浅谈新型模块化数据中心建设思路

浅谈新型模块化数据中心建设思路

Summary：近年来模块化机房作为新兴产业发展十分迅速，特别是在中小型企业中得到广泛应用。本文主要以新建模块化数据中心为例，从机房配套环境建设和模块化机房建设两个方面进行探讨，并结合机房建设、运行、维护等方面提出思考建议。关键字：数据中心；机房环境；模块化机房；网络运维1引言随着网络传输设备集成度不断增高，设备性能不断增强，特别是军队网络设备和安全设备的可靠性、稳定性要求渐增，所以信息系统更加依赖高可靠的网络中心不间断运行，这也就给机房环境带来更高的要求。为此模块化机房作为新兴产业得到迅速发展，它将设备机柜、制冷系统、供配电系统、照明、安防、运维等集成为一个独立的个体，布放于数据中心内。相比传统机房，具有建设周期短，能耗损失低，方便扩展或分期建设，运维智能化等明显优势。2数据中心配套环境建设数据中心配套环境建设主要为模块化机房设备安全运行提供较好的环境，从机房定级选址到装饰装修，再到模块化机房建设，其中的环境包括水、电、消防、安防、防雷接地、温湿度等多个专业领域。（1）数据中心选址数据中心选址主要分为两类。一是新建建筑作为数据中心。选址应严格按照要求，充分考虑电力、水源、地震、强电磁场干扰、等因素，尤其是A级和中大型数据中心选址应更加慎重。二是建筑物内局部区域作为数据中心，在确定主机房的位置时，应对安全、设备运输、管线敷设、雷电感应、结构荷载、水患及空调系统室外设备的安装位置等问题进行综合分析和经济比较[1]。模块化机房对整个数据中心的选址、环境要求不高，但为了提高设备的运行年限、增强数据中心的可扩展性，建议新建数据中心时应充分考虑各方面因素，结合现场实际和所需功能场所选出最优位置。（2）装饰装修数据中心装修设计主要考虑防尘、防水、防火、防鼠、保温、抗震、防静电等，采用的装修材料均需满足防火阻燃要求。机房地板采用耐磨可拆卸防静电地板，长期使用无变形、褪色现象，墙面多采用彩钢板装饰，吊顶根据层高限制选择开放式或吊顶式。（3）消防系统机房通常采用七氟丙烷气体灭火，主要分为有管网和无管网两种设计。无管网一般用于小型机房，一个防护区面积不大于500m2，且容积不大于1600m3。气体钢瓶分散式布放于防区内，灭火时通过释放七氟丙烷气体，降低防区内氧气浓度而达到灭火功能。有管网一般用于大型数据中心，一个防护区面积不大于800m2，且容积不大于3600m3，一个有管网系统最多包含8个防护区，专门设置一个房间用于放置七氟丙烷气体钢瓶，在模块化机房上方安装管道用于喷洒灭火气体。两种方式在成本和效能上各有利弊，建议结合实际采用最优方案。为方便尽早发现火情并及时做出处置，在各个防区吊顶安装烟感、温感探头，且一般在吊顶顶板上下两层和地板下均匀分布，机房外部安装消防联动控制箱和灭火启停装置，当烟感、温感同时触发后，将信号传至消防联动控制箱，发出报警信号，通过预先设置的手动模式或者自动模式进行灭火处置。（4）其他环境除了上述环境因素，数据中心建设中还要考虑防雷、接地、新风换气、温度、湿度、照明、漏水检测、视频监控、门禁、机房屏蔽等因素。合理布局机房内线缆敷设，强电、网线、光纤、空调水管、空调铜管、信号线等各类线缆和桥架有序布放，既要考虑布线的合理性、安全性、可行性，还要考虑机房美观性和后期扩容布线的便捷性。3模块化机房建设模块化机房即是把整个机房分为若干个独立区域，各区域的规模、功率负载、配置等均按照需求进行定制设计，一个模块就是一个单体独立的小型数据中心，融合了机柜、制冷、供配电以及网络、布线、监控、门禁等所有子系统[2]，支持单排或双排密闭冷/热通道的灵活部署方式，模块内全部组件可在工厂预制，并可灵活拆卸，快速组装。模块环境管理系统通过对基础设施的IT设备、空调设备、照明设备、温湿度、视频监控、通道门禁、天窗翻转、消防联动等系统进行实时监测，对设备耗电情况进行精细化的统计和分析，实时提供机房能效关键指标PUE值、容量管理、资产管理等功能模块，配置触摸屏3D显示，可开放协议实现与机房动力环境系统对接。模块化机房的特点在于投产速度快，具有较高的集成化，在初期投资相对较少，能够灵活进行部署。在机房向数据中心化改造的过程中，主要在以下几个场景当中进行应用：首先，投资受限，可以分步进行改造的机房；其次，机房的面积不大，层高无法达到地板下送风的要求；第三，需要紧急安装设备，快速投产使用的机房。模块化机房在机房的DC化改造应用是一种新的思路。4思考总结（1）常见的安全隐患及解决措施在机房建设中难免因为一些客观问题无法解决而留下隐患，为避免后期使用中存在风险，在机房建设时应充分考虑这些隐患并提出解决方案。例如机房区域内有无法拆除的水、暖管道，且该管道还处于使用状态，为防止水管破裂造成机房水灾，可考虑将水管更换为长管道，减少接口接缝，同时在水管区域砌拦水坝，防止水流漫至设备处，并在拦水坝内做坡面，低点设置地漏进行应急排水。水管处和拦水坝内通过布放定位漏水绳，实现漏水定位告警，方便及时准确排查隐患。常用的蓄电池有铅酸和锂电两种，铅酸蓄电池作为一款成熟产品得到广泛应用，使用铅酸蓄电池时，建议在电池间靠近吊顶处安装排气扇，用于排放电池充放电过程中产生的氢气，防止氢气与氧气反应发生爆炸，为安全起见，可将房间内开关、电源等容易产生火花的器件安装至电池间外部，在电池间吊顶处加装氢气检查装置，设置氢气浓度告警值，根据告警信号提醒运维人员做换气处置。（2）改进运维管理方式策略传统的机房运维管理方式已无法适应新型数据中心的发展，为进一步加强数据中心安全稳定运行，必须在运维管理上进行突破。引用先进的网管平台，结合可视化和人工智能手段，将机房内动力环境、安防门禁、综合布线等设备运行状态、告警提醒、日志存储等信息传送至运维监控室，网管人员可远程实现机房巡检、设备管理、一体化平台展示等多种功能，根据告警提醒和可视化布线布局，尽快找到故障根源，及时处置潜在威胁。大大减少人力物力的浪费，节约高效的完成机房管理维护工作，进一步加强通信传输的可靠性、稳定性、安全性。（3）加强运维人才队伍培养设备和技术的更新换代日新月异，运维人员作为设备的使用者和管理者，必须时刻掌握前沿技术，紧跟发展潮流，结合新型技术改善工作效率，因此对信息机房运维人员进行相关操作培训，规范操作流程，提高运维人员操作水平，将人员按专业领域划分，充分考虑机房的稳定运行和人员的长期发展。（4）严格机房日常管理制度要实现数据中心的科学化、长期化、安全化运行，必须制定相应的管理制度，督促运维人员严格执行。具体制度包括机房设备操作及维护管理制度、机房安全管理制度、备品备件管理制度、人员出入机房管理制度、值班制度等，管理制度建设是数据中心建设的重要组成，也是数据中心持续可靠运行的关键。5结语为了保证数据中心持续、可靠、稳定、安全地运行，需要从思想上、行动上、制度上多方面统一管理。第一，通过法制宣传和思想教育，强化机房运维管理人员的安全意识；第二，对机房运维人员进行相关操作培训，规范操作流程，提高运维人员操作水平；第三，在机房运维管理过程中防微杜渐，及时准