数据中心规划设计

数据中心规划设计

发表时间：2018-10-29T17:25:05.237Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：陈娜

[导读] 随着云计算、互联网、物联网、大数据等现代信息技术的快速发展。

深圳市本贸科技股份有限公司

摘要：随着大数据、云计算和互联网的快速发展，数据中心的建设越来越活跃。规划设计是整个数据中心建设中最重要的环节。本文对数据中心规划流程和设计进行探讨。

关键词：数据中心；规划；流程；设计

引言

随着云计算、互联网、物联网、大数据等现代信息技术的快速发展，几乎所有在建的智慧城市及一些政府部门、大甲型企业、科研院权等都建立了自己的云计算数据中心.全面管理本城市和本机构的IT系统。云计算、互联网、物联网、大数据等现代信息技术已成为国民经济的重要支柱。信息化的基础是数据中心，覆盖全球无数机构的业务实际上是在云计算数据中心支持下运转的。云计算数据中心已经成为交通、能源一样的经济基础设施。可以说，没有数据中心就没有信息化的发展，数据中心是一切信息化的基础。下文主要对数据中心规划流程和设计进行探讨。

一、数据中心规划流程

1.1数据中心规划主要遵循流程

1）业务需求分析：根据用户信息，如企业业务战略、业务规划、预测的规模发展的趋势分析的业务在未来，和估算，结果表明，未来数据中心的预计使用年限的操作。

2）IT需求确认：根据业务发展和规模的预测结果，结合行业最佳实践，估计应用系统的规模和数量。再次，根据分级应用的结果，结合客户的IT硬件资源策略、预期的硬件信息，对未来数据中心所需的硬件设备数量、网络需求进行估算，并根据机柜的装机计划制定概要的硬件设备配置与网络配置标准。

3）数据中心基础设施需求：根据IT硬件配置和装机计划，通过对数据中心的功率状态进行比较，得出数据中心单柜和IT总功耗的需求。有了基本的IT用电需求，就可以结合施工标准对IT设备进行UPS和配电规划设计。同时，根据IT的用电需求，导出IT设备的制冷需求，结合施工标准和能耗指标要求，选择合适的制冷方案。需要注意的是，在计算IT设备的功率时，计算其铭牌功率并不容易。IT设备的铭牌功率可能比实际使用的功率要高得多

4）了解用户需求：除基础设施需求外，还要综合考虑未来运营管理和数据中心规划设计的投资回报。如用户对操作管理和值班的需求，对仓库和其他辅助用户的需求，对数据中心阶段建设的需求，能耗指标需求，投资需求，以及其他方向等。

5）施工标准的确认：在数据中心的施工中应参照哪些标准也是困扰设计人员早期的关键因素之一。中国现行国家标准GB50174-2008 中根据数据中心中断对公共场所二次秩序和经济的影响程度，将A、B、C的标准分为三个层次。然而，目前国家对这三个层面的规定尚不明确我们也可以根据数据中心支持业务类型的重要性，结合投资预算，清晰地将行业建设标准与其他行业的标准进行对比，或者制定更现实的建筑标准。

数据中心，如商业租赁用户需求数据中心，通常直接包含了机柜数量、柜体功率密度、施工水平、数据室分类、网络信息等关键基础设施需求等。

二、数据中心的规划设计

2.1基础设施构造

数据中心的基础设施规划设计包括电气系统、防雷接地系统、空调系统、监控系统、消防安全系统、布线系统、土建装修工程等八部分。其中，电力系统由发电机、高压低压配电系统、机房配电系统和不间断供电系统组成。防雷接地系统由接雷装置、引线、接地体等组成。空调系统由空气处理设备、循环水系统、水处理系统、循环空气系统、控制、检测和保护系统组成。数据中心空调系统的精心设计，不仅可以提高系统的冷却效果，而且可以减少能耗。

具体方法是：设置合适的冷热通道，保证空气流通顺畅，降低能耗，提高空调工作效率。改进机房墙面保温处理；采用智能照明系统不仅可以降低能耗，还可以减少不必要的冷空气损失。根据流量方向确定气流方向，优化机房布线，使数据中心机房内的气流更加顺畅。监控系统由前端摄像头、后端控制设备和传输系统组成。火控系统由探测器、遇险自报警系统、手动报警系统和灭火系统组成。安全系统包括门禁系统、监控录像系统和入侵报警系统。布线系统由网络设备、信息数据设备和各种控制设备组成。民用建筑改造装修工程包括建筑基础改造和机房装修，满足机房防尘、防潮、保温、洁净、安全、布局合理、美观大方等要求。

2.2数据中心标准化、模块化设计

数据中心的标准化和模块化提高了部署速度。促进了系统结构的合理配置，数据中心的灵活性在投资条件下增长，设备的标准化可以实现批量生产和连接测试，提高了设备的交付、安装、系统调试的速度。机房内标准化、模块化的数据中心可使IT设备在扩展配置时的空间达到最佳状态，对整个系统工程设计的需要，也无需在调试过程中关闭关键设备。模块组件是热插拔的，在重新排列时很容易重新连接。标准化和模块化技术可以提高数据中心系统的可靠性，降低平均故障恢复时间，减少人工操作误差，提高可用性。

2.3机房配电系统设计

机房380/220V50Hz的低压配电系统采用TN-S系统（即三相五线制/单相三线制）以实现强弱电设备无电流安全保护接地。计算机系统供电应优先考虑双冗余双母线供电方案，可用率应达到99.999%的高可用性水平，如图1所示。单电源设备应考虑增加小型STS开关

2.4机房消防系统设计

数据中心机房应考虑七氟丙烷气体灭火系统。消防报警系统与空调供电、配电供电相连接。当有火灾报警时，电源电路将自动切断，喷头、烟气和温度感都设置在保护区域内，包括在地板下和天花板上。系统控制方式为自动、手动、机械式应急操作，可在值班室、防护

区大门及钢瓶之间操作。系统设计浓度不低于8%，喷射时间小于15秒，浸泡时间大于3分钟，响应时间小于30秒。

2.5数据存储平台设计

随着企业业务数据的增加和应用对数据的依赖程度的增加，对数据的有效收集、集中管理、综合分析和容错备份越来越有必要。目前，企业的数据存储平台业务系统有以下需求：

（1）数据集中存储和管理，这种模式有利于各种业务处理之间的联动，实现分级授权，加强控制和监督，提高集约管理水平。（2）为了保证数据安全第一，必须从网络、操作系统、数据库、存储设备等方面建立一套严格的安全措施，确保企业、用户和业务数据100%可用。

（3）系统的高可靠性和高可用性数据备份是保证数据高可靠性和高可用性的基本手段。建立与本地及外地业务系统相同的备份系统，或对综合业务处理系统数据进行实时备份，将大大提高数据资源的可靠性。

（4）远程数据容灾备份。计算机系统的灾难发生在很多方面。从计算机数据管理的角度来看，系统的故障和数据库的丢失是由于操作人员操作失误造成的。损坏计算机硬盘和存储介质；对于非计算机系统来说，火、地震、洪水等因素都很大。保持业务连续性是当今用户数据存储的一个重要方面。采用远程数据灾难恢复方法可以提高系统的高可靠性，真正保护业务的连续性。

2.6安全建设与规划设计

（1）物理安全主要是物理环境、网络设备、数据、媒体等相关物理实体，物理实体的安全，其主要目的是提供安全的物理环境和可靠的物理安全。

（2）链接安全要求确保通过计算机房和网络链接传输的数据没有被黑或篡改。（3）主要是为了保证网络结构的安全，网络安全到网络设备的安全配置，增强网络层的访问控制能力，增强实时检测和网络病毒防范的联合攻击能力。

（4）系统安全是指保证计算机应用系统的正常运行，基于计算机房，在物理安全与网络安全的基础上，包括操作系统安全、数据库系统安全、应用服务安全三个方面。

（5）信息安全主要通过数据加密和认证、信任和授权，确保房间信息内容在访问、处理和传输中保持机密性、完整性和可用性，确保信息系统可控性和主体特征的审计。

3结束语

作为新一代信息技术的快速发展，宽带、无线、云计算、互联网、物联网、大数据等基础设施为代表的“新经济”将成为一个重要的投资领域，信息消费、电子商务、电子银行、电子医疗、移动能源不断发展“互联网+”会导致行业变化，潜力巨大。所有这些都是基于数据中心，通过产业链的快速发展来实现产业。因此规范数据中心的规划设计为数据中心的先进技术、节能环保、安全可靠提供了可靠的保障。数据中心项目是一个涉及多学科的复杂项目，规划设计师首先要接受IT设备和数据中心的特点、IT技术发展的趋势，在未来的企业发展需要中规划出真正意义上的数据中心。

参考文献

[1]新一代绿色数据中心的规划与设计[M].电子工业出版社，钟景华，2010

[2]数据中心机房空气调节系统的设计与运行维护[M].人民邮电出版社，钟志鲲，2009

[3]云计算助推新一代数据中心建设[J].本刊编辑部. 华南金融电脑.2009（06）

[4]惠普的数据中心绿色之道[J]. 信息方略.2008（20）

[5]数据中心走向“新一代”[J].雷赫. 中国计算机用户.2009（14）

[6]大型数据中心机房基础设施的发展趋势[J].解秋实. 中国管理信息化.2018（04）