大数据中心建设方案 大数据中心建设方案 信息技术有限公司 目 录 第1章 方案概述 3 1.1. 建设背景 3 1.2. 当前现状 4 1.3. 建设目标 6 第2章 方案设计原则 7 2.1. 设计原则 7 2.2. 设计依据 9 第3章 数据中心方案架构 10 3.1 数据中心架构设计 10 3.2 大数据处理设计 16 3.3 大数据存储设计 21 3.4 安全设计 23 3.5 平台搭建实施步骤 28 3.6 物理架构设计 29 第4章 数据中心网络方案组成 32 4.1. 防火墙设计 32 4.2. 接入层设计 32 4.3. 网络拓扑 33 第5章 数据中心基础设施方案组成 34 5.1. 机柜系统设计 34 5.2. 制冷系统设计 36 5.3. 供配电系统设计 41 5.4. 模块监控系统设计 45 第6章 运维方案 51 6.1. 技术和售后服务 51 6.2. 售后服务项目 51 6.3. 售后服务项目内容 51 第1章 方案概述 “百年大计，教育为本”，教育行业是我国经济发展的关键命脉之一，伴随着数据集中在教育业信息化的逐渐展开，数据中心在企业和信息化的地位越来越重要。教育数据中心建设已成为教育机构信息化趋势下的必然产物。教育数据中心作为承载教育机构业务的重要 IT 基础设施，承担着教育机构稳定运行和业务创新的重任。在教育机构新型客户服务模式下，数据中心需要更高效地支持后台业务和信息共享需求，同时要 24 小时不间断的提供服务，支持多种服务手段。这对教育数据中心的资源整合，全面安全，高效管理和业务连续性提出更高的要求。此数据中心建设方案主要对数据中心的基础设施和网络规划部分提出整体建议，保证数据中心的高性能、安全、可靠，从而使数据中心能承载更多高品质的业务。1.1. 建设背景 自从出现数字化教育以来，数据中心作为数字化交易的核心，被各个教育系统广泛采用。目前随着教育电子化的推广，客户市场细分的深入，教育产品设计的专业化，以及对于教育系统安全性的要求。教育系统的数据中心需要更强大的运算能力，更多的存储空间，更安全可靠的规划和设计。不仅如此，教育系统相比其他行业的数据中心有其自身特有的特点和要求。教育行业数据中心的非常重要的一点就是安全和可靠。因为哪怕是短时间的网络瘫痪也会造成非常广泛和严重的后果。这对教育数据中心的资源整合，全面安全，高效管理和业务连续性提出更高的要求。所以教育行业数据中心产品和方案的应用必须采用更高等级的产品和整体设计方案，以满足对于系统安全性的要求。从数据大集中到多业务整合，教育行业的数据中心建设正围绕着业务发展的需要迅速展。教育基础设施的建设，很重要的一个环节就是教育数据中心的建设。教育数据中心工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。教育数据中心设计与施工的优劣直接关系到数据中心内计算机系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。由于教育数据中心的环境必须满足计算机等各种数据，以达到反馈信息和处理问题的功效。特别是要将需要解决电池放电状态和旁路运行状态的监控管理问题等重要信息发到主要负责人的手机上，以便能随时掌握信息，对一些天气灾害停电而有应急预案。1.2. 当前现状 随着业务的发展，数据中心的问题与日俱增，数据中心所面临的压力和挑战也越来越大：业务的不断调整和改变让数据中心总体架构面临极大的压力、有限的物理空间让数据中心扩展性和灵活性有所限制、虚拟化的欠缺让数据中心资源调配能力有限、复杂多变的异构环境让数据中心管理效率异常低下、高居不下的耗电量让数据中心能源成本迅速上升。这些问题与挑战让数据中心管理者迫切需要对数据中心进行整合和升级。通过有效的整合让传统数据中心升级成为一个智能化、自动化、高效化的数据中心。当前数据中心面临的问题：l 可靠性问题 供电可靠性是数据中心安全性的重要保障，随着以信息技术为支撑的新业务的不断涌现，教育行业数据中心对供电可靠性的要求大大提升。在数据中心领域，动力平台的可用性指标分别高于数据中心的可用性指标和整个网络系统的可用性指标，因此，对动力平台的关注理应放到最核心的位置。比如服务器电源的冗余方式发生了变化，供电系统就应当做出相应改变。刀片服务器以及虚拟化的应用，使高热密度问题凸显，数据中心环境更加恶劣，制冷模式就也需要做出改变。l 节能降耗问题 数据中心建设的加速，导致的最直接后果就是能源消耗量的急剧攀升。在当前全球能源紧张的大背景下，节能降耗是整个数据中心行业的大趋势。对于企业本身而言，能耗的急剧增长大大提升了数据中心的运行成本，数据中心的节能和能效改善已成为整个行业的迫切要求。l 管理与维护问题 数据中心是一个庞大而复杂的系统，这些系统是一个有机的整体，牵一发而动全身，数据中心可靠性的发挥有赖于每个设备的正常运行，有赖于这些设备的协调一致，任何一个环节出现故障，都有可能造成巨大损失。因此，对整个系统的管理越来越重要，而难度也越来越大。l 扩容问题 随着业务量的不断扩大，教育行业IT应用系统日益增长，服务器规模变得日益庞大，带来了高能耗、数据中心空间紧张、IT 预算紧张等问题。同时，数据中心动力平台的匹配性却不够，要么利用率低，资源浪费严重;要么供电与制冷明显不足，影响数据中心可用性。简言之，动力系统对核心设备供电或者制冷需求的反映不够灵敏。针对上述问题，技术有限公司推出了创新型的数据中心解决方案。该解决方案具有高可用性、高节能性、高灵活性、高可维护性等四大特点，能够帮助教育行业客户解决数据中心建设与应用的难题，满足教育企业在信息化过程中对数据中心动力安全、节能环保等方面日益增长的应用需求。1. 1.1. 1.2. 1.3. 建设目标 数据中心建设应达成以下目标：高可用-数据中心的高可用直接影响到业务系统的可用性，高可用至少包括高可靠、高安全和先进性三个方面：u 高可靠：应采用高可靠的产品和技术，充分考虑系统的应变能力、容错能力和纠错能力，确保整个基础设施运行稳定、可靠。当今，关键业务应用的可用性与性能要求比任何时候都更为重要。u 高安全：基础设计的安全性，涉及到核心数据安全。应按照端到端访问安全、网络分层安全两个维度对安全体系进行设计规划，采用软硬件安全设备，从局部安全、全局安全到智能安全，将安全理念渗透到整个数据中心网络中。u 先进性：数据中心将长期支撑企业的业务发展，数据中心建设需要考虑后续的机会成本，采用主流的、先进的技术和产品，建立高性能，大容量存储的数据中心。u 易扩展-随着信息化的发展，企业内通信网络的建立和全面覆盖，未来的业务范围会更多更广，业务系调整与扩展再所难免，因此数据中心必须能够适应业务系统的频繁调整，同时在性能上应至少能够满足未来510年的业务发展。对于设备的选择和协议的部署，应遵循业界标准，保证良好的互通性和互操作性，支持业务的快速部署。u 易管理-数据中心是IT技术最为密集的地方，数据中心的设备繁多，各种协议和应用部署越来越复杂，对运维人员的要求也越来越高，单独依赖运维人员个人的技术能力和业务能力是无法保证业务运行的持续性的。因此数据中心需要提供完善的运维管理平台，对数据中心IT资源进行全局掌控，减少日常的运维的人为故障。同时一旦出现故障，能够借助工具直观、快速定位。第2章 方案设计原则 1. 2. 2.1. 设计原则 根据“先进、实用、稳定、可靠”的总原则，对云数据中心软硬件系统进行科学合理的设计，保证中心建设的胜利完成。数据中心工程是智能弱电工程的重要组成部分。其基本要求可归纳为：保证系统运行的可靠性、保证系统的设计寿命、保证信息安全的要求、保证操作人员的工作环境。设计一个好的数据中心，要以兼顾人机并重之原则，一个合格的现代化计算机数据中心，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的数据中心，设计应以运行条件、安全可靠作为首要的考虑因素。因此对数据中心建设要求遵循以下设计原则：1 高安全可靠性 为保证数据中心能为用户提供连续不间断的724小时服务， 数据中心必须具有高可靠性。在系统设计时应注意尽量减少单点故障的存在，对存在单点故障的环节，在设计上必须减少其对整个系统的影响。由于该数据中心内部计算机系统涉及到机密信息，其泄密可能严重危害社会秩序，所以需要保证数据中心的安全性，必须具有安保系统以保证用户的设备和数据不受侵害。实现高安全性的措施包括：闭路电视监测、门禁系统、自动安全报警系统等。中心软硬件系统要高度可靠，虚拟机出现故障要能自动迁移，数据要有冗余备份，可以从故障中及时恢复。2 可扩展性 鉴于信息网络系统需求的不断发展与变化，技术也在不断提高，故在建设时应考虑这些变化对资源需求的改变，以使整个系统具有灵活的可扩展性，特别是精密空调、配电开关及配电柜、UPS及供电母线等。中心的服务器、存储、网络都可以不用停机就线性扩容服务器、存储、网络等设备。3 易于管理 通过使用先进和可靠的管理工具来实现系统的高质量管理，以节约人力资源。由于数据中心内设备繁多，具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所以在设计时，必须建立一套完善的数据中心管理和监控系统。实时监控、监测整个数据中心的运行状况、语音报警，实时事件记录，可以迅速确定故障，提高可靠性，简化数据中心管理人员的维护工作。中心的资源池支持方便灵活地管理维护和审计。4 高性能价格比 数据中心所需设备的选型应该以适用为主，合理选择材料与设备；不要造成资源浪费；同时也要保证该数据中心的高可靠性。以较高的性能价格比设计数据中心，能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。中心的软硬件设施选择合理，具有高性价比。2.2. 设计依据 电子计算机数据中心设计规范GB50174-93 计算机场地技术条件GB2287-89 计算机场地安全要求GB9361-88 计算机机房活动地板技术条件GB6650-86 建筑物防雷设计规范GB50057-94 高层民用建筑设计防火规范GBJ45 电子计算机机房施工及验收规范SJ/T30003-93 建筑防火设计规范GB5004-95 空调与通风工程施工及验收规范GB50243-97 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范GB/T50312-2000 中华人民共和国通信行业标准YD-T926 1、2、3 国际综合布线标准TIA/EIA 568-B 供配电系统设计规范GB50052-92 火灾自动报警系统设计规范GBJ116-98 工业企业通信接地设计规范GBJ79-85 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法GB12190 第3章 数据中心方案架构 3.1 数据中心架构设计 云计算数据中心通过运行在单独的服务器上的云操作系统对服务器、存储、网络等资源进行虚拟化管理，提供可以自定义的虚拟机，在虚拟机上安装Hadoop、hbase等Nosql分布式数据库集群，对现有的数据ETL采集、清洗、转换、汇总进来，使用海量数据分布存储技术，用spark、storm等大数据处理软件对hbase中的数据进行分析处理，挖掘数据价值。还可以在虚拟机上运行业务应用系统，提供负载均衡和冗余备份，达到系统的稳定、高可用和方便的扩展性。通过安装SSR等安全软件和安全服务器，可以保证提升操作系统的安全级别，从而达到国家等级保护的三级要求，为客户构建真正的安全长城。云计算数据中心可以自动管理和动态分配、部署、配置、重新配置以及回收资源，也可以自动安装软件和应用，具有良好的弹性和灵活性，管理