数据中心建设基础知识王智民整理于2015-5大纲数据中心的相关标准ANSI/TIA-942Telecommunications Infrastructure Standard for Data CentersTIA/EIA 568Copper & FiberCablingTIA/EIA 569Pathways & SpacesTIA/EIA 606AdministrationTIA/EIA 607Grounding& BondingASHRAECooling/HVACUptime InstituteIEEE 1100ITE Grounding国内相关标准：u数据中心布线系统的设计与施工技术白皮书uGB50174-2008电子信息系统机房设计规范数据中心的分类与分级数据中心按照服务的对象来分，可以分为企业数据中心和互联网数据中心业界采用等级划分的方式来规划和评估数据中心的可用性和整体性能。采用这种方法可以明确设计者的设计意图，帮助决策者理解投资效果美国UptimeInstitute提出的等级分类系统已经被广泛采用，成为设计人员在规划数据中心时的重要参考依据。在该系统中，数据中心按照其可用性的不同，被分为四个等级（Tier）第二等级（Tier）被称为“具有冗余设备级”（RedundantCapacityComponentsSiteInfrastructure）第三等级（Tier）被称为“可并行维护级”（ConcurrentlyMaintainableSiteInfrastructure）第四等级（Tier）被称为“容错级”（FaultTolerantSiteInfrastructure）数据中心电信空间建筑物场地大楼外墙普通办公空间数据中心外的电信和设备空间数据中心（电信空间）机房维护人员办公空间接入室（ER）机电设备机房UPS/HVAC等运营监管中心StorageRooms&LoadingDocks数据中心内的通信室数据中心逻辑结构图接入室RM总配线区MDA路由器、核心LAN/SAN交换机、PBX等接服务商网或园区接服务商网或园区水平配线区HDALAN/SAN/KVM交换机机房水平配线区HDALAN/SAN/KVM交换机水平配线区HDALAN/SAN/KVM交换机水平配线区HDALAN/SAN/KVM交换机设备配线区EDA机架/机柜设备配线区EDA机架/机柜设备配线区EDA机架/机柜设备配线区EDA机架/机柜通信室TR办公&操作中心的LAN交换机运维办公室、办公、操作中心主干电缆主干电缆主干电缆主干电缆主干电缆主干电缆水平电缆水平电缆水平电缆区域配线区ZDA水平电缆水平电缆水平电缆典型数据中心布局接入室RM接入服务商网或园区网总配线区MDA水平配线区HDA设备配线区EDA主干电缆水平电缆通信室TR机柜机柜机房ComputerRoom机柜机柜机柜机柜机柜机柜MDAEDAEDA数据中心建设基础工程数据中心建设完整生命周期建设数据中心主要考虑的问题为了什么目的而建？需要多大规模？面积、密度需要支持未来多少年的业务扩展？分阶段建设计划需要什么样的可用性?定位在什么级别?选择投资规模与能够承受的运营成本运营管理是否需要流程化、自动化?是否需要最新技术以满足某些特定需求?例如:刀片服务器、虚拟化确定需求时依据什么：标准？行业经验？专门针对自己的模型计算？数据中心规划关注要素合理的可用性等级定位（T3，T4）和具体实现绿色数据中心实现区域化和模块化设计整合的智能的机房监控系统数据中心全生命周期服务-可靠、绿色、灵活、智能数据中心规划要点总体布局符合数据中心工艺流程布局注重数据中心功能性设计合理设置各关键设施功能房间位置；合理规划IT设备区空间供电系统注重适用、灵活、高效采用高效节能空调系统考虑完善的设施监控和安保系统通信网络安全可靠高效的消防系统数据中心绿色评价指标-PUEPowerUsageEffectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是DCIE(datacenterinfrastructureefficiency)的反比PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比值，基准是2，越接近1表明能效水平越好PUE(PowerUsageEffectiveness，电源使用效率)值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标PUE值越接近于1，表示一个数据中心的绿色化程度越高数据中心绿色评价指标-PUEIT设备影响要素;供电系统影响要素；制冷系统影响要素；建筑围护结构影响要素;建设与启用模式影响要素;CRAC：精密空调数据中心认证-LEED美国LEED体系是一个国际性绿色建筑认证系统。我国在2006年3月颁布了绿色建筑评价标准(GB/T5003782006),这是我国批准发布的第一个国际性的绿色建筑认证系统。1998年由美国绿色建筑委员会（非政府、非盈利组织)。建立了LEED认证组织，开始了绿色建筑认证工作。目前，国内已有专门的咨询机构可以进行美国LEED绿色建筑认证，如中国建筑科学研究院上海分院、绿色建筑与生态城研究中心。LEED认证几乎适用于所有的建筑类型其认证体系包含：面向新建筑的评估体系LEEDforNewConstruction简称LEED-NC提倡业主与租户共同发展LEEDforCore&Shell简称LEED-CS针对商业内部装修LEEDforCommercialInterior简称LEED-CI强调建筑运营管理评估LEEDforExistingBuilding简称LEED-EB住宅评估LEEDforHome简称LEED-H社区规划与发展评估LEEDforNeighborhoodDevelopment简称LEED-ND数据中心认证-LEED美国LEED认证全过程均通过网络完成，主要包含以下7个环节：1）GBCI官网注册2）下载模板准备申报材料3）网上上传申报材料4）GBCI提出初审意见5）修改补充提交复审6）最终审核意见7）公示并颁发证书、奖牌全球UPS厂商对比APC(创于1981年美国,全球行业领先品牌,全球最大的UPS供应商之一,十大服务器机柜品牌,美国电力转换集团)艾默生Emerson(始创于1980年,一家多元化的全球制造和技术公司,全球500强企业,美国纽约上市公司,美国艾默生公司)梅兰日兰MGE(施耐德电气的下属的世界上领先的配电品牌之一,十大UPS不间断电源品牌,施耐德电气(中国)投资有限公司)易事特EAST(于1989年,中国驰名商标,广东省名牌,全球领先的整体电源解决方案供应商,广东易事特电源股份有限公司)台达(交换式电源供应器产品处于世界领先品牌,全球直流稳压电源的最大制造商之一,台达电子工业股份有限公司)科士达KSTAR(中国规模最大的UPS研发生产企业之一,国家级高新技术企业,行业著名品牌,深圳科士达科技股份有限公司)科华KELONG(中国本土最大的高端UPS电源制造商与提供商之一,国家级重点高新技术企业,科华恒盛股份有限公司)四通Stone(致力于不间断电源行业的科技发展与革新的企业,UPS行业的领导品牌之一,广州四通UPS电源电脑有限公司)山顿Sendon(专业于UPS不间断电源高新技术领域的生产/研发/贸易/服务与支持,大型跨国企业,山顿国际有限公司)UPS主要技术指标UPS市电：输入指标UPS负载：输出指标UPS电池：电池管理UPS用户：通讯监控UPSUPS：备份与扩容后备式UPS在线互动式UPS在线式UPS第一代UPS（90年前）：SCR整流SCR逆变第二代UPS（9095年)：SCR整流GTR逆变第三代UPS（9505年）：SCR整流IGBT逆变第四代UPS（05年后）：IGBT整流IGBT逆变全球精密空调CRAC厂商对比品牌中文起源国官网说明AIRDALE雅利顿英国airedale.comAPCAPC美国apc.comBULEBOX绿盒意大利bluebox.itcanatal佳力图加拿大canatal.com加拿大CLIMATEWORX旗下climaveneta克莱门特意大利climaveneta.itCOMPU-AIR金标美国compu-aire.comCIAT法国CIAT.COMDataAire数据埃尔美国dataaire.com世界第一台机房空调制造商精密冷却产品齐全DENCO丹科英国gea-denco.com德国GEA集团EMICON依米康意大利emiconac.itLIEBERT力博特美国Liebert.com兼并ATLAS、HIROSS成为最大机房空调出品商精密冷却产品齐全LENNOX雷诺士美国lennoxemeia.comMODUCEL英国eeaton-williams.com/colmanmoducel/英国高端精密空调STULZ史图斯德国Stulz.de精密冷却产品齐全UNFLAIR优力意大利UNFLAIR.com德国施耐德精密空调CRAC主要技术指标指标项机房精密空调机组的技术性能要求质量标准国际ISO9001、欧洲CE证书、VDE质量标准机组运行环境环境温度范围：-5+45环境相对湿度：90%(25)无腐蚀性、爆炸性气体、无导电尘埃材料采用优质钢制整体框架和不锈钢元器件，蒸发器翅片表面带有亲水涂层，内衬材料使用无毒非矿物纤维材料，可循环使用，可采用环保的R407c制冷剂、门板采用抛光喷塑处理。基本性能具备制冷、制热、加湿、除湿功能。基于高显热比（0.9）、高能效比(4.89)的原则设计制造。高显热比，完全配合计算机房显热大，潜热小的使用要求。高能效比，针对全年连续运行，节约业主总投入成本。制冷系统所有制冷部件都为世界名牌，压缩机须采用谷轮（Copeland）高效涡旋式压缩机。运行时间机组能在正常的环境条件下每天运行24小时，连续运行365天机组运行电压380VAC15%机组运行频率：50HZ2.5%制冷量总冷量20KW，显冷量18.5KW蒸发器采用大面积V型蒸发器，快速除湿设计冷却方式风冷送风方式下送风，上回风风机系统前倾角型离心风扇，自动调整皮带张力型电机系统标准风量（m3/h）5600m3/h配置方式1台压缩机独立配置1台室外机。控制温度范围1828温度控制精度：0.2控制湿度范围4070%湿度控制精度：2%噪声内置吸收噪声的隔音板，采用吸音而非反射的方式降低声压位准。相比降低噪声达5个dBA。压缩机保护装置 有热保护装置和高压防爆装置加湿器高效远红外加湿系统，可快速加湿，适应恶劣水质，低维护量。加湿量（kg/h）4.5kg/h加热器加热器为电级二级加热装置（6/6kW）。指标项机房精密空调机组的技术性能要求控制器及显示单元采用最新的大屏幕液晶中文及图形显示。空调机组发生故障(如过滤器需清洗或更换、压缩机故障、加热故障、加湿器故障、风机故障、冷凝器故障、温湿度过高或过低,吸气压力过低、排气压力过高等)时，能提供报警信号，并在显示屏上显示和发出音量可以大小调节的蜂鸣响声，并具有200个事件的日记记录,以便查询。控制器可设定保安密码，防止未授权人员更改参数。能监控制冷系统内的主要参数。强大的群控功能：1、备份；2、轮巡：定时切换备份机组；3、层叠：根据机房内热负荷的变化自动控制机组中空调机的运行数量；达到节能的目的4、避免竞争运行。冷凝器高效全调速冷凝器，低噪声。机组框架采用不锈钢连接件与船用等级耐腐蚀铝材。最高工作温度45。自启动空调机由于供电故障（或电压、频率超出范围）停机后，当供电恢复正常，空调机组能在0-255秒内（可调）保持原有参数自动逐级启动，防止电力过载,恢复正常工作。通信接口空调机组具备RS232远程接口及RS485本地通信接口，提供通讯协议，可通过调制解调器，进行远程电话网络监控。并可接BMS通用监控系统。分时启动空调机组内部件可自动分时启动，对电网冲击小。防止频繁启动压缩机启动延迟可调(0255sec)可防止压缩机频繁启动MTBF设备MTBF平均无故障时间大于10万小时，备份系统MTBF超过25万小时；系统设计寿命为15年维护维护方便，所有部件均可正面维护，独立的制冷循环和电气系统可保证维修时不间断工作。安全及可靠性通风部分、制冷部分与配电部分均分别隔开,接地和防雷击可靠,空气开关安全可靠空调主要部件厂家主要设备生产厂家：压缩机为美国COPELAND公司售后服务中标方供货时须提供原厂商出具的五年质保服务证明原件数据中心散热技术方案IT设备散热所需的风量：M3/H=2.9WT其中M3/H为机柜中的设备散热所需的风量（立方米冷风/每小时）W=瓦特数（IT设备的功耗）T=IT设备的温差（设备回风温度减去设备的进风温度）数据中心散热基本原则：隔离冷热空气被动式散热方案：冷池和热池垂直排风管机柜主动式散热方案：处理器低功耗、内存节能技术、水冷机柜、液冷机柜空调制冷热回收冷热电三联自然散热数据中心散热技术方案标准热池方案垂直排风管系统或称为烟囱机柜数据中心配电方案数据中心配电方案数据中心配线方案ZDA水平电缆EDA机架EDA的一个机柜ZDA的电缆配线口MDA的一个机柜采用简化型布线结构的数据中心机房平面图EDAEDAEDAEDAEDAZDAMDA数据中心配线方案服务器水平电缆（90M）TOR交换机服务器配线板LAN交换机服务器水平电缆（90M）服务器EDA通过ZDA同HDA连接配线板区域配线区ZDA水平配线区HDA设备配线区EDACP/ZOEDA直接同HDA连接跳线设备配线区EDA配线板跳线跳线服务器服务器集装箱数据中心特点模块化1）集装箱式IT设施模块，它包括采用冷热通道布局的机柜系统，机柜配电，机房空调或机房空气处理单元（风机盘管），用于采集机房温湿度和压力的数据传感器，照明和消防系统等；2）集装箱式电源基础设施模块，它包括市电和柴油发电机接入的开关柜，UPS系统，蓄电池组，配电柜以及为供电系统制冷的空调；3）集装箱式制冷基础设施模块，它包括排热设备，热交换器，水泵和控制系统。集装箱式制冷模块多采用带自然冷却功能的风冷冷机，因为风冷冷机的尺寸和功率段比较适合用于集装箱装备和模块化部署，其能效也较优；4）集装箱式发电机组模块可以作为可选备用电源，它包括柴油发电机，油箱和开关柜等。按需快速部署移动便携高密度低PUE一站式即插即用低成本采用集装箱数据中心需考虑的因素1）适合于大型IT系统，只有在单次部署上千台服务器的时候，其经济上的优越性才能体现出来。否则在负载增幅不足以达到集装箱提供的容量时，部署集装箱式IT模块则无法充分体现其成本优势2）对楼体有承重和布局要求，集装箱式IT设施模块需要较高的楼体承重，而且集装箱的运输和部署需要较大的间隙和空间来完成，且不适宜于进入多楼层或高层建筑物3）需要标准化IT设备，越多的标准化元素越能体现出工厂预制和预测试的优势