淺談模塊化機(jī)房的建設(shè)

陳文彬

（廣州市公安局天河區(qū)分局指揮中心，廣東 廣州510030）

1 什么是模塊化機(jī)房

滿足未來的云計(jì)算、虛擬化、刀片式服務(wù)器等高密低耗、快速部署、靈活擴(kuò)展的需求，減少占地面積，有效提高數(shù)據(jù)中心的工作效率，滿足300m2以下數(shù)據(jù)機(jī)房快速部署的需求，這就是模塊化數(shù)據(jù)中心機(jī)房。如圖1所示。模塊化數(shù)據(jù)中心是一套完整的數(shù)據(jù)中心解決方案，集機(jī)柜、配電、制冷、監(jiān)控、綜合布線、照明、環(huán)境、消防、可視化等系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)了供電、制冷和管理組件的無(wú)縫集成，使模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)智能、高效的運(yùn)行。

圖1 模塊化數(shù)據(jù)中心機(jī)房

2 模塊式機(jī)房建設(shè)背景

在2017年天河區(qū)公安工作會(huì)議上，副區(qū)長(zhǎng)、分局長(zhǎng)劉武彬?qū)补ぷ鬟M(jìn)行了全面部署，指出分局要立足全市排頭兵、全省走前列、全國(guó)第一梯隊(duì)的發(fā)展定位，全面推進(jìn)智慧新警務(wù)工作的開展。分局2008年建設(shè)了一個(gè)40m2的數(shù)據(jù)機(jī)房?，F(xiàn)在機(jī)房的專用空調(diào)、UPS電源等設(shè)備存在老化、故障等情況，功能不能滿足日益增長(zhǎng)的信息化建設(shè)要求。為了分局的數(shù)據(jù)中心機(jī)房的可擴(kuò)展性和歸一性，支撐現(xiàn)階段所有智慧新警務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，按照高規(guī)格進(jìn)行建設(shè)，能滿足未來十年分局的信息化建設(shè)需求，提出分局?jǐn)?shù)據(jù)中心模塊化機(jī)房的建設(shè)要求：按照B級(jí)電子信息機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，是分局信息系統(tǒng)的應(yīng)用中心和數(shù)據(jù)服務(wù)中心，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體的智能化數(shù)據(jù)中心。如圖2所示。

圖2 B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的電子信息機(jī)房

3 選建模塊化機(jī)房的原因

模塊化機(jī)房建設(shè)模式相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)房建設(shè)模式具備更多優(yōu)勢(shì)，在滿足機(jī)房業(yè)務(wù)需求的同時(shí)更為便捷和易維護(hù)。

3.1 傳統(tǒng)機(jī)房建設(shè)面臨的問題

3.1.1 建設(shè)周期長(zhǎng)

傳統(tǒng)機(jī)房建設(shè)周期根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況，通常將機(jī)房的基本建設(shè)周期細(xì)分為決策階段、實(shí)施準(zhǔn)備階段、實(shí)施階段和具體建設(shè)竣工階段，整個(gè)建設(shè)周期大約400天。

3.1.2 擴(kuò)展性差

擴(kuò)展能力對(duì)于適應(yīng)性就十分重要了，基于對(duì)未來業(yè)務(wù)需求的分析，根據(jù)最壞的情況來規(guī)劃系統(tǒng)容量，不管怎么樣都無(wú)力預(yù)見3至4年以后的情形，極有可能造成過度建設(shè)。

3.1.3 能耗高

巨大的電力損耗，機(jī)房日常的運(yùn)行需要大量的電力，傳統(tǒng)建設(shè)沒有很好地考慮用電、制冷、氣流管理的問題，很多傳統(tǒng)機(jī)房的數(shù)據(jù)中心能源效率指標(biāo)偏高，因此采用常規(guī)意義下可靠性較高的環(huán)境動(dòng)力設(shè)備，但這些設(shè)備往往效率較低，傳統(tǒng)機(jī)房的PUE都在2.0以上甚至更高，這意味著傳統(tǒng)機(jī)房所使用的能源約有一半消耗在IT負(fù)載上，另一半消耗在包括電源設(shè)備、冷卻設(shè)備和照明設(shè)施在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施上。

3.1.4 機(jī)房運(yùn)維難度大

IT運(yùn)維正面臨諸多問題，深陷服務(wù)質(zhì)量低下的困境而無(wú)法自拔；粗放式運(yùn)維，資源臺(tái)帳不清；運(yùn)維人員交替，運(yùn)維人員并不了解所有IT資源，管理更無(wú)從談起；缺乏統(tǒng)一的服務(wù)接口，故障響應(yīng)和故障處理跟蹤出現(xiàn)混亂；系統(tǒng)運(yùn)維優(yōu)化需要IT人員積累大量的數(shù)據(jù)和報(bào)表進(jìn)而得出結(jié)論，而日常的IT運(yùn)維管理難以有效統(tǒng)計(jì)這些數(shù)據(jù)。

3.2 模塊化機(jī)房的優(yōu)勢(shì)

3.2.1 快速部署

模塊化機(jī)房加快規(guī)劃與設(shè)計(jì)速度，可根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)以合理的方式配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，微模塊的定制批量生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)制造，因而提高了交付時(shí)間；標(biāo)準(zhǔn)化的連接方式可減少現(xiàn)場(chǎng)配置與連接的工作量，加快部署速度；微模塊機(jī)房建設(shè)周期可大大縮短，微模塊建設(shè)周期大約150天。

3.2.2 方便擴(kuò)展

采用微模塊的架構(gòu)，數(shù)據(jù)中心可以逐步增加，標(biāo)準(zhǔn)化的模塊依據(jù)建設(shè)資金、設(shè)備規(guī)模逐步實(shí)施，從單個(gè)微模塊到多個(gè)微模塊進(jìn)行建設(shè)。大型數(shù)據(jù)中心的任何大小的IT空間的配置可達(dá)到最佳狀態(tài)，大大降低數(shù)據(jù)中心在使用壽命期間的成本。

3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)模塊穩(wěn)定可靠

模塊化機(jī)房采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和高整合設(shè)計(jì)，使得整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定度高。同時(shí)，模塊化機(jī)房可依據(jù)IT設(shè)備的實(shí)際需求，在電力方案上提供N、N+1、2N等配置方案，滿足TIA-942最高Tier4水平。

3.2.4 綠色節(jié)能

模塊化機(jī)房在使用壽命期間的電力成本是總擁有成本TCO（Total Cost of Ownership）中最大的一項(xiàng)，相比傳統(tǒng)機(jī)房，模塊化機(jī)房總制冷效率提升12%以上，結(jié)合水冷系統(tǒng)、自然冷卻系統(tǒng)，PUE可降至1.5以下。

3.2.5 智能管理、高效運(yùn)營(yíng)

智能的管理系統(tǒng)能夠節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)房多層級(jí)、精細(xì)化能耗管理，通過多種報(bào)表精確定位能源額外損耗點(diǎn)，基于大數(shù)據(jù)分析，輸出節(jié)能優(yōu)化方案，構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)機(jī)房。最佳資產(chǎn)管理是對(duì)于全網(wǎng)資產(chǎn)的生命周期進(jìn)行管理實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)信息的閉環(huán)管理，保證數(shù)據(jù)及時(shí)刷新，及時(shí)管理。同時(shí)可以制定資產(chǎn)維護(hù)計(jì)劃，在維護(hù)計(jì)劃內(nèi)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)警，同時(shí)可動(dòng)態(tài)調(diào)整維護(hù)計(jì)劃，按照當(dāng)前實(shí)際情況輸出優(yōu)化方案，構(gòu)建最佳資產(chǎn)管理功能。

4 模塊化機(jī)房基本構(gòu)造

經(jīng)過調(diào)研分析，選建的模塊化機(jī)房主要采用密閉冷通道，基本結(jié)構(gòu)主要有以下要求：

4.1 冷通道上部頂蓋應(yīng)采用平頂結(jié)構(gòu)，比機(jī)柜頂部高350mm，整體采用柵格設(shè)計(jì)。

4.2 封閉冷通道單元采用模塊式設(shè)計(jì)，安裝機(jī)柜正面的頂部，每個(gè)單元均能獨(dú)立安裝，以≥25mm柵格方式布置安裝支架上的安裝孔。

4.3 通道門應(yīng)采用全自動(dòng)鋼化玻璃門的方式，需配置權(quán)限門禁系統(tǒng)。通道門應(yīng)使用鋼化玻璃，透光度達(dá)到85%以上，安裝緩沖密閉裝置，提供較好防護(hù)。門與機(jī)架間的密合度嚴(yán)密，有效遏制氣流。冷通道進(jìn)門地面上不得有導(dǎo)軌等阻礙安裝設(shè)備小車進(jìn)出。

4.4 冷通道所有鋼制零部件采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，材料厚度不低于1.5mm，天窗和觀察窗采用厚度不低于5mm附膜鋼化玻璃，透光度應(yīng)不低于85%，所使用的玻璃材料應(yīng)符合《建筑用安全玻璃》（GB 15763.2-2005）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 合理設(shè)計(jì)的走線空間，骨架與天窗、骨架與機(jī)柜配合嚴(yán)密，無(wú)空隙泄漏，不透光，全密閉處理，有效遏制冷通道內(nèi)的氣體組織；白色LED節(jié)能照明，冷光源照度應(yīng)符合GB50174-2008標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求；冷光源與機(jī)柜或天窗對(duì)應(yīng)內(nèi)嵌式45°傾斜安裝（不允許直接外露），照明開關(guān)位于通道兩側(cè)門外，采用雙聯(lián)雙控開關(guān)，兩側(cè)均可實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的控制。

4.6 智能管理架構(gòu)，數(shù)據(jù)中心采用3D可視化管理是創(chuàng)新的IT管理手段，通過機(jī)房、設(shè)備的三維仿真，提供直觀、實(shí)時(shí)、高效的可視化監(jiān)控系統(tǒng)界面，利用可視化技術(shù)建立與實(shí)際機(jī)房完全一致的3D虛擬環(huán)境，對(duì)資產(chǎn)、機(jī)房環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器性能、空間容量等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過可視化的方式實(shí)時(shí)反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息。如圖3所示。

圖3 智能管理架構(gòu)

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，模塊化的建設(shè)模式比傳統(tǒng)建設(shè)模式具備了更多優(yōu)勢(shì)，在滿足數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)需求的同時(shí)創(chuàng)造更多價(jià)值，成為未來數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式的新標(biāo)準(zhǔn)和方向標(biāo)。