大型数据中心建设研究论文

1、大型数据中心建设研究论文xx 年 1 月， * 印发了关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见（ 以下称意见），以促进云计算创新发展，积极培育信息产业新业态。意见发展目标：到2020 年，云计算应用基本普及，云计算服务能力达到国际先进水平，掌握云计算关键技术，形成若干具有较强国际竞争力的云计算骨干企业。云计算信息* 体系和法规体系健全。大数据挖掘分析能力显著提升。云计算成为我国信息化重要形态和建设网络强国的重要支撑，推动经济社会各领域信息化水平大幅提高。意见发布表明云计算产业发展已初具规模，已引起国家高度重视。随着云计算等技术不断创新应用，推动数据中心市场爆发性增长， xx 年中国数据中

2、心市场预计将保持30%以上的年均增速达到550亿元， 到 2020 年我国数据中心市场规模将超过1500亿元。定位于大数据、云计算重要承载基础的数据中心，不仅对广电网络现有的广播电视业务、宽带业务的发展产生积极作用，同时为广电的信息化提供支撑。作为党和政府的喉舌的广播电视，也需要借助数据中心的建设提升信息化服务能力，满足人民群众不断增长的需求。最终形成为个人提供便捷生活通道、为企业提供高效商务平台、为政府提供决策管理支持的基础平台，实现广电网络面向宽带广电的转型。本文从科学选址、弹性扩展、绿色节能、经济可靠、智能可控几方面进行研究，论述如何建设科学、经济、可靠的数据中心。大型数据中心建设投资大

3、，建设使用周期长，工业和信息化部等五部委发布的关于数据中心建设布局的指导意见提出资源环境优先原则。充分考虑资源环境条件，引导大型数据中心优先在能源相对富集、气候条件良好、自然灾害较少的地区建设，推进“绿色数据中心”建设。地质环境、气候条件、能源供给是新建大型数据中心选址最重要的要素。从安全的角度出发，大型数据中心选址要避开地质灾害多发地区，同时应远离国境线建设在内地。在投产运行期，数据中心的冷却所耗能源是占据IT 设备用电外最大的比例。选择气候条件满足寒冷、适当湿度、洁净的空气达到节能的目的，降低运行成本。近年来，中国的数据中心发展迅猛，年耗电量超过全社会用电量的1.5%，数据中心的运行主要依

4、赖电力供应，可靠充沛的电力是大型数据中心长期稳定运行的保障。xx 年发布的贵州贵安新区绿色数据中心发展报告，研究分析数据中心建设地区发展优势评价系数、年平均温度、年降水量、空气质量指数、地震带、信息传输企业固定资产、网民数、发电量、全社会用电量、互联网普及率等标准，经过建模、分数量化评价，内蒙古自治区和贵州省为超大型或大型数据中心选址的优选地区。2 弹性扩展经过近些年数据中心建设摸索，数据中心已从单纯的楼宇式建设发展成为楼宇式、仓储式、集装箱式三种建设模式，综合三种建设3 绿色节能模式的优缺点比较以及业务需求特点，现阶段大型数据中心突出模块化建设理念，具体表现在机柜微模块化、机房模块化、机楼模

5、块化。在机柜建设上，采用具备模块整合、简化系统、灵活配置、快速部署等特点的微模块进行建设。将机架、 综合柜、 整流柜、 电池柜、交直流配电柜、配电线缆、走线架、防静电地板、制冷单元、冷热通道密闭、动环监控系统等纳人，形成一个相对完整的微模块系统，从而只需外界提供电力和冷通道。微模块组件可工厂预制，现场组装，简化建设方式，可灵活配置，快速部署。基于模块化设计理念，机房模块化以满足Tier2 、 Tier3 、 Tier4标准机房混合使用为建设目标，以低成本、高标准、快速部署为建设要求，一次性进行规划，分期实施建设。如以一路 10kV容量、两层 4000m2为微模块，以气体灭火防护区划分，电源、空

6、调模块化配套 组合，满足机房不同等级要求。各类管线按最短化原则水平设计、减少交叉， 机房配电与IT 设备实现同层安装同层供电。降低土建成本，缩短部署时间，实现通用性强、管线短、 分期扩展、资源复用等特点。机楼模块化主要特点是 “建筑模块化， 集约布局、高效组织”，在空间结构上将机楼和配套动力中心作为基本模块，根据规划需求进行近远结合、灵活适应的空间布局，考虑初期需要数量分期建设机楼和动力中心组件，迅速投人运行使用，根据业务需求，逐步增加机楼和动力中心集群数，降低投资压力，形成较好的经济指标。结合 * 下发的国家绿色数据中心试点工作方案相关要求，在建设规划时充分考虑绿色数据中心技术创新和推广，从

7、机房机架布局、制冷系统、IT 设备、自然冷源、热能回收等多方面实现绿色节能，打造PUEJ、于1.5的数据中心。建设规划过程中，根据建筑规模、 安装设备的散热特点、所在地区气象条件、能源状态、节能技术特点等进行技术与经济比较，综合采用绿色节能措施。其中主要方式有：自然冷源利用。根据大型数据中心建设地自然条件，采用智能通风自然冷却技术。可规划采用集中式水冷冷冻水空调系统，并配套板式换热器，结合当地气候情况全部或部分使用外界自然环境的冷源，结合智能新风节能系统，全方位多角度地实现自然冷源梯级利用。机房内采用封闭冷/ 热通道技术。将冷、热气流完全隔离，提高冷量的利用效率。冷热通道隔离、机柜面对面摆放，

8、室内风机送风量可减少30%， 室内风机可省电约2/3; 封闭热通道后室内风机送风量可减少12.5%，室内风机可省电约1/3。行间制冷技术。行间制冷为高密度机柜设计，可解决高密机柜局部过热问题，行间空调靠近机柜安装，定向短距离水平送、回风，减少冷量传输损失。高压直流系统。采用直流不间断电源系统，即高压直流系统（336V开关电源系统），具有与开关电源相同的优点：模块化设计，可维护性好，同时蓄电池组直接挂接在供电母线上，可靠性高。优化设计。机房各类管线按最短化、最粗化原则，水平设计、减少交叉，机房配电与IT 设备实现同层安装同层供电，提高传送效 率，减少通道损耗。采用DPSt备电方式。以每个机架为供

9、电单元，将电源直接放置在服务器机柜内，后备蓄电池组采用锂电池集成在设备内部，无需单独建设电力室。DP阴布式设备故障仅影响一架负载，将供电风险影响范围缩小至机架，减少故障时产生的单位故障时间，为整体负载提供稳定可靠的供电保障。DP隘统自身散热较少，减少了空调耗电，所采用的磷酸铁锂电池相对于传统的铅酸蓄电池转换效率高。此外，DP繇统根据用户服务器进场时间分批开启设备，减少系统 八广空载 时间。余热回收技术。辅助办公用网房采用水源热泵机组，利用稳定水源，提高冬季制热效率，减少运行能耗。4 经济可靠经济与可靠需要从设备冗余度、使用度、安全性、可维护、等级标准综合寻找投资和效益的平衡点。主要途径有：(1

10、) 备份供电系统优化。采用高压油机发电机组实现大容量和远距离传送电力，相比传统低压发电机组减少传输损耗，适合大型数据中心集中供电; 用电容量与机房利用之间能更好匹配，机房利用率得以提升。在园区内设集中动力中心机楼，集中安装发电机组，为发电机组共用共享创造条件。通过发电机组复用减少园区发电机组配置数量，降低数据中心建设和运营成本。设置集中动力中心后，可根据不同用户需求确定不同供电保障程度，分等级向用户供电。根据业务分类，合理调整发电机与UPSM合，减少UPS!量。(2) 智能控制。机房环境使用集中监控、统一运维、联动管理等功能，实现数据中心维护管理的高效率、高安全、绿色节能和操作智能化，提高可靠

11、性，降低运维强度。5 智能可控为实现安全、可靠、有效的运行维护，数据中心对设施监控、资产管理、容量管理、能效管理、变更管理、可用性管理等各方面功能都提出了更高的要求。数据中心机房智能控制系统包括运维管理平台、综合动力环境监控、专业监控平台及机房资源管理等子系统。运维管理平台为机房运维人员提供日常操作维护、事件及工单管理、运维分析等功能，同时逐步完善运维知识库。综合动力环境监控对机房动力和环境进行实时动态监控，及时发现存在问题，并通过长期数据统计分析，及时掌握发展趋势，对可能出现的问题进行防范。同时在出现问题时进行准确定位，及时解决。专业监控平台包括建筑设备监控、智能照明、变配电监控、智能网络监控、安防监控、消防监控。 机房资源管理针对机房的空间、电力等与业务直接相关的资源进行管理，支撑业务运营。数据中心智能监控管理系统掌握数据中心基础设施运行情况，在3