數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)過程詳解

數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)過程詳解藝術(shù)的唯美和技術(shù)的務(wù)實(shí)，似乎有著天然的距離。但當(dāng)我們回顧很多技術(shù)的發(fā)展歷程，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在那些取得了巔峰成就的地方，總是技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。今天我們就一起深入了解最新的IDC機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)和搭建一一只要用心，技術(shù)離藝術(shù)并不遙遠(yuǎn)…… 歷史回顧過去十年中，IDC機(jī)房的規(guī)模多為300-500平米，一般設(shè)在辦公樓內(nèi)，其建設(shè)多以應(yīng)用為中心，靠應(yīng)用來拉動(dòng)?，F(xiàn)實(shí)需求和挑戰(zhàn)IDC機(jī)房建設(shè)發(fā)展到現(xiàn)在，為加強(qiáng)IDC機(jī)房的管理，提高其效率，安全性和可靠性，大型、超大型IDC機(jī)房的建設(shè)需求逐漸增多。而過去IDC機(jī)房的設(shè)計(jì)、建設(shè)模式已經(jīng)不再適應(yīng)這種發(fā)展需求了。目前，大型IDC機(jī)房建設(shè)面臨的主要挑戰(zhàn)有：1：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)落后，基礎(chǔ)研究空白，缺乏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)的相關(guān)設(shè)計(jì)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是93年的，和現(xiàn)實(shí)需求相比過于陳舊，最新的規(guī)范尚在推廣當(dāng)中。用于指導(dǎo)電信行業(yè)的TIA-942規(guī)范并不一定對(duì)所有用戶適用。2：IDC機(jī)房所要支持的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要求，企業(yè)IT架構(gòu)設(shè)計(jì)與具體的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)嚴(yán)重脫節(jié)。3：設(shè)計(jì)、建造過多依靠經(jīng)驗(yàn)，缺乏科學(xué)的方法和工具。現(xiàn)有機(jī)房工程公司已難以支持，而國(guó)內(nèi)的專業(yè)建筑設(shè)計(jì)院過去很少接觸IDC機(jī)房設(shè)計(jì)。4：技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，節(jié)能措施缺乏計(jì)算和考慮，效率低下。5：缺乏專業(yè)的工程管理。6：設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維各個(gè)階段脫節(jié)。IDC機(jī)房是專業(yè)性很強(qiáng)的工業(yè)建筑，運(yùn)維方式直接對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出要求，而運(yùn)維方式又是由IDC機(jī)房所承載的業(yè)務(wù)類型，模式所決定的，所以各個(gè)環(huán)節(jié)要全面規(guī)劃。設(shè)計(jì)IDC機(jī)房時(shí)需完全遵守現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并廣泛參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及GartnerInfrastructureMaturityMode?，F(xiàn)在企業(yè)做IDC機(jī)房建設(shè)大部分都處于集中式階段，部分企業(yè)由集中式向標(biāo)準(zhǔn)化走。長(zhǎng)遠(yuǎn)上看，IDC機(jī)房基本上要往基于服務(wù)，虛擬化方向發(fā)展。

基丁政3ftia%<f%城丁孩務(wù)志呈基丁政3ftia%<f%城丁孩務(wù)志呈S1-A附MtEmfF^saarch如4TIIl：jiMWr左■:財(cái)富500強(qiáng)企業(yè)IDC機(jī)房目前處于的階段（百分比）設(shè)計(jì)IDC機(jī)房時(shí)考慮的要點(diǎn)有：全生命周期設(shè)計(jì)。大型的獨(dú)幢樓的IDC機(jī)房與傳統(tǒng)的辦公樓改造IDC機(jī)房不同，其建筑壽命在50-60年，因此所要滿足的系統(tǒng)工藝要求要有明確的時(shí)間跨度，從IDC機(jī)房的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)/改造、驗(yàn)收/移交到日常運(yùn)行，整個(gè)過程需要考慮15年左右的工藝時(shí)間跨度規(guī)劃。>全偈麒酸讓提出蔑n麒窠求時(shí)閉恤“建制的?壽命皂50腌小|：,能毗所歐教的系統(tǒng)的佬要求要恤搠時(shí)口岫，國(guó)際I?.段是5部：.DC賀*17角』疽周劃:DC期頓顧立.旗算草案崔變利折核船竹設(shè)完酚IS<11，?.：供計(jì)：就設(shè)：牌芯/移穴:戈捂膜式祠臬仞3日常遠(yuǎn)作：莖郴段殖密護(hù)做IDC機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)，需要分析IDC機(jī)房所承載的業(yè)務(wù)規(guī)模（所要滿足的應(yīng)用、應(yīng)用有多少種、應(yīng)用覆蓋的范圍、人群、地域）、系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備種類。一個(gè)IDC機(jī)房投產(chǎn)時(shí)很少要求其滿足未來十左右的發(fā)展需求，那樣的話初始投資太高，但也不希望IDC機(jī)房投產(chǎn)后由于漏洞而需要升級(jí)，甚至停機(jī)改造。因此需提出投產(chǎn)時(shí)1-2年、投產(chǎn)后5-6年、8-10年三個(gè)階段的系統(tǒng)規(guī)模要求，由此反推工藝參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)提出對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求，確定分階段建設(shè)、升級(jí)的關(guān)鍵點(diǎn)，以及基礎(chǔ)設(shè)施的配合升級(jí)計(jì)劃?，F(xiàn)在的IDC機(jī)房純裝機(jī)空間的規(guī)模都可能會(huì)達(dá)到一、兩萬平米，為提高其效率，需采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)應(yīng)用級(jí)別的不同，在模塊建造時(shí)有所區(qū)別，降低成本。就現(xiàn)在的IDC機(jī)房設(shè)計(jì)建設(shè)來看，第一輪的模塊設(shè)計(jì)大多是按消防的硬性指標(biāo)來劃分，而這種設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性，它沒能深入分析企業(yè)的各種應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)?？傮w上來講，IDC機(jī)房的整個(gè)建筑需滿足T4要求，內(nèi)部不同的模塊根據(jù)應(yīng)用的不同、投資的差別要做一些不同的分析，各個(gè)模塊做好T3-T4的升級(jí)轉(zhuǎn)換。另外需對(duì)不同的設(shè)備、機(jī)柜做一些獨(dú)立的空氣熱力學(xué)模型分析，并對(duì)未來5年設(shè)備的發(fā)展作耗能預(yù)測(cè)，并以此作為后面的工藝參數(shù)要求的基礎(chǔ)。比如說對(duì)于2kw-4kw的機(jī)柜，用傳統(tǒng)的機(jī)柜布置模式就可以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于4kw-8kw的機(jī)柜，則可能需要采用一些特殊的機(jī)柜樣式和機(jī)柜布置模式（如封閉冷走廊、封閉熱走廊等）。而對(duì)于8kw-15kw的機(jī)柜則可能還需要一些更加特別的方式。所以對(duì)于不同的安裝階段，不同的裝機(jī)要求，需做好升級(jí)的準(zhǔn)備，包括平面布置、裝修等。目前現(xiàn)有的IDC機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)難以支持超過500w/平方米的耗電、散熱。電信行業(yè)已經(jīng)有支持1000w/平方米的耗電要求。新的高密度刀片服務(wù)器推出的話，1000w/平方米的耗電將會(huì)是它的最基本的要求。目前做的技術(shù)驗(yàn)證型高密度IDC機(jī)房已經(jīng)接近5000w/平方米的耗電。因此規(guī)劃新的IDC機(jī)房時(shí)，應(yīng)充分考慮未來5年的新產(chǎn)品的技術(shù)走向和對(duì)環(huán)境的要求。但對(duì)高密度需持謹(jǐn)慎態(tài)度，不是所有的地方都需要去追求高密度，而高密度對(duì)空調(diào)的挑戰(zhàn)太大，為支持高密度在空調(diào)上的投入可能最終導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)下降。

2ipw_dmi2ipw_dmi600Hybrid,DX,or\advancedlliquidcoolingOverheadairsuSotfW/PSFmax600Hybrid,DX,or\advancedlliquidcoolingOverheadairsuSotfW/PSFmaxRequiredtodayforbladetfrchrwlQ倒Requiredtodayforru■hiwm的Enclosed-cabinetair-coolitigRai&ed-floororoverheadair-tooling現(xiàn)在的IDC機(jī)房建設(shè)大部分可能選擇Tire3起步，建設(shè)成本高。需要強(qiáng)調(diào)的是，IDC機(jī)房建設(shè)的Tire3、Tire4指標(biāo)都是對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施做的定義，IDC機(jī)房還是應(yīng)該作為一個(gè)整體來考量其中的計(jì)算架構(gòu)、存儲(chǔ)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和物理設(shè)施架構(gòu)之間的關(guān)系。比如說如果基礎(chǔ)設(shè)施的可靠度只有三個(gè)9,則沒必要要求計(jì)算、存儲(chǔ)等達(dá)到四個(gè)9的要求。目前國(guó)內(nèi)還沒有人在做整體的可靠性的研究，可靠性的模型、理論已應(yīng)用在物理基礎(chǔ)設(shè)施的建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，而在IT設(shè)計(jì)上則很少用到。總的來說，在分級(jí)和榮譽(yù)度的設(shè)計(jì)選擇上，需從整體上來考慮，因?yàn)檫@方面的投資可能非常驚人，也很可能帶來一些浪費(fèi)。

NominaldescnptionsTierl12ufloor50W/>qflTi&r4HighD^nsrtyM-36"floor floor2JMW瑚琳 lOOOW^ft1SVWKjft?釜如叫曲伊fl"Jh ■,■lB"■■Tier324NominaldescnptionsTierl12ufloor50W/>qflTi&r4HighD^nsrtyM-36"floor floor2JMW瑚琳 lOOOW^ft1SVWKjft?釜如叫曲伊fl"Jh ■,■lB"■■Tier324-(iMf20aW/tqH^MJ/sqFtTmr21￥HoarlOOW/sqft$5Q0/sqftn一舄mrao6550352520IDC機(jī)房建設(shè)的起步模式在搭建IDC機(jī)房的時(shí)候，科學(xué)的設(shè)備布局也非常重要。其中包括有冷走廊、熱走廊、回風(fēng)通路，冷熱需分開，防止互相污染。rackblankingpanels大型IDC機(jī)房中的空調(diào)設(shè)計(jì)已不再能夠依靠經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行了，而需要準(zhǔn)確的知道IDC機(jī)房各點(diǎn)的溫度和濕度，出風(fēng)口的出風(fēng)量和風(fēng)壓.采用計(jì)算流體力學(xué)軟件(CFD)對(duì)各個(gè)模塊整體進(jìn)行模擬，不但可以精確分析、優(yōu)化空調(diào)設(shè)計(jì)，對(duì)建筑布局、層高的設(shè)計(jì)也可以進(jìn)行驗(yàn)證、優(yōu)化。

CFD驗(yàn)證設(shè)計(jì)效果圖如下，其中可以看到任意一點(diǎn)的空氣流動(dòng)，溫度和濕度?？梢愿鶕?jù)驗(yàn)證圖來做新的IDC機(jī)房的設(shè)計(jì)，也可以將其用于舊IDC機(jī)房的改造參考。利用驗(yàn)證效果圖進(jìn)行精細(xì)化操作還可以指導(dǎo)具體的運(yùn)維操作過程?，F(xiàn)在，節(jié)能已經(jīng)是IDC機(jī)房設(shè)計(jì)建設(shè)中的一個(gè)重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)IDC機(jī)房時(shí)，需確定各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求和節(jié)能目標(biāo)。就目前技術(shù)能力、工程可能性，建議UPS輸出功率與精密空調(diào)HVAC功率之比達(dá)到1:0.5-0.6。采用先進(jìn)的空調(diào)技術(shù)，建議考慮水冷卻配有自然冷卻系統(tǒng)的雙冷源節(jié)能型機(jī)房專用空調(diào)機(jī)組。在春、秋、冬季在室外溫度降低時(shí)，可以部分或全部停止壓縮機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行，靠室外冷空調(diào)冷卻干冷器內(nèi)