云數(shù)據(jù)中心機(jī)房規(guī)劃與建設(shè)

1.建設(shè)背景

中國(guó)鐵建股份有限公司目前是全球五百?gòu)?qiáng)的大型國(guó)有企業(yè)，公司業(yè)務(wù)板塊多，下屬單位分布全國(guó)各地，目前企業(yè)對(duì)信息化程度依賴日益增強(qiáng)，因此規(guī)劃建設(shè)統(tǒng)一的大型云數(shù)據(jù)中心機(jī)房的必要性和緊迫性越來(lái)越突顯，為滿足未來(lái)企業(yè)異地容災(zāi)備用和云計(jì)算業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)中心規(guī)劃建設(shè)四層樓，建筑面積10000平米，機(jī)房可用面積3000平米左右，數(shù)據(jù)中心機(jī)房按照國(guó)家A類機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，配有UPS、供配電、精密空調(diào)、柴油發(fā)電機(jī)、消防氣體滅火、機(jī)房環(huán)境動(dòng)力系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等輔助設(shè)備。

2 總體要求

數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)目標(biāo)“標(biāo)準(zhǔn)化、高可用、模塊化、綠色節(jié)能、可擴(kuò)展性”。

參考GB50174-2017 《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》A級(jí)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合IDC行業(yè)技術(shù)需求，同時(shí)還要滿足“工信部IDC/ISP資質(zhì)”申請(qǐng)要求，允許進(jìn)行任何有計(jì)劃的機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施活動(dòng)時(shí)，不會(huì)中斷IT設(shè)備運(yùn)行。

在綠色節(jié)能方面，考慮國(guó)內(nèi)外先進(jìn)節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)，從多個(gè)方面引入節(jié)能技術(shù)，并提供業(yè)界比較好的建議方案和產(chǎn)品，有效系統(tǒng)降低PUE值，要求年P(guān)UE指標(biāo)在80%負(fù)載低于1.5。

3數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)內(nèi)容

3.1數(shù)據(jù)中心選址

數(shù)據(jù)中心選址按照GB50174-2017 《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》要求符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1）電力供給充足可靠，通信快速暢通，交通便捷；

（2）自然環(huán)境清潔；

（3）大型數(shù)據(jù)中心不宜建在住宅小區(qū)和商業(yè)區(qū)內(nèi)；

（4）城市基礎(chǔ)設(shè)施，人才保證，地域自然壞境穩(wěn)定程度；

本次數(shù)據(jù)中心選址定于內(nèi)蒙古包頭市，全部符合以上標(biāo)準(zhǔn)。

3.2功能區(qū)劃分

（1）計(jì)算機(jī)房。計(jì)算機(jī)房是數(shù)據(jù)中心的核心區(qū)域，用于計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備以及其配套的機(jī)柜系統(tǒng)。

（2）操作中心。用于計(jì)算機(jī)房設(shè)備運(yùn)行、環(huán)境、安全、消防集中監(jiān)控場(chǎng)所。

（3）存儲(chǔ)間和裝載間。用于設(shè)備的臨時(shí)存放以及設(shè)備上架、軟件上線前的安裝、調(diào)試區(qū)域。

（4）動(dòng)力間。用于變配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)、UPS、電池組、空調(diào)外機(jī)等設(shè)備存放。

（5）ECC。用于整個(gè)數(shù)據(jù)中心的指揮監(jiān)控中心。

（6）員工辦公室。用于日常行政管理。

3.3機(jī)房供配電系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)是從電源線路進(jìn)用戶起經(jīng)過(guò)中/低壓供配電設(shè)備到負(fù)載止的整個(gè)電路系統(tǒng)，主要包括：電源（市電）、柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（ATSE）、輸入低壓配電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)（UPS）、空調(diào)系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)。

本次中國(guó)鐵建數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)按照2N冗余架構(gòu)設(shè)計(jì)：⑴數(shù)據(jù)中心UPS電源總進(jìn)線為2路，1條主用，1條備用，分別由2臺(tái)市電變壓器引入，每路供電功率不得低于5000kW；⑵市電動(dòng)力電源總進(jìn)線為2路，1條主用，1條備用，分別由另外2臺(tái)不同變電站引入，且兩個(gè)不同變電站的物理距離不低于5公里以上。

3.4空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)：為保證各類設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全、可靠地運(yùn)行，為機(jī)房工作人員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，機(jī)房?jī)?nèi)配備機(jī)房專用精密空調(diào)，以滿足計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的溫、濕度和潔凈度要求，起到減少計(jì)算機(jī)設(shè)備故障率、延長(zhǎng)其使用壽命的作用。

本次設(shè)計(jì)方案采用下送風(fēng)、上回風(fēng)的風(fēng)冷空調(diào)技術(shù)方案，考慮了包頭地區(qū)常年平均氣溫低，且缺少誰(shuí)，采用了帶自然冷卻風(fēng)冷冷水機(jī)組一體機(jī)，有效的降低數(shù)據(jù)中心的PUE值。

3.5設(shè)備環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)數(shù)據(jù)中心機(jī)房管理的需求，數(shù)據(jù)中心機(jī)房實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，包括對(duì)機(jī)房動(dòng)力系統(tǒng)（包括配電柜、UPS等）、環(huán)境系統(tǒng)（包括機(jī)房專用精密空調(diào)、漏水監(jiān)測(cè)、溫濕度監(jiān)測(cè)、新風(fēng)等）、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（包括服務(wù)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等）、安防系統(tǒng)（包括門禁管理、視頻監(jiān)控、消防監(jiān)測(cè)、防雷等），具有統(tǒng)一完善的監(jiān)測(cè)和控制功能，融結(jié)果機(jī)房的管理制度和措施，對(duì)發(fā)生的各種事件都結(jié)合機(jī)房的具體情況非常務(wù)實(shí)的給出處理信息，提示值班人員進(jìn)行操作。

數(shù)據(jù)中心設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，并在監(jiān)控指揮中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)空間環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心安全防護(hù)和環(huán)境的統(tǒng)一監(jiān)控，減輕維護(hù)人員負(fù)擔(dān)，提高數(shù)據(jù)中心機(jī)房的安全性和系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的科學(xué)管理。

3.6綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)充分實(shí)現(xiàn)增加和改動(dòng)的靈活性和可擴(kuò)展性，綜合考慮將來(lái)所需求的高性能和高帶寬，要確保在一段時(shí)間內(nèi)，無(wú)須更換和升級(jí)布線系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)中心機(jī)房大樓的網(wǎng)絡(luò)分類：外網(wǎng)（運(yùn)營(yíng)商計(jì)入互聯(lián)網(wǎng)）、內(nèi)網(wǎng)（數(shù)據(jù)中心主干網(wǎng)）、樓控綜合網(wǎng)（大樓辦公網(wǎng)）。銅纜配線：機(jī)房?jī)?nèi)銅纜全部采用6類線和6類模塊。配線柜設(shè)計(jì)：機(jī)柜布置位置應(yīng)符合最捷路徑原則，機(jī)柜形式與機(jī)房服務(wù)器機(jī)柜相同類型。機(jī)柜模塊全部采用19寸一體化標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜。布線方式：走線路徑機(jī)房?jī)?nèi)按柜頂一體化網(wǎng)格式橋架和半封閉橋架。

3.7安全防護(hù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心機(jī)房的安全無(wú)疑是整個(gè)信息系統(tǒng)安全的前提，如果數(shù)據(jù)中心機(jī)房存在電擊、火災(zāi)、漏水以及電磁泄露等安全隱患，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心機(jī)房事故，則整個(gè)信息系統(tǒng)的安全也就不可能實(shí)現(xiàn)。

（1）靜電防護(hù)：數(shù)據(jù)中心機(jī)房全部采用防靜電地板，機(jī)房地面采用電磁屏蔽；機(jī)房的強(qiáng)弱電布線分開(kāi)鋪設(shè)，防止強(qiáng)電干擾；機(jī)房接地及等電位連接；通過(guò)精密空調(diào)保持機(jī)房適當(dāng)?shù)臐穸?；人員進(jìn)出穿戴防靜電服，佩戴腕帶。

（2）消防：為了正確的掌握機(jī)房異常狀態(tài)，出現(xiàn)火災(zāi)能夠準(zhǔn)確、迅速的報(bào)警和滅火，本數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)置極早期消防自動(dòng)報(bào)警及七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，同樣采取2N方式，并且需要定期檢查和更滑氣體滅火氣體。整個(gè)機(jī)房防護(hù)區(qū)不超過(guò)8個(gè)，組合分配系統(tǒng)的滅火劑儲(chǔ)存量，按儲(chǔ)存量最大的防護(hù)區(qū)確定；合理劃分系統(tǒng)，將防護(hù)區(qū)容積相近的房間劃分為同一系統(tǒng)以降低系統(tǒng)規(guī)模；防護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)泄壓口、災(zāi)后通風(fēng)等系統(tǒng)；人員撤離時(shí)間為系統(tǒng)延時(shí)30s。

（3）防水：數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)時(shí)候原理水源，在機(jī)房的頂面樓層做好防水措施，定期檢查機(jī)房空調(diào)設(shè)備專用水源密封性能，消除安全隱患。

（4）防雷：數(shù)據(jù)中心機(jī)房建筑的直擊雷防護(hù)，機(jī)房?jī)?nèi)部采用三重防雷系統(tǒng)（第一重市配電柜防雷、第二重UPS防雷、第三重機(jī)柜PDU防雷）保護(hù)設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，隨著中國(guó)鐵建對(duì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的要求越來(lái)越高，建設(shè)統(tǒng)一的云數(shù)據(jù)中心機(jī)房已經(jīng)迫在眉睫，結(jié)合最新的國(guó)標(biāo)以及數(shù)據(jù)中心機(jī)房技術(shù)要求，數(shù)據(jù)中心機(jī)房按照高效、節(jié)能、安全、穩(wěn)定、綠色環(huán)保、具有高可管理性、高可靠性、高可擴(kuò)展性、高可用性的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，建成后將對(duì)整個(gè)中國(guó)鐵建的信息化基礎(chǔ)設(shè)施水平有較大提升。

參考文獻(xiàn)

[1]《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174 2017

[2]《電子信息系統(tǒng)機(jī)房施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50462-2008）.

[3]《電子計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》（GB/T 2887-2000）.

[4]《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》（GB 50343-2004）.

[5]《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057-2010）.

[6]《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50314-2006）.

[7]《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50311-2007）

[8]《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)與管理》

作者簡(jiǎn)介：岳文，中國(guó)鐵建重工集團(tuán)有限公司智慧企業(yè)研究院，職稱：工程師。

（作者單位：中國(guó)鐵建重工集團(tuán)有限公司智慧企業(yè)研究院）