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 數據中心機房物理建設

數據中心機房是數據信息系統可靠安全運行的基礎,為了保證數據信息系統穩定可靠運行,數據中心機房環境必須滿足服務器、小型機、存儲器等電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、屏蔽、防漏、電源質量、振動、防雷、接地和安全保衛等方面的要求。數據中心機房建設的子系統包含:結構裝修系統、供配電系統、防雷接地系統、UPS系統、精密空調系統、新風系統、綜合布線系統、動力環境監控系統、門禁系統、圖像監控系統、消防報警及氣體滅火系統、KVM切換系統等。 

1、結構裝修系統

機房結構裝修系統包含吊頂工程、地面工程、隔斷工程,墻面工程、門窗工程,防水防鼠工程等子項。在用材方面選用氣密性好、不起塵、易清潔、變形小的前提下,對機房天花、墻面和地面進行立體式的 “三防”預處理,使機房起到防塵、防水防潮、防靜電、隔熱、屏蔽、隔音、安全美觀的效果。 

2、供配電系統

在機房建設中,配電系統是其中重要的環節之一,它要求為機房提供一個不間斷的、高質量的電源以保證機房的可靠運行;要建一個好的機房,首先要將供配電解決好: 

1)不同類別的機房對電源的要求:A類機房:停電后會產生重大損失和社會影響,要求建立不停電電源系統;B類機房:停電后會產生一定損失和社會影響,要求建立備用電源系統。

2)市電輸變電系統:對于一級負荷機房應該有從不同變電站供給的雙路供電、另外加上柴油發電機,通過應急電源切換柜后供給機房內的UPS和精密空調機組。

3)機房用電的配置:配電必須充分考慮今后的發展余量。

兩種比較理想的不間斷供電系統:

第一、雙路市電(來自兩個不同的變電站)加UPS備電系統; 

第二、單路市電做主電,配置UPS和柴油發電機組。
 
3、防雷接地系統

雷擊會帶來巨大的損失和嚴重的后果,雷擊及周圍的電磁感應會損壞附件的系統和設備。經常性的雷擊及過流會降低輸電線路和系統的絕緣指標。浪涌對所有電子設備和數據都有潛在的危害。它是隱伏的,不可見的,不可預測的,極端危險并且后果不可想象。

由于機房的重要性,采取防雷防浪涌措施是必須的,至少應當做到三級保護,一般的做法是,在機房總進線配電柜處配置大容量的避雷器,對主電源的進行保護,這是第一級防護;在UPS進線開關處加裝第二級避雷器,對UPS設備的在保護,這是第二級防護;在各設備配電柜的主開關處加裝小容量的避雷器,對用電設備進行防護,這是第三級防護。

接地是避雷技術最重要的環節,不管是直擊雷、感應雷、或其他形式的雷,最終都是把雷電流送入大地。因此,沒有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小,散流就越快,被雷擊物體高電位保持時間就越短,危險性就越小。機房接地一般采取共用接地的方法將避雷接地、電器安全接地、交流地、直流地統一為一個接地裝置。如有特殊要求設置獨立地,則需在兩地網間用地極保護器連接,這樣,兩地網之間平時是獨立的,防止干擾,當雷電流來到時兩地網間通過地極保護器瞬間連通,形成等電位連接。

4UPS系統

UPS是指在計算機應用當中,保護因意外斷電而導致數據丟失的一種備用電源設備,它可以在交流電斷開的情況下,提供一定的時間供電以使安全關機。UPS設計精密,市電與電池或變流器之轉換時間短,彌補了發電機或其它緊急電源中斷時間過長的缺點。UPS還會自動穩壓,濾除噪聲,提供給設備穩定且干凈的電源環境。

UPS容量的選擇應考慮一定的余量,主要目的是提高UPS的工作壽命和工作效率,經驗的做法是根據用電設備容量的總和,取1.3~1.5的系數得出UPS的容量;UPS采用雙機冗余備份運行的方式比較可靠,如果條件許可,也可以采用N+1的方式。 

5、精密空調系統

機房內集中了大量微電子設備,是個產生發熱量大的區域,我們設計采用機房專用精密空調機組對機房進行每天24小時,每年365天的不間斷的精確嚴格的控制,確保計算機房內的系統設備在恒溫、恒濕工作條件下工作。  

精密空調設備充分考慮到了機房的特點,在相同制冷量的基礎上,分量遠大于舒適空調,能夠迅速、有效地帶走機器熱量。同時,它對機房內的相對濕度也可以控制,即使在制冷狀態,精密空調也可以做到不除濕,同時還配有自動加濕系統,使計算機設備無論是在濕潤的夏季還是在干燥的冬季都能有個恒溫恒濕的工作環境。 

6、新風系統

新風系統是保證機房環境的重要環節。首先是維持機房內的正壓,有利于保持機房內恒定的空氣環境,保持機房潔凈;其二是稀釋機房內不斷產生的空氣污染物,防止空氣品質變壞。
  
7、綜合布線系統

綜合布線系統是隨著語音和數據通信的發展而逐步建立起來的一套布線系統,它采用了一系列高質量的標準材料以模塊化的組合方式,把語音、數據、數據圖像等用統一的傳輸媒介進行結構化。

機房是整個網絡系統的核心所在,也是所有網線的集中之處。它的布線絕對是整個布線工程中最復雜的,因為一般的機房中都會有成百上千條各種電纜,其中包括電源線和網線,在大型的網絡中,還可能有上萬條,甚至幾十萬條電纜。作為網管員,在網絡出了問題時,不得不經常在這成堆的電纜中尋找答案。這就要求在布線之初就養成良好的工作習慣,其中包括將各種設備擺放整齊,將各種電纜整齊、有序地分類扎好,并做好標識。

機房的重要不僅是因為其中的各種電纜多,更重要的是它是整個網絡系統的"神經中樞",只要其中一個設備,甚至一個端口工作不正常,就有可能導致整個網絡,或者一大片用戶不能正常進行網絡連接或應用。

8、門禁系統

“機房重地,閑人免進!”在任何計算機運行中心機房門口都不難見到這樣的招呼,絕大多數的機房都設置了電子或物理門禁,特別重要的機房同時還設置了專職的安保值班人員,這是因為機房場地的安全需求決定的。

設置門禁系統的目的就是通過對機房工作人員出入和運行設備使用變動的控制,達到提升機房安全水平,規范機房運行秩序的效果,實現對機房場地的有效管理,因此,門禁管理在機房安全運行管理過程中可以發揮重要作用。 

9、圖像監控系統 

機房圖像監控系統是通過在機房各出入口、主要通道、重點區域設置固定或一體化攝像機,在末端設置大容量硬盤錄像機,實時監視機房內的情況并記錄下來,值班人員不用到各處巡視就能對機房的情況進行查看,提高管理的效率,發生事故后通過回放錄像資料,找到原始記錄,提高機房內的安全可靠性。
 
10、動力環境監控系統

數據中心機房支撐著各類企事業單位現代化生產體系的正常運行,一些機房甚至已成為無人值守型。在這種情況下,任何一個由于環境因素和人為失誤造成的意外系統中斷和設備損壞都會給企事業單位帶來巨大的損失。為了減少這種損失,用戶需要有一套先進、可靠的機房環境監控與預警系統來確保設備的安全運行。該系統必須能夠隨時隨地觀察到機房的情況、必須能及時地發出預防性報警、通知有關人員、采取措施、防止事故發生。 

機房動力環境監控系統是通過協議轉換器對機房內的UPS、精密空調、新風機、電力檢測模塊、發電機、機房溫濕度傳感器等末端智能裝置的采集數據進行管理,通過設定一個合理的范圍,實時檢測末端數據的變化,在超出設定的正常范圍值后,主機就會產生報警信號并通過無線撥號器撥打管理人員手機、固定電話或發送短信息等進行遠程告警。
 
11、消防報警及氣體滅火系統

機房結構和防火分析

1)機房內的空間結構分為三層:地板下、天花上和地板天花之間;

2)一般機房的起火因素主要是由電氣過載或短路引起的,燃燒的主要區域一般在地板下或天花上,燃燒初期發出濃煙,溫度上升相對較慢。

根據計算機機房設備貴重、并排放密集、不能用水滅火、結構特殊及其起火因素等特點,機房的消防應該采用對人員無危害的氣體滅火。機房消防滅火系統相對獨立,有自己的消防報警系統及氣體滅火系統,按工作方式可分為無管網消防和有管網消防系統。

消防聯動系統設計

1)在機房發生一路報警、二路報警及氣體噴放三個階段時其動作信號應在大樓消防控制室中反映出來,以便大樓的統一管理。

2)在與大樓原有報警設備不兼容的情況下,實現三種狀態的傳輸。

3)非消防電源及與大樓報警系統的連接等聯動,空調系統與非消防電源的關閉,應在氣體噴放前30S時動作,也就是報警控制器在接到兩路報警信號后發出關閉空調機、滅火區域內的防火閥及非消防電源的信號。 

12KVM切換系統

集中控制管理的最終目標是整合主機系統管理界面,通過少數幾臺管理控制服務器對主機系統進行集中控制,支持本地管理和異地管理方式,方便對主控的監控,縮短故障響應時間。在綜合考察后,采用成熟的KVM技術和產品進行實現。

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