数据中心关键技术
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• 过去的计算机也需要大量的电力，会产生大量的热量，通过专用的计算机房和冷却系统可以对散热 效果进行较好的控制。
• 安全也很重要——那时计算机是很贵的，主要用于军事目的或重要的经济科研领域，因此对计算机 的访问受到了严格的控制，美国为防止早期从美国进口的计算机被用于军事用途，往往派美国人来 管控计算机房，外人上机还需要得到批准才行。
• TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》 由美国电信产业协会和TIA技术工程委员会(TR42)编写、美国国家标准学 会(ANSI)2005年批准颁布的《数据中心电信基础设施标准》(即TIA-942 标准)根据数据中心基础设施的实用性和安全性的不同要求把数据中心分 为Tier 1、Tier 2，Tier 3，Tier 4 四个等级。
Green Grid：绿色格子联盟成立于2006年，是一个致力于节能、能效事业的非营 利性组织，致力于在规划并推广数据中心在营运、建构以及设计等领域的最佳策 略的同时，还能够有效降低数据中心与IT设施的耗电量。其成员包括AMD、APC、 戴尔、惠普、IBM、英特尔、微软、Sun、VMware等IT巨头。
• 第三阶段的数据中心概念被扩展，大型化、先虚互拟联化网、企综业合则化采数用据新中技心术服建务设是大主规要特征 ，尤其是云计算技术引入后，数据中心突破模了的原新有型的数场据地中出心租。、线路带宽共享、主机 托管维护、应用托管等服务，更注重数据的存储和计算能力的虚拟化、设备维护管理 的综合化。新型数据中心采用高性能基础架构,实现资源按需提供服务，并通过规模运 营降低能耗。云计算数据中心概念被提出，由此我们认为，云计算数据中心本质上还 是在数据中心的物理基础设施上，采用虚拟化等云计算技术，提供传统的数据中心业 务和各种新型网络应用服务。
按服务对象分类
• 企业数据中心 企业数据中心指由企业或机构构建并所有，服务于企业或机构自身业务的数据中 心，它为企业、客户及合作伙伴提供数据处理、数据访问等信息服务。
• 互联网数据中心。 互联网数据中心由服务提供商所有，通过互联网向客户提供有偿信息服务。相对 于企业数据中心来讲，互联网数据中心的服务对象更广，规模更大，设备与管理 更为专业。
目录
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统
数据中心节能设计
11 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心历史（1/2）
数据中心的根源来自早期计算机领域巨大的计算机房
• 早期计算机系统体积非常大，本身占用很大的空间，运行和维护也都很复杂，需要在一个特殊的环 境中运行，因此需要许多电缆连接所有的组件，如标准机架安装设备，高架地板和电缆盘。
ASHRAE：American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, Inc. ，美国采暖、制冷与空调工程师学会。国际性 组织。该学会唯一目的是造福社会公众，通过开展科学研究，提供标准、准则、 继续教育和出版物，促进加热、通风、空调和制冷方面的科学技术的发展。
• 因此，专用的计算机房是必须的，这就是数据中心早期机房的雏形。
微机时代出现设计的“数据中心”
• 到了上世纪80年代，微机市场一片繁荣，大量计算机被部署到世界各个角落，但很多时候很少有人 关心过对这些计算机的运维要求。
• 随着IT运维变得越来越复杂，数据丢失现象越来越普遍，所有公司开始意识到需要控制IT资源。 • 随着90年代客户端/服务器计算模式的普及，微机（服务器）开始在过去的机房中寻找它们的位置
Uptime Institute：国际正常运行时间协会是一家主要着重于信息技术产业研究 （研究对象主要是“数据中心”data center）的会员组织，为企业提供信息环 境的能源效率等相关的业务及技术咨询，成员主要为全球200强企业。
LEED：Leadership in Energy and Environmental Design，是一个评价绿色建 筑的工具。宗旨是：在设计中有效地减少环境和住户的负面影响。目的是：规范 一个完整、准确的绿色建筑概念，防止建筑的滥绿色化。LEED由美国绿色建筑协 会建立并于2003年开始推行，在美国部分州和一些国家已被列为法定强制标准。1010
• 第一阶段主要是场地、电源、网络线路、通信设备等基础电信资源和设施的托管和线 路维护服务，多由电信企业提供，客户包括行业、大型企业等。这个阶段被广泛称为 外包业务。
• 第二阶段是90年代中互联网的高速发展带动了网站数量的激增之后，各种互联网设备 如服务器、主机、出口带宽等设备和资源的集中放置和维护需求提高，主机托管、网 站托管是主要业务类型，这个阶段互联网数当据前中数心据（中I心DC处）于被从广第泛二认阶可段，向ID第C企三业围绕 主机托管服务也提供包括数据存储管理、安阶全段管的理转、型网期络，互传连统、电出信口企带业宽和的ID网C 络选择 等服务，IDC成为企业IT基础设施的核心。企业基于数据中心进行升级。多家领
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心业务等级
各等级的划分条件和特点（参考） （1）五星级IDC代表最高服务水平，通过严格的专业标准认证，提供全业务服务，价格及 服务体系在国内处于领先水平。可作为对数据安全有严格要求的政府部门、金融企 业、外资企业等重点客户的数据（灾备）中心。 （2）四星级IDC主要面向政府机关、大型企业、知名ISP/ICP，提供高质量的服务和优先 保证的资源，价格高于市场平均水平。 （3）三星级IDC主要面向中小型企业、ISP/ICP，提供较好的产品服务，价格处于市场平 均水平。 （4）二星级IDC提供基础业务和一般性服务，能够满足客户的一般业务需求，价格可略低 于市场平均水平。 （5）一星级IDC主要面向零散客户，价格较低。
按数据中心服务级别分类
• 单级数据中心 单级数据中心即指企业或机构以大集中方式进行数据中心建设，整个企业或机构 只设立一个数据中心。
• 多级数据中心 企业或机构以多层次、分布式建设的数据中心是多级数据中心，总部级成为一级 数据中心，直接下级单位为二级数据中心，再下级单位为三级数据中心，以此类 推。目前，企业(机构)数据中心部署以单级和两级数据中心为主。
数据中心逐步成熟
• 截至2007年，数据中心的设计、建造和运维已经形成了非常规范的规程，如电信行业 协会（TIA）等专业机构推出了被行业认可的设计标准。
• 同时，数据中心的一些运行指标也被开发出来，用于评估中断对业务的影响。 • 目前，仍然有大量的操作规程正在开发，而且绿色、节能、环保的数据中心也开始受
其中，承载全国重点客户的五星级、四星级IDC原则上应位于运营商骨干网或骨干网 省内汇聚节点所在城市。
不同等级的IDC对应相应地区的资费档次标准。
1111 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心业务发展阶段
数据中心（Data Center）的发展可以粗略划分为三个阶段。每一阶段服务形 态有所不同，但都体现基础设施的特性。
• 在互联网泡沫期间，数据中心得到了蓬勃发展，公司需要在互联网上建立可以不间断 访问的网站，而这要求具有快速和可靠的互联网连接。
• 于是出现了许多互联网数据中心（IDC）公司，这种IDC的建设是非常昂贵的——物理 房屋、设备、训练有素的管理人员使得这些大型的数据中心成本非常高。
• IDC采用了大量的新技术和手段为运维提供了可伸缩的能力，这些做法最后成功迁移到 企业的私有数据中心里。
式 网络通讯设备、数据存
储设备的使用 国家标准的制订 供电系统的完善 空调系统的完善 防雷标准的完善 综合监控系统的出现 专门机房装修设计的出
现 IT稳定工作时间为几个
月周
服务器时代
IT设备的进一步小型化 所有IT设备上架 业务对IT系统依赖性急增 可靠性 可用性（连续性） 可扩展性 可管理性 可维护性 部门内的标准化 系统稳定几个月或连续稳
，使用廉价的网络设备，加上标准的网络布线，人们开始采用分层设计，将服务器单独放在公司的 一间特殊的房间中，于是就使用“数据中心”一词表示特殊设计过的机房，大约就是这个时候“数 据中心”这个词开始流行开来。
22 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心历史（2/2）
互联网泡沫时期出现IDC公司
主机托管等基础IDC业务产品还是主要业务，但网页加速、网站安全管理等新型 业务收入比例在扩大。
200 180 160 140 120 100
80 60 40 20
0 2005年
2006年
2007年
2008年
200Baidu Nhomakorabea年
50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2010年 (E)
77 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
按安全等级分类
• GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》 GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为A、B、C三 个等级，三个等级从高到低的排列顺序为A、B、C GB50462-2008《电子信息系统机房施工及验收规范》 《电子信息系统机房环境检测标准》正在编制过程中 09DX009国家标准设计图集《电子信息系统机房工程设计与安装》
到大家的广泛关注。。
33 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
机房IT设备的发展决定了数据中心的设计需求（1/2） 国内机房的发展历程： 1960~1990 大型机、小型机时代 1990~2000 服务器时代 2000~2010 机架化时代 2010~ 未来一代
44 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
全球（亿美元）
增速
20本0材5料-2仅0供1学0年习交全流球使用I，DC不市得用场于规任何模商业用途
1313
全球数据中心规模情况
据Gartner统计，截止2010年底，全球的数据中心总量为339万个，这个数字包括了为第三方服务的IDC 数据中心、行业和企业自建的数据中心，还包括大量企业自用的机房，其中美国和西欧的数量分别达 到了96和68万，占全球总量接近一半。中国约有45.6万个，占全球总量8%。
1212 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
全球IDC市场稳步增长
2010-2011年，全球IDC市场保持稳步增长，Gartner预计市场规模会从2010年的 20亿美元提高到2015年的44.6亿美元，年复合增长率为14.3%。
另据中国IDC圈估计，2010年全球IDC整体市场规模超过160亿美元，较2009年增 速为18%，亚太地区是增长的主要贡献者。
88 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
99 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
几个重要行业组织
TIA：电信工业协会（Telecommunications Industry Association，TIA）是全 球通讯与信息技术工业中重要的同业协会。TIA是一个全方位的服务性国家贸易 组织，有一个分支机构——多媒体通信协会（MMTA）。TIA也是经过ANSI认可的 指定标准的组织，但其属于行会性质，除了标准工作外，其职责还包括为保护和 促进会员厂家利益而影响政策、促进市场和组织交流。
定
55 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心总体构架
数据中心涉及范围很广，包含土建、电气、消防、网络、运营等系统，从IDC的 逻辑功能上来划分，IDC可分为物理层、网络层、资源层、业务层、运维管理层 5大逻辑功能模块。
66 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
机房IT设备的发展决定了数据中心的设计需求（1/2）
大型主机时代
科学计算为主 为某台计算机（大、中、
小型机）建设 无统一建设标准或规范 供电由稳压器到UPS引进 制冷由普通空调到精密空
调 洁净度控制由防尘到新风
除尘 系统稳定工作时间，几个
小时到几周
服务器时代
IT技术应用普及 服务器-客户端的网络模
• 安全也很重要——那时计算机是很贵的，主要用于军事目的或重要的经济科研领域，因此对计算机 的访问受到了严格的控制，美国为防止早期从美国进口的计算机被用于军事用途，往往派美国人来 管控计算机房，外人上机还需要得到批准才行。
• TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》 由美国电信产业协会和TIA技术工程委员会(TR42)编写、美国国家标准学 会(ANSI)2005年批准颁布的《数据中心电信基础设施标准》(即TIA-942 标准)根据数据中心基础设施的实用性和安全性的不同要求把数据中心分 为Tier 1、Tier 2，Tier 3，Tier 4 四个等级。
Green Grid：绿色格子联盟成立于2006年，是一个致力于节能、能效事业的非营 利性组织，致力于在规划并推广数据中心在营运、建构以及设计等领域的最佳策 略的同时，还能够有效降低数据中心与IT设施的耗电量。其成员包括AMD、APC、 戴尔、惠普、IBM、英特尔、微软、Sun、VMware等IT巨头。
• 第三阶段的数据中心概念被扩展，大型化、先虚互拟联化网、企综业合则化采数用据新中技心术服建务设是大主规要特征 ，尤其是云计算技术引入后，数据中心突破模了的原新有型的数场据地中出心租。、线路带宽共享、主机 托管维护、应用托管等服务，更注重数据的存储和计算能力的虚拟化、设备维护管理 的综合化。新型数据中心采用高性能基础架构,实现资源按需提供服务，并通过规模运 营降低能耗。云计算数据中心概念被提出，由此我们认为，云计算数据中心本质上还 是在数据中心的物理基础设施上，采用虚拟化等云计算技术，提供传统的数据中心业 务和各种新型网络应用服务。
按服务对象分类
• 企业数据中心 企业数据中心指由企业或机构构建并所有，服务于企业或机构自身业务的数据中 心，它为企业、客户及合作伙伴提供数据处理、数据访问等信息服务。
• 互联网数据中心。 互联网数据中心由服务提供商所有，通过互联网向客户提供有偿信息服务。相对 于企业数据中心来讲，互联网数据中心的服务对象更广，规模更大，设备与管理 更为专业。
目录
数据中心发展回顾 基础建筑 电源系统 制冷系统 数据中心服务器 网络系统 其它系统
数据中心节能设计
11 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心历史（1/2）
数据中心的根源来自早期计算机领域巨大的计算机房
• 早期计算机系统体积非常大，本身占用很大的空间，运行和维护也都很复杂，需要在一个特殊的环 境中运行，因此需要许多电缆连接所有的组件，如标准机架安装设备，高架地板和电缆盘。
ASHRAE：American Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, Inc. ，美国采暖、制冷与空调工程师学会。国际性 组织。该学会唯一目的是造福社会公众，通过开展科学研究，提供标准、准则、 继续教育和出版物，促进加热、通风、空调和制冷方面的科学技术的发展。
• 因此，专用的计算机房是必须的，这就是数据中心早期机房的雏形。
微机时代出现设计的“数据中心”
• 到了上世纪80年代，微机市场一片繁荣，大量计算机被部署到世界各个角落，但很多时候很少有人 关心过对这些计算机的运维要求。
• 随着IT运维变得越来越复杂，数据丢失现象越来越普遍，所有公司开始意识到需要控制IT资源。 • 随着90年代客户端/服务器计算模式的普及，微机（服务器）开始在过去的机房中寻找它们的位置
Uptime Institute：国际正常运行时间协会是一家主要着重于信息技术产业研究 （研究对象主要是“数据中心”data center）的会员组织，为企业提供信息环 境的能源效率等相关的业务及技术咨询，成员主要为全球200强企业。
LEED：Leadership in Energy and Environmental Design，是一个评价绿色建 筑的工具。宗旨是：在设计中有效地减少环境和住户的负面影响。目的是：规范 一个完整、准确的绿色建筑概念，防止建筑的滥绿色化。LEED由美国绿色建筑协 会建立并于2003年开始推行，在美国部分州和一些国家已被列为法定强制标准。1010
• 第一阶段主要是场地、电源、网络线路、通信设备等基础电信资源和设施的托管和线 路维护服务，多由电信企业提供，客户包括行业、大型企业等。这个阶段被广泛称为 外包业务。
• 第二阶段是90年代中互联网的高速发展带动了网站数量的激增之后，各种互联网设备 如服务器、主机、出口带宽等设备和资源的集中放置和维护需求提高，主机托管、网 站托管是主要业务类型，这个阶段互联网数当据前中数心据（中I心DC处）于被从广第泛二认阶可段，向ID第C企三业围绕 主机托管服务也提供包括数据存储管理、安阶全段管的理转、型网期络，互传连统、电出信口企带业宽和的ID网C 络选择 等服务，IDC成为企业IT基础设施的核心。企业基于数据中心进行升级。多家领
本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心业务等级
各等级的划分条件和特点（参考） （1）五星级IDC代表最高服务水平，通过严格的专业标准认证，提供全业务服务，价格及 服务体系在国内处于领先水平。可作为对数据安全有严格要求的政府部门、金融企 业、外资企业等重点客户的数据（灾备）中心。 （2）四星级IDC主要面向政府机关、大型企业、知名ISP/ICP，提供高质量的服务和优先 保证的资源，价格高于市场平均水平。 （3）三星级IDC主要面向中小型企业、ISP/ICP，提供较好的产品服务，价格处于市场平 均水平。 （4）二星级IDC提供基础业务和一般性服务，能够满足客户的一般业务需求，价格可略低 于市场平均水平。 （5）一星级IDC主要面向零散客户，价格较低。
按数据中心服务级别分类
• 单级数据中心 单级数据中心即指企业或机构以大集中方式进行数据中心建设，整个企业或机构 只设立一个数据中心。
• 多级数据中心 企业或机构以多层次、分布式建设的数据中心是多级数据中心，总部级成为一级 数据中心，直接下级单位为二级数据中心，再下级单位为三级数据中心，以此类 推。目前，企业(机构)数据中心部署以单级和两级数据中心为主。
数据中心逐步成熟
• 截至2007年，数据中心的设计、建造和运维已经形成了非常规范的规程，如电信行业 协会（TIA）等专业机构推出了被行业认可的设计标准。
• 同时，数据中心的一些运行指标也被开发出来，用于评估中断对业务的影响。 • 目前，仍然有大量的操作规程正在开发，而且绿色、节能、环保的数据中心也开始受
其中，承载全国重点客户的五星级、四星级IDC原则上应位于运营商骨干网或骨干网 省内汇聚节点所在城市。
不同等级的IDC对应相应地区的资费档次标准。
1111 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心业务发展阶段
数据中心（Data Center）的发展可以粗略划分为三个阶段。每一阶段服务形 态有所不同，但都体现基础设施的特性。
• 在互联网泡沫期间，数据中心得到了蓬勃发展，公司需要在互联网上建立可以不间断 访问的网站，而这要求具有快速和可靠的互联网连接。
• 于是出现了许多互联网数据中心（IDC）公司，这种IDC的建设是非常昂贵的——物理 房屋、设备、训练有素的管理人员使得这些大型的数据中心成本非常高。
• IDC采用了大量的新技术和手段为运维提供了可伸缩的能力，这些做法最后成功迁移到 企业的私有数据中心里。
式 网络通讯设备、数据存
储设备的使用 国家标准的制订 供电系统的完善 空调系统的完善 防雷标准的完善 综合监控系统的出现 专门机房装修设计的出
现 IT稳定工作时间为几个
月周
服务器时代
IT设备的进一步小型化 所有IT设备上架 业务对IT系统依赖性急增 可靠性 可用性（连续性） 可扩展性 可管理性 可维护性 部门内的标准化 系统稳定几个月或连续稳
，使用廉价的网络设备，加上标准的网络布线，人们开始采用分层设计，将服务器单独放在公司的 一间特殊的房间中，于是就使用“数据中心”一词表示特殊设计过的机房，大约就是这个时候“数 据中心”这个词开始流行开来。
22 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心历史（2/2）
互联网泡沫时期出现IDC公司
主机托管等基础IDC业务产品还是主要业务，但网页加速、网站安全管理等新型 业务收入比例在扩大。
200 180 160 140 120 100
80 60 40 20
0 2005年
2006年
2007年
2008年
200Baidu Nhomakorabea年
50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2010年 (E)
77 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
按安全等级分类
• GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》 GB 50174-2008《电子信息系统机房设计规范》将机房划分为A、B、C三 个等级，三个等级从高到低的排列顺序为A、B、C GB50462-2008《电子信息系统机房施工及验收规范》 《电子信息系统机房环境检测标准》正在编制过程中 09DX009国家标准设计图集《电子信息系统机房工程设计与安装》
到大家的广泛关注。。
33 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
机房IT设备的发展决定了数据中心的设计需求（1/2） 国内机房的发展历程： 1960~1990 大型机、小型机时代 1990~2000 服务器时代 2000~2010 机架化时代 2010~ 未来一代
44 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
全球（亿美元）
增速
20本0材5料-2仅0供1学0年习交全流球使用I，DC不市得用场于规任何模商业用途
1313
全球数据中心规模情况
据Gartner统计，截止2010年底，全球的数据中心总量为339万个，这个数字包括了为第三方服务的IDC 数据中心、行业和企业自建的数据中心，还包括大量企业自用的机房，其中美国和西欧的数量分别达 到了96和68万，占全球总量接近一半。中国约有45.6万个，占全球总量8%。
1212 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
全球IDC市场稳步增长
2010-2011年，全球IDC市场保持稳步增长，Gartner预计市场规模会从2010年的 20亿美元提高到2015年的44.6亿美元，年复合增长率为14.3%。
另据中国IDC圈估计，2010年全球IDC整体市场规模超过160亿美元，较2009年增 速为18%，亚太地区是增长的主要贡献者。
88 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
99 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
几个重要行业组织
TIA：电信工业协会（Telecommunications Industry Association，TIA）是全 球通讯与信息技术工业中重要的同业协会。TIA是一个全方位的服务性国家贸易 组织，有一个分支机构——多媒体通信协会（MMTA）。TIA也是经过ANSI认可的 指定标准的组织，但其属于行会性质，除了标准工作外，其职责还包括为保护和 促进会员厂家利益而影响政策、促进市场和组织交流。
定
55 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心总体构架
数据中心涉及范围很广，包含土建、电气、消防、网络、运营等系统，从IDC的 逻辑功能上来划分，IDC可分为物理层、网络层、资源层、业务层、运维管理层 5大逻辑功能模块。
66 本材料仅供学习交流使用，不得用于任何商业用途
数据中心等级与分类
机房IT设备的发展决定了数据中心的设计需求（1/2）
大型主机时代
科学计算为主 为某台计算机（大、中、
小型机）建设 无统一建设标准或规范 供电由稳压器到UPS引进 制冷由普通空调到精密空
调 洁净度控制由防尘到新风
除尘 系统稳定工作时间，几个
小时到几周
服务器时代
IT技术应用普及 服务器-客户端的网络模