模塊化數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)分析

張賀波

超越科技股份有限公司 北京 100193

引言

隨著我們的信息技術(shù)、信息時(shí)代和數(shù)字時(shí)代的發(fā)展,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)不再能夠滿足當(dāng)前的市場需求,而是能夠適應(yīng)新技術(shù)的引入所帶來的新數(shù)據(jù)中心。模塊化數(shù)據(jù)中心是新數(shù)據(jù)中心部署最廣泛的代表。其特點(diǎn)是安全性高、可靠性高、施工周期短、可擴(kuò)展性高、靈活性高且易于維護(hù)。因此,加強(qiáng)研究以構(gòu)建模塊化數(shù)據(jù)中心環(huán)境至關(guān)重要。

1 數(shù)據(jù)中心相關(guān)介紹

數(shù)據(jù)中心由機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施、信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟硬件、信息資源(數(shù)據(jù))及相應(yīng)的規(guī)章制度組成,主要包括計(jì)算系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、各種通信設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、安保監(jiān)控設(shè)備等,主要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的集中處理、存儲(chǔ)、傳輸、交換和管理。模塊化數(shù)據(jù)中心通過簡化獨(dú)立功能單元、分離復(fù)雜的硬件和軟件系統(tǒng)功能以及通過標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立單元組合,來簡化系統(tǒng)復(fù)雜性。模塊化數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建模塊主要包括模塊化ups、電源監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)、閉環(huán)機(jī)箱設(shè)計(jì)、PDU設(shè)計(jì)、環(huán)境溫度設(shè)計(jì)和消防模塊設(shè)計(jì)。

2 模塊化數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)組成

2.1 供電模塊 機(jī)房電源是建筑物整體設(shè)施平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ),也是服務(wù)器機(jī)房所有設(shè)備組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。電源可保護(hù)配電裝置,并配備電池系統(tǒng),使配電裝置能夠根據(jù)需要修改這些模塊,以便于日后構(gòu)建模塊化機(jī)房。

2.2 機(jī)架模塊 機(jī)架模塊是模塊化數(shù)據(jù)中心的基本構(gòu)建模塊,支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的所有構(gòu)建模塊。機(jī)架模塊不僅包括多種物理體系結(jié)構(gòu)、散熱控制系統(tǒng),而且還包括嚴(yán)重系統(tǒng)。為了滿足用戶的獨(dú)特需求,需要對模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案中的模塊進(jìn)行相應(yīng)的修改。

2.3 冷卻模塊 冷卻模塊是機(jī)房運(yùn)行的重要實(shí)施裝置,在機(jī)房運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量熱量,如果不能及時(shí)釋放熱量,會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行。在機(jī)房安裝空調(diào)、鋪設(shè)管道以及安裝許多冷通道密封以降低室溫,如果溫度過高,可能會(huì)影響先進(jìn)設(shè)備的電子元件性能,從而導(dǎo)致一些設(shè)備斷電。冷卻模塊是機(jī)架中最重要的模塊之一。模塊化數(shù)據(jù)中心主要面向空調(diào),并具有冷卻線路。為確保各個(gè)模塊運(yùn)行更加穩(wěn)定,同時(shí)使用空調(diào),可以將服務(wù)器設(shè)施連接到冷卻設(shè)備,以提高冷卻性能并降低建筑內(nèi)部空調(diào)的功耗。

3 現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)的要點(diǎn)

第1,管理與技術(shù)的結(jié)合。在數(shù)據(jù)中心建設(shè)現(xiàn)代化的過程中,更好地控制機(jī)房建設(shè)的質(zhì)量至關(guān)重要,并通過將管理與技術(shù)相結(jié)合,根據(jù)各自的需求為實(shí)現(xiàn)實(shí)際設(shè)計(jì)目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。第二,注重統(tǒng)一規(guī)劃的實(shí)施。構(gòu)建現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心環(huán)境必須完全側(cè)重于統(tǒng)一的規(guī)劃和良好的分配公正。規(guī)劃一致性需要及早做好準(zhǔn)備,以便全面了解數(shù)據(jù)中心環(huán)境的應(yīng)用程序需求和安全要求,并能夠在規(guī)劃中包括未來的擴(kuò)展。第三,以安全為導(dǎo)向的要求。對現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心建設(shè)的要求越來越多,數(shù)據(jù)中心的安全性涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,主要包括網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、接入安全、主機(jī)安全、身份安全和安全管理。安全體系的建設(shè)也是通過技術(shù)手段和管理手段相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的,這就要求更加重視安全,并加強(qiáng)一些基本的安全相關(guān)任務(wù),以便利工作。

4 模塊化數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)

4.1 基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一的信息平臺(tái),可連接到機(jī)房內(nèi)的所有設(shè)備類型,并實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心、子系統(tǒng)的集成以及每個(gè)分子系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的科學(xué)規(guī)劃。實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù),并允許進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以確定設(shè)備的運(yùn)行狀況,從而實(shí)現(xiàn)每個(gè)系統(tǒng)的集成操作管理。此外,數(shù)據(jù)平臺(tái)還具有直觀性,即清晰地顯示了單個(gè)設(shè)備使用可視數(shù)據(jù)的情況。它實(shí)現(xiàn)了來自不同子系統(tǒng)的無縫集成、共享和數(shù)據(jù)交換、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、高效、集中的管理、數(shù)據(jù)之間的通信、進(jìn)一步的業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)以及更準(zhǔn)確的長期數(shù)據(jù)操作決策。

4.2 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 例如,模塊化數(shù)據(jù)中心空間中有120個(gè)機(jī)柜,每個(gè)機(jī)柜6 k W,4組雙排設(shè)計(jì),每組30個(gè)機(jī)柜和5個(gè)制冷機(jī)柜。由于模塊化數(shù)據(jù)中心中數(shù)據(jù)中心單元的穩(wěn)定性,空調(diào)的冷卻設(shè)計(jì)必須滿足冗余要求。在設(shè)置模塊化數(shù)據(jù)中心環(huán)境時(shí),可以使用模塊化設(shè)計(jì)選擇維護(hù)所需的空間。為確保設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性,工程中應(yīng)使用熱插拔電氣端子。為簡化終端維護(hù),可在每臺(tái)室內(nèi)計(jì)算設(shè)備上配置截止閥和快速通道,以簡化機(jī)房的模塊化設(shè)計(jì)。在冷通道下安裝冷源分配單元,將會(huì)減少模塊空間,安裝過程中要考慮為后續(xù)模塊的快速擴(kuò)展預(yù)留空調(diào)接口。EC風(fēng)機(jī)、變頻器空調(diào)、按需冷卻、深度功率智能控制技術(shù),方便用戶使用。

4.3 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 建立模塊化數(shù)據(jù)中心時(shí),可以使用雙路市電(3000k W)配電系統(tǒng),該系統(tǒng)通過雙路ATS輸入電源直接向ups以及空調(diào)和PDU供電。機(jī)柜中的兩路PDU可為機(jī)柜中的電子裝置提供雙路電源。IT設(shè)備由1000k VA模塊供電,該模塊具有N+X冗余電源。ups具有冗余、可轉(zhuǎn)換、聯(lián)機(jī)、冗余的ups系統(tǒng),可保護(hù)電源并保持可靠性。模塊化ups的電池續(xù)航時(shí)間優(yōu)于傳統(tǒng)ups,模塊化ups通過模塊冗余實(shí)現(xiàn)了高可靠性,而傳統(tǒng)ups則需要兩次并行實(shí)施,從而增加了構(gòu)建成本。模塊化ups的下游擴(kuò)展既簡單又靈活,只需添加模塊即可。

4.4 環(huán)形系統(tǒng)配置 這就需要有能力把握實(shí)際建設(shè)中的要點(diǎn),改進(jìn)房地安全運(yùn)行的監(jiān)測系統(tǒng),包括動(dòng)態(tài)和安全地監(jiān)測環(huán)境和安全。DCIM系統(tǒng)是信息技術(shù)和組織設(shè)備管理的組合,可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵設(shè)備的集中監(jiān)控和簡化管理。DCIM有些功能并不完善,因此可以通過添加智能配電設(shè)備和相應(yīng)的智能KVM組件以及我們的國家穩(wěn)定性控制因素來提高整體管理質(zhì)量,從而實(shí)現(xiàn)IDC空間的現(xiàn)代化、智能化。

5 結(jié)束語

模塊化數(shù)據(jù)中心將掀起新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)熱潮。這不僅大大提高了數(shù)據(jù)中心空間的性能,而且還提供了更廣泛的服務(wù),這些服務(wù)對于我們國家計(jì)算和信息技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。為加快業(yè)務(wù)增長,相關(guān)人員需要不斷擴(kuò)大其在模塊化數(shù)據(jù)中心環(huán)境中的研發(fā)工作,以發(fā)揮更大的作用。