IDC數(shù)據(jù)中心淺析

黃 平

(山西信息規(guī)劃設(shè)計院有限公司，山西 太原 030012)

1 數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)概念

在新基建的建設(shè)浪潮中，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成為一個重要的組成部分。

IDC：即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，是為政府、企業(yè)/Internet內(nèi)容提供商(ICP)等各類網(wǎng)站提供規(guī)模大、質(zhì)量高、安全水平高的機房空間租用、服務(wù)器空間占用及托管、網(wǎng)絡(luò)帶寬批發(fā)等業(yè)務(wù)的中心。

IDC需要有大型的場地及高可靠性的機房設(shè)施，安全的內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，專業(yè)的監(jiān)控支持手段和維護隊伍，保證滿足相應(yīng)標準的主機存放環(huán)境。

IDC業(yè)務(wù)是一種直接面對客戶的業(yè)務(wù)，投入及運維成本高、收入高，如何合理規(guī)劃建設(shè)方案及降低成本、提高利潤成為設(shè)計的關(guān)鍵點。且現(xiàn)階段屬于高速發(fā)展階段、各種新技術(shù)層出不窮。加大了此項目的建設(shè)難度。

圖1 IDC數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)架構(gòu)分為5個部分，從下往上分別是機房基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、資源子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)子系統(tǒng)和管理子系統(tǒng)。

其中：基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)包括機房土建部分、消防系統(tǒng)、變配電、油機、不間斷電源等供電部分、空調(diào)部分、安防、布線、機柜等機房工藝部分，此部分是完成搭建數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)框架的過程。

網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的局域網(wǎng)、外部網(wǎng)絡(luò)如互聯(lián)網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)安全部分。

資源子系統(tǒng)指數(shù)據(jù)中心自建或托管的各種計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等物理資源和虛擬資源。

業(yè)務(wù)子系統(tǒng)包括自有的和客戶的基于IT的各種基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)。

管理子系統(tǒng)負責(zé)對數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)、計算機資源進行資源管理、系統(tǒng)運行管理，安全管理，并和客戶合作進行數(shù)據(jù)中心承載的各種業(yè)務(wù)運營管理。

2 數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵指標

數(shù)據(jù)中心有很多關(guān)鍵指標，分別應(yīng)用在基礎(chǔ)設(shè)施層面、網(wǎng)絡(luò)層面、業(yè)務(wù)層面，其中重點考察和尤為關(guān)注的是以下指標：

PUE即能量使用效率，即Power Usage Effectiveness的縮寫，是國內(nèi)、國外數(shù)據(jù)中心普遍采用的一種衡量數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能效的綜合指標。

PUE指標是衡量數(shù)據(jù)中心能耗效果的最為關(guān)鍵的指標之一，數(shù)據(jù)中心的總耗電包括IT設(shè)備、制冷設(shè)備、供配電損耗和其他設(shè)施的耗電，PUE值通過分別測量出數(shù)據(jù)中心總耗電和IT設(shè)備耗電，就能算出整個數(shù)據(jù)中心的PUE值。PUE值表現(xiàn)了在數(shù)據(jù)中心的總電能中有多少是真正應(yīng)用到IT設(shè)備上。數(shù)據(jù)中心機房PUE值的取值范圍為從1.0一直到無窮大，PUE值越大，則說明制冷和供電等非IT設(shè)備類的配套基礎(chǔ)設(shè)施消耗的電能越大。PUE指標越接近1說明數(shù)據(jù)中心的節(jié)能效果越好。

WUE即水利用效率(WUE) Water Usage Effectiveness

表征數(shù)據(jù)中心水利用效率的參數(shù)，此指標表現(xiàn)為數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有用水設(shè)備消耗的總水量和所有IT信息設(shè)備消耗的總電能的比。

MTBF(Mean Time Between Failure)為平均故障間隔時間，大家一般稱作平均無故障時間，是衡量電器產(chǎn)品的一個可靠性指標。是可靠性的平均度量，單位為“小時”。

3 數(shù)據(jù)中心的建設(shè)標準

數(shù)據(jù)中心在全世界范圍內(nèi)有多項標準，包括美標、歐標、國內(nèi)標準，在國內(nèi)業(yè)界認同度最高標準主要有2個，分別是Tier標準和國標。

3.1 Tier標準

Tier等級標準是美國的Uptime Institute, Uptime Institute成立于1993年,是全球公認的數(shù)據(jù)中心標準組織和第三方認證機構(gòu)。

隨著全世界范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，客戶對數(shù)據(jù)中心的可靠性提出了越來越高的要求，應(yīng)運而生專業(yè)機構(gòu)高可靠性等級認證需求，Uptime Tier等級認證是業(yè)界最知名、權(quán)威的認證之一，在全世界范圍得到了高度的認可。Uptime Tier數(shù)據(jù)中心等級認證體系分為Tier I—Tier IV四個等級的最高等級，Tier IV最高。

Uptime Tier等級認證針對數(shù)據(jù)中心的電氣、電源架構(gòu)、冗余方式、樓板承載、制冷裝備和效率，甚至造價等等都制定了標準。無故障時間從最低級的Tier I平均每年有總和超過一天的故障時間，到最高等級的Tier IV只能允許平均每年48分鐘故障時間逐步提高安全要求。將TIV標準定義為容錯性，TⅢ系列為在線可維護性，TⅡ為部分冗余型、TⅠ為基本型。

3.2 國標GB50174設(shè)計標準

中國的數(shù)據(jù)中心起步較晚，但是近年來發(fā)展速度迅猛，現(xiàn)階段，亞太地區(qū)成為國際數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)爭奪的重要市場，國標GB50174數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范第一版為2017版，之前參考的GB50174-2008版為計算機機房標準，等級標準體系分為國A/國B/國C三個等級，最高等級為A級，2018年1月開始實施，僅為設(shè)計標準，并沒有制定相應(yīng)的認證體系。其中A級為容錯性，B級冗余型、C級為基本型。

3.3 國內(nèi)其他標準體系

國家《IDC業(yè)機房星級的劃分與評定》(GB2887-89)標準將IDC機房按照星級標準進行劃分，星級越高，表示IDC機房的安全標準越高。星級標準分為五個等級，分別為一星級、二星級至五星級，分別通過機房的建筑規(guī)模、地理位置、業(yè)務(wù)層次、電源、制冷等設(shè)備冗余架構(gòu)、機房效率，以及機房所采用的帶寬層級(核心層/骨干層/城域?qū)?進行了劃分，對符合條件的IDC機房，頒發(fā)國家認定證書。此標準側(cè)重于數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)定位和網(wǎng)絡(luò)出口規(guī)模，三大運營商企業(yè)內(nèi)部的星級認證標準的制定參照此國標。

4 總論

以上介紹了數(shù)據(jù)中心的基本概念及標準體系，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)集成了機房、供電、空調(diào)、機房工藝、IT與網(wǎng)絡(luò)等多專業(yè)、多層面的內(nèi)容，它是一個系統(tǒng)工程，它的建設(shè)需要各個專業(yè)從始到終協(xié)同配合，從建設(shè)初期就得明確整個機房各個區(qū)域規(guī)劃用途，并根據(jù)此規(guī)劃用途確定機柜，供電、空調(diào)系統(tǒng)的量和負荷，以此來推算機房面積、結(jié)構(gòu)、空間布局等，任何一個環(huán)節(jié)出問題，都會影響后期的運營，進而影響建設(shè)造價、運行成本。