集裝箱式數(shù)據(jù)中心運(yùn)用淺析

李康，王趙璽

（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

大數(shù)據(jù)及“云”計(jì)算的迅猛發(fā)展和運(yùn)用極大地促進(jìn)了用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的需求，尤其期望快速建成數(shù)據(jù)中心，集裝箱式數(shù)據(jù)中心正是在這樣背景下應(yīng)運(yùn)而生。集裝箱式數(shù)據(jù)中心包括供配電裝置、制冷、IT機(jī)柜、服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、安防、消防和監(jiān)控等模塊化產(chǎn)品。集裝箱式數(shù)據(jù)中心采用模塊化的設(shè)計(jì)，大部分施工在工廠進(jìn)行預(yù)先裝配并完成調(diào)試，在現(xiàn)場(chǎng)以“搭積木”的方式進(jìn)行搭建，大幅縮短建設(shè)周期，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速投運(yùn)，提升數(shù)據(jù)中心效率。

1 集裝箱式數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

集裝箱式數(shù)據(jù)中心是在工廠里將供配電裝置、制冷、IT機(jī)柜、服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、安防、消防和監(jiān)控等全部數(shù)據(jù)中心設(shè)備集成布置到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的40英尺或20英尺貨運(yùn)集裝箱內(nèi)，同時(shí)完成相關(guān)安裝及接線工作，形成高度集成、具有多種用途的數(shù)據(jù)中心模塊單元，既可單體運(yùn)行，也可通過(guò)積木式的擴(kuò)展，構(gòu)建各種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。目前，集裝箱式數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為行業(yè)熱點(diǎn)，世界著名IT公司，例如，IBM、HP、谷歌、SGI、思科等行業(yè)巨頭都推出了自己品牌的集裝箱式數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，他們各自都有自己的特色?？傮w而言，集裝箱式數(shù)據(jù)中心具有如下顯著的特點(diǎn)：高集成度、模塊化設(shè)計(jì)、高空間利用率、高防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)一站式解決方案來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和部署，加速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。

集裝箱式數(shù)據(jù)中心架構(gòu)是以不同的模塊為基礎(chǔ)的，模塊又是以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的形式出現(xiàn)。集裝箱式數(shù)據(jù)中心解決方案，采用一體化集成設(shè)計(jì)理念，由冷卻、通信電源、配電、安防、環(huán)境監(jiān)控和數(shù)據(jù)中心運(yùn)維服務(wù)管理平臺(tái)等多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，集裝箱式數(shù)據(jù)中心主要優(yōu)勢(shì)如下。

1.1 建設(shè)周期短，節(jié)省施工成本

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在固定空間內(nèi)構(gòu)建，土建施工周期長(zhǎng)且不可控因素多，直接影響投運(yùn)進(jìn)度，抬高成本。然而，集裝箱式數(shù)據(jù)中心建設(shè)可以省略放置設(shè)備的構(gòu)建物，只需建造集裝箱放置基礎(chǔ)。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)考慮提供集裝箱各個(gè)功能模塊所需的水、電以及網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)接口。由于集裝箱數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各設(shè)備已在工廠完成的組裝與接線，因此，外部輔助設(shè)施工作和數(shù)據(jù)中心模塊的的建設(shè)可以同步進(jìn)行。這一方式既可極大地節(jié)省數(shù)據(jù)中心的建設(shè)時(shí)間，同時(shí)，又可靈活滿足數(shù)據(jù)中心變更的要求。相比傳統(tǒng)建設(shè)模式，集裝箱式數(shù)據(jù)中心建設(shè)周期大大縮減，可滿足業(yè)務(wù)快速上線，為用戶(hù)節(jié)省投資，優(yōu)勢(shì)明顯。

1.2 模塊化結(jié)構(gòu)，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，靈活擴(kuò)展

集裝箱式數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，可以靈活、簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心具有更大優(yōu)勢(shì)。營(yíng)運(yùn)商只需要根據(jù)用戶(hù)的不同需求將相應(yīng)數(shù)量的集裝箱網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安放到位，接上外部電源和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)即可完成網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。

集裝箱數(shù)據(jù)中心采用模塊化設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)備之間的通信可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活擴(kuò)展，進(jìn)行快速部署，配電、冷卻等子系統(tǒng)充分采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求柔性規(guī)劃，在業(yè)務(wù)發(fā)展需要時(shí)方便柔性擴(kuò)展。采用N+1冗余配置的UPS供配電系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)為整個(gè)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)高可靠運(yùn)行提供有力保障。監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)配電、冷卻、安防等子系統(tǒng)集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理，采用柔性拓展的物理架構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)的思路，既能對(duì)單個(gè)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行管理，也能對(duì)多個(gè)分地域的機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行集中統(tǒng)一管理。

2 工程實(shí)例

該工程為加勒比海地區(qū)某國(guó)DWDM 100GB光纖通信項(xiàng)目，合同內(nèi)容主要為全套DWDM 100GB光纖通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展系統(tǒng)設(shè)備EPC總承包，包括全國(guó)范圍內(nèi)23個(gè)光纖節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)設(shè)備、集裝箱通信數(shù)據(jù)中心及輔助設(shè)備、電氣設(shè)備、備品備件及維護(hù)設(shè)備的供貨、現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和試運(yùn)行，相關(guān)土建的施工，項(xiàng)目竣工驗(yàn)收，并承擔(dān)本系統(tǒng)與已建一期光通信網(wǎng)的接入和網(wǎng)控中心(Network Operation Center)的接入。

在通信系統(tǒng)設(shè)備方面，采用DWDM密集波分復(fù)用（Dense Wavelength Division Multiplex）技術(shù)，系統(tǒng)容量達(dá)到100GB，完全滿足業(yè)主對(duì)信息通道的傳輸要求，同時(shí)，具備OTN設(shè)備的保護(hù)性能。

供電方面，主用電源采用市電，同時(shí)，每個(gè)站點(diǎn)配置了柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，供電系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。DWDM通信設(shè)備配置了專(zhuān)用通信電源，在交流電源斷電的情況下，仍可確保設(shè)備繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；集裝箱通信機(jī)房?jī)?nèi)輔助系統(tǒng)設(shè)備通過(guò)UPS供電，在交流電源斷電的情況下，仍可確保設(shè)備繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，保證設(shè)備供電更加可靠。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備配置，單個(gè)光纖節(jié)點(diǎn)基站大小9.5m×10.5m，放置兩臺(tái)集裝箱（20英尺）設(shè)備，同時(shí)，變壓器、柴油發(fā)電機(jī)及電纜光纖井等根據(jù)設(shè)計(jì)布置在基站內(nèi)。

輔助系統(tǒng)方面，每個(gè)集裝箱通信機(jī)房?jī)?nèi)均配置有配電系統(tǒng)、雙電源自動(dòng)切換裝置、接地系統(tǒng)、機(jī)房精密空調(diào)、照明、電纜橋架、CCTV、門(mén)禁、環(huán)境監(jiān)控、消防系統(tǒng)等，為通信設(shè)備正常工作提供可靠的保障。上述設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警信號(hào)通過(guò)通信設(shè)備傳輸至網(wǎng)控中心（NOC）的監(jiān)控管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，方便業(yè)主對(duì)二期所有集裝箱通信機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)。

項(xiàng)目是該國(guó)光纖通信骨干網(wǎng)建設(shè)的重要一部分，建成后，將成為該國(guó)數(shù)字化建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)施，因此，對(duì)工期要求較高。由于采用了集裝箱式數(shù)據(jù)中心模式，大大縮減了建設(shè)周期，在業(yè)主規(guī)定的工期內(nèi)提前完成站點(diǎn)的建設(shè)，獲得了業(yè)主的高度評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

集裝箱式數(shù)據(jù)中心具有快速部署、快速組裝、快速遷移、建設(shè)成本低、高空間利用率、高防護(hù)能力等多種優(yōu)勢(shì)，使用戶(hù)能在短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)中心的建設(shè)或是擴(kuò)展。此外，集裝箱式數(shù)據(jù)中心也可作為單獨(dú)使用的單元，可快速部署到環(huán)境偏遠(yuǎn)、條件惡劣的地方，例如，油田、海島，滿足用戶(hù)特殊需求，為用戶(hù)提供了應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心快速、靈活需求的最佳解決方案。隨著IT技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)量不斷攀升，新建或升級(jí)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心需求急劇增大，可以預(yù)見(jiàn)，隨著人們對(duì)集裝箱式數(shù)據(jù)中心架構(gòu)和功能的更深入的研究，集裝箱式數(shù)據(jù)中心將會(huì)取得更廣的應(yīng)用并發(fā)揮出更大作用。