒(méi)有設(shè)置單獨(dú)的氣瓶間，故采用的是七氟丙烷無(wú)管網(wǎng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)、全淹沒(méi)滅火方式。該系統(tǒng)由箱式氣體滅火裝置、火災(zāi)探測(cè)器和氣體滅火報(bào)警控制器等組成，具有自動(dòng)、電氣手動(dòng)和機(jī)械應(yīng)急手動(dòng)三種控制方式，并與學(xué)校消控中心聯(lián)動(dòng)。其中箱式氣體滅火裝置由箱體、儲(chǔ)存瓶組、連接管、噴嘴等組成。為了達(dá)到良好的滅火效果，在主機(jī)房東北角和西南角各放置一個(gè)箱式氣體滅火裝置，組成一個(gè)防區(qū)，在UPS配電機(jī)房東南角放置一個(gè)箱式氣體滅火裝置，組成另一個(gè)防區(qū)。每個(gè)防區(qū)各有一路感煙探測(cè)器和一路感溫探測(cè)器。報(bào)警控制器采用雙路確認(rèn)模式。當(dāng)單路探測(cè)器報(bào)警時(shí)，報(bào)警控制器發(fā)出預(yù)警信號(hào)，同時(shí)將信號(hào)傳給該防區(qū)的聲光報(bào)警器。只有當(dāng)兩個(gè)回路的探測(cè)器都報(bào)警時(shí)，控制器才同時(shí)輸出聲光火災(zāi)報(bào)警信號(hào)和火災(zāi)啟動(dòng)信號(hào)給該防區(qū)氣體滅火控制盤，該控制盤發(fā)出延時(shí)啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)關(guān)閉空調(diào)等通風(fēng)設(shè)備，延時(shí)30秒后，啟動(dòng)七氟丙烷滅火裝置實(shí)施滅火，釋放燈亮，提示人們切勿進(jìn)入防區(qū)。

4 小結(jié)

高校網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房的設(shè)計(jì)與建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各個(gè)系統(tǒng)之間需要相互配合、聯(lián)動(dòng)工作，才能為核心機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備提供了良好的運(yùn)行環(huán)境，才能保障機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備安全、可 靠、高效的運(yùn)行，才能提供滿意的網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)。浙江海洋學(xué)院網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房建成一年多來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、狀態(tài)良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳峰，馬艷萍. 網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房設(shè)計(jì)與管理[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2] 田玉兔，駱曄. 醫(yī)院信息化建設(shè)中的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房建設(shè)[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008 （29）.

[3] 彭?xiàng)? 校園網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房建設(shè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2011（7）.