高校綠色數(shù)據(jù)中心建立實(shí)用論文
隨著高校網(wǎng)絡(luò)及信息化建設(shè)的不斷深入和發(fā)展，各種 IT 設(shè)備不斷增加，做為 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心機(jī)房正在承受著越來(lái)越大的壓力，供電、制冷、承重、消防、網(wǎng)絡(luò)布線、備份和管理運(yùn)維等方面問(wèn)題不斷出現(xiàn)，很多原有數(shù)據(jù)中心機(jī)房無(wú)法滿足需要，新建數(shù)據(jù)中心機(jī)房已經(jīng)成為近年來(lái)很多高校信息化建設(shè)中的重點(diǎn)任務(wù)。高校與電信運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)中心對(duì)比高校數(shù)據(jù)中心與盈利性電信運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)中心在建設(shè)目的、建設(shè)與使用方式、安全標(biāo)準(zhǔn)、管理維護(hù)都有不同。
1. 建設(shè)目的：高校數(shù)據(jù)中心為學(xué)校信息化建設(shè)內(nèi)部服務(wù)，不以盈利為目的，高校信息化建設(shè)方興未艾，需求多樣化明顯，及時(shí)性要求高;電信數(shù)據(jù)中心則按商業(yè)化運(yùn)行機(jī)制為全社會(huì)單位提供服務(wù)。
2. 建設(shè)與使用方式：高校數(shù)據(jù)中心機(jī)房數(shù)量少，設(shè)備種類(lèi)復(fù)雜，單一機(jī)房容納網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、高性能計(jì)算等全方位 IT 設(shè)備，單一機(jī)房承擔(dān)任務(wù)多，但規(guī)模相對(duì)不大;電信數(shù)據(jù)中心機(jī)房數(shù)量多，規(guī)模大，設(shè)備按使用性質(zhì)、類(lèi)型或特定機(jī)柜專(zhuān)門(mén)存放和使用。
3. 安全與節(jié)能：由于預(yù)算限制和建設(shè)目的，以往高校數(shù)據(jù)中心機(jī)房包括供電、制冷、環(huán)境控制等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，對(duì)未來(lái)需求考慮不足，對(duì)節(jié)能考慮較少;電信數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)相對(duì)規(guī)范，從設(shè)計(jì)之初對(duì)安全和節(jié)能就進(jìn)行了較多規(guī)劃，基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)較高。
4. 管理維護(hù)：高校數(shù)據(jù)中心專(zhuān)職管理維護(hù)人員較少，運(yùn)行規(guī)范相對(duì)欠缺，優(yōu)勢(shì)是機(jī)房地理位置離用戶(hù)最近，反應(yīng)迅速;專(zhuān)業(yè)電信數(shù)據(jù)中心管理維護(hù)人員較多，一般均可做到 7×24 小時(shí)值守，運(yùn)行規(guī)范相對(duì)完整，服務(wù)器托管維護(hù)成本不菲。高校數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)過(guò)程中需要根據(jù)用戶(hù)需求特點(diǎn)充分汲取電信專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)中心在規(guī)劃和建設(shè)上的經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)據(jù)中心配電、制冷、區(qū)域劃分等方面充分考慮未來(lái)8~10 年的需求。以上海財(cái)經(jīng)大學(xué)數(shù)據(jù)中心為例，原數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)房 2003 年籌建，2004 年建成，主要存放網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，并接受校內(nèi)各院系、部門(mén)服務(wù)器托管的申請(qǐng)。
服務(wù)器存放數(shù)量2005年底為108臺(tái)，2010年底為185臺(tái)，2014 年底增至 359 臺(tái)，服務(wù)器數(shù)量劇增的原因是高校信息化建設(shè)和學(xué)科建設(shè)(實(shí)驗(yàn)室)的快速發(fā)展，原配置 UPS 系統(tǒng)和制冷空調(diào)分別已在 2010 年和 2009 年進(jìn)行擴(kuò)建，原有機(jī)房設(shè)在學(xué)校教育技術(shù)大樓三樓，無(wú)論是機(jī)柜容量、樓層設(shè)計(jì)承載力與消防安全等指標(biāo)，均已不能適應(yīng)學(xué)校教育信息化發(fā)展規(guī)劃的需要。為此，學(xué)校于2012年開(kāi)始籌建一個(gè)綠色、環(huán)保、節(jié)能和安全的新數(shù)據(jù)中心。
新數(shù)據(jù)中心依據(jù)國(guó)家《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，按照業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)先進(jìn)、功能合理、適應(yīng)未來(lái)中長(zhǎng)期(8年到15年)發(fā)展的建設(shè)原則，建成融科學(xué)性、合理性和實(shí)用性于一體的“綠色數(shù)據(jù)中心”。前期調(diào)研與規(guī)劃設(shè)計(jì)關(guān)鍵事項(xiàng)線纜布線方式數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)敷設(shè)有大量線纜，通常包括強(qiáng)電線纜(主干及分支)、弱電線纜(光纖及銅纜)、空調(diào)線纜和環(huán)境監(jiān)控線纜(視頻、門(mén)禁、溫濕度、消防、強(qiáng)電(空調(diào))監(jiān)測(cè)等)。通過(guò)調(diào)研和實(shí)踐，我們認(rèn)識(shí)到布線方式是數(shù)據(jù)中心規(guī)劃中“牽一發(fā)動(dòng)全身”的關(guān)鍵事項(xiàng)，對(duì)于布線方式的忽略，往往造成了數(shù)據(jù)中心規(guī)劃的盲目和混亂;反之，重視研究布線方式的各種條件和影響因素，不僅有利于綜合布線系統(tǒng)的安裝維護(hù)，更使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心規(guī)劃與運(yùn)維管理受益。
我們根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際，從機(jī)房制冷、維護(hù)、管理、美觀、運(yùn)營(yíng)成本、防火、防鼠等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，選擇上走線、有地板的模式，在細(xì)化設(shè)計(jì)中，采用開(kāi)放式橋架，強(qiáng)弱電走線相對(duì)獨(dú)立，采用固線器對(duì)線纜進(jìn)行精細(xì)化管理，取得令人滿意的效果。功能區(qū)域劃分與通道分離高校數(shù)據(jù)中心的功能區(qū)域劃分很重要，需要考慮使用部門(mén)、今后預(yù)留規(guī)劃、強(qiáng)弱電配套能力、空調(diào)制冷等方面因素，學(xué)校在建設(shè)過(guò)程中，首先考慮人行與貨運(yùn)高校綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)實(shí)踐上海財(cái)經(jīng)大學(xué)：通道分離，分別對(duì)應(yīng)不同出口;其次將數(shù)據(jù)中心機(jī)房按使用功能劃分為：網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)、HPC &存儲(chǔ)區(qū)、自用服務(wù)器區(qū)、托管服務(wù)器區(qū)，并根據(jù)不同使用區(qū)域因地制宜配置不同強(qiáng)電、布線、空調(diào)系統(tǒng)，比如對(duì)網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)增強(qiáng)了光纖配套敷設(shè);將HPC&存儲(chǔ)區(qū)選擇在制冷能力相對(duì)強(qiáng)的區(qū)域，適當(dāng)增大配電能力;對(duì)托管服務(wù)器區(qū)加強(qiáng)對(duì)機(jī)柜容量的規(guī)劃，與原數(shù)據(jù)中心機(jī)房綜合考慮，在滿足使用功能的前提下，做到“服務(wù)器按托管部門(mén)統(tǒng)一放置，兼顧配電平衡和制冷”。
水平面、防水防潮處理、承重與室內(nèi)高度由于數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)的特殊性(利用原大樓旁空地)，我們?cè)诖_定水平面經(jīng)過(guò)數(shù)次反復(fù)，初期設(shè)計(jì)時(shí)，新IDC機(jī)房地板水平面考慮和教育技術(shù)中心大樓一樓樓內(nèi)水平面一致，由于IDC機(jī)房靜電地板高度較高(50cm)、IDC機(jī)房地面需在樓外綠地水平面向下開(kāi)挖 20cm，即比室外低20cm，帶來(lái)成本、防潮等一系列問(wèn)題，在實(shí)際施工時(shí)，我們根據(jù)實(shí)際情況(樓外排水不暢)進(jìn)行調(diào)整，水平面抬高 20cm，取消原設(shè)計(jì)集水坑(環(huán)控已含漏水監(jiān)測(cè))，這樣總體降低建設(shè)成本，避開(kāi)原大樓承重結(jié)構(gòu)，兼顧與原大樓水平面協(xié)調(diào)。
內(nèi)部墻面裝修風(fēng)格我們對(duì)新IDC機(jī)房?jī)?nèi)部裝修的總體要求是“實(shí)用、美觀、節(jié)儉”，同時(shí)體現(xiàn)高校IDC機(jī)房特色，經(jīng)綜合考慮和評(píng)估后采用“可拆卸”的淺藍(lán)色機(jī)房專(zhuān)用彩鋼板，該板材事前需現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)門(mén)測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果訂制生產(chǎn)安裝，使用 0.6 熱熔鍍鋅鋼板(A1級(jí)防火、環(huán)保、無(wú)靜電、屏蔽效果好);墻面陰陽(yáng)角處理效果特別好，缺點(diǎn)是成本相對(duì)高，需要預(yù)留較長(zhǎng)的`時(shí)間周期(邊角需單獨(dú)生產(chǎn)，烤漆時(shí)間長(zhǎng))。
數(shù)據(jù)中心機(jī)房各子系統(tǒng)強(qiáng)電系統(tǒng)與制冷的配置供配電、制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心建設(shè)中最為關(guān)鍵的物理基礎(chǔ)設(shè)施，合理的供配電、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施是數(shù)據(jù)中心安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心的主要方面。在學(xué)校數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，我們以“事先周密規(guī)劃，實(shí)施分步進(jìn)行”為原則。
學(xué)校早在 2010 年就專(zhuān)門(mén)聘請(qǐng)高級(jí)電氣設(shè)計(jì)師對(duì)學(xué)校 IDC 機(jī)房強(qiáng)電基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行綜合考慮和規(guī)劃，我們按雙 UPS 輸入設(shè)計(jì) IDC 機(jī)房電源，在配電系統(tǒng)建設(shè)中，機(jī)柜配電容量指標(biāo)是關(guān)鍵因素，按照歷史經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)普遍水平，設(shè)置每機(jī)柜 8KW 配電容量，線纜容量再適當(dāng)放寬(16A->32A)，預(yù)留今后 UPS 升級(jí)線纜容量;同時(shí)每個(gè)機(jī)柜配置 APC 雙路智能PDU，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)柜電源的精細(xì)化管理。制冷系統(tǒng)出于成本和維護(hù)方便的考慮未采用InRow或水冷空調(diào)，而是采用風(fēng)冷精密空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)柜容量和數(shù)量規(guī)劃?rùn)C(jī)房采用5臺(tái)約60KW制冷量風(fēng)冷式恒溫恒濕機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)，風(fēng)冷室外機(jī)安裝在機(jī)房樓頂。在實(shí)際操作中，為節(jié)約成本和對(duì)應(yīng)機(jī)房冷熱通道，更換為4組80KW機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)(實(shí)際采購(gòu)3組，預(yù)留一組未采購(gòu))。
弱電系統(tǒng)配置弱電系統(tǒng)是IDC機(jī)房的核心子系統(tǒng)，在系統(tǒng)實(shí)施中我們從實(shí)際情況對(duì)光纜系統(tǒng)增配較多，在機(jī)房核心位置設(shè)置專(zhuān)門(mén)光纜配線機(jī)柜，每列設(shè)置網(wǎng)絡(luò)列頭柜，不僅在每個(gè)機(jī)柜敷設(shè)多模光纜，還根據(jù)機(jī)房使用規(guī)劃和未來(lái)預(yù)期敷設(shè)一定數(shù)量的單模光纜，此外還借助 IDC 機(jī)房建設(shè)的契機(jī)在國(guó)定路校區(qū)實(shí)施配套光纜系統(tǒng)改造工程，新建校區(qū)主干光纜交接箱，敷設(shè)光纜管道(南、北雙向)，為IDC機(jī)房今后的使用和設(shè)備搬遷做好充足的規(guī)劃準(zhǔn)備。環(huán)控系統(tǒng)與DCIM 系統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)一的機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地保障機(jī)房安全高效穩(wěn)定的運(yùn)行。
監(jiān)控管理對(duì)象包括：1. 動(dòng)力監(jiān)控，如市電配電柜、發(fā)電機(jī)、UPS、智能 PDU;2. 環(huán)境監(jiān)控：空調(diào)、溫濕度、漏水、新風(fēng)機(jī)等實(shí)時(shí)監(jiān)控;3. 安防監(jiān)控：對(duì)門(mén)禁、視頻、防盜、消防等系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。而 DCIM 系統(tǒng)是將 IT(信息技術(shù))和設(shè)備管理結(jié)合起來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控、容量規(guī)劃等集中管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的“精細(xì)化”管理，由于2012年項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，我們已經(jīng)注意到相關(guān)DCIM設(shè)備、軟件，但由于DCIM本身成熟度、可選擇性和成本等諸多原因，未包括DCIM系統(tǒng)，僅僅采用國(guó)內(nèi)比較成熟穩(wěn)定的共濟(jì)機(jī)房專(zhuān)用環(huán)控系統(tǒng)，但我們配置了智能PDU、智能KVM等DCIM基礎(chǔ)構(gòu)件，隨著DCIM系統(tǒng)逐漸成熟，我們已經(jīng)啟動(dòng)相關(guān)DCIM系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程，希望通過(guò)DCIM的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)IDC機(jī)房管理的現(xiàn)代化。建設(shè)回顧與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)學(xué)校在有限的建設(shè)成本和土地空間等約束性條件下，按照適度超前的原則采用成熟穩(wěn)定的系統(tǒng)為學(xué)校教育信息化打造了一個(gè)可靠基礎(chǔ)平臺(tái)。
中國(guó)人做事講究“天時(shí)、地利、人和”，從本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，“天時(shí)”可以說(shuō)是學(xué)校和分管領(lǐng)導(dǎo)的支持和協(xié)調(diào)，學(xué)校充分重視新IDC機(jī)房在學(xué)校信息化、現(xiàn)代化建設(shè)中的重要基礎(chǔ)平臺(tái)作用，給予經(jīng)費(fèi)保障，在建設(shè)過(guò)程中給予指導(dǎo)和幫助;“地利”應(yīng)該來(lái)說(shuō)在上海中心城區(qū)寸土寸金的大環(huán)境下，利用大樓周邊土地，以創(chuàng)新思維重新整合利用空間;“人和”在項(xiàng)目管理中極為重要，我們和設(shè)計(jì)方、施工方、系統(tǒng)集成商、學(xué)校新建辦、后勤等相關(guān)方面充分溝通和協(xié)商，尤其在前期規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，我們與系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、基建設(shè)計(jì)師在建設(shè)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)方面達(dá)成共識(shí)，科學(xué)規(guī)劃，分布實(shí)施，實(shí)現(xiàn)效果與成本的相對(duì)統(tǒng)一;在項(xiàng)目實(shí)施階段，我們與基建施工方、系統(tǒng)集成商群策群力，克服了諸多困難。
由于經(jīng)驗(yàn)缺乏我們?cè)贗DC 機(jī)房建設(shè)過(guò)程中也留下了不少遺憾，首先是機(jī)柜橋架與機(jī)柜頂部進(jìn)線的位置擺放缺少規(guī)劃，造成線纜彎曲，浪費(fèi)了部分線纜和固線器;機(jī)房屋頂空調(diào)外機(jī)擺放比較散，今后預(yù)留精密空調(diào)擴(kuò)容存在問(wèn)題。
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