高可用的數據中心基礎設施

随着IT信息系統的不斷拓展，規模不斷擴大，且大規模自然災害、人為災害和突發事件的不斷發生，導緻信息系統風險積聚，國内監管機構對監督、檢查力度不斷增強。為降低信息科技、業務中斷的風險，有效管理風險造成的損壞，就基礎設施來說，尤其是應該提高其可用性，将數據中心從一個不可預測的、低效率的狀态轉變為可持續發展的、高效率的狀态，極大的降低、改善數據中心運營成本和IT預算。 
　　數據中心建設大緻可分兩種情況進行實現，一個是新的數據中心設計，另一個現有數據中心的改擴建。對于兩種情況來說，建築設計、供電設計、空調系統設計、綜合布線設計、安全和相應的照明系統的設計是基本的。但對于基礎設施高可用性而言，建築結構、電氣系統、空調系統、綜合布線又是重中之重，以下就如何實現數據中心基礎設施高可用性的措施做一些闡述。 

數據中心基礎設施建設内容

基礎設施高可用的主要技術措施 
　　1.建築結構 
　　作為承載重要信息系統的數據中心，在場地選址方面需要考慮以下幾個方面，總體來看，包括有：城市重點發展區域：數據中心對于電力供應、通訊配套、市政配套等要求将能得到較高的保障力度；另一方面數據中心一般要求是盡量靠近永久性道路，具備較好的市政條件，便于解決供水、供電、通信線路。 
　　在數據中心建築物方面還需考慮：數據中心機房主體建築外形工整，體型簡潔，盡量減小外牆面積；增強建築圍護結構的保溫性能和隔熱性能；主機房和不間斷電源系統室設計活荷載要達到8-10KN/㎡，電池室活荷載要達到16KN/㎡，主機房的耐火等級不應低于二級。 
　　 2.電氣系統 
　　對于電氣系統來說，在外電源滿足的情況下，數據中心的設計要在預定的生命周期内滿足數據中心使用需求，并能做到随需而變。在動力供配電系統方面，一套可靠的、良好的計算機供配電系統是保證計算機設備、場地設備及輔助用電設備安全運行的先決條件。為保證計算機設備的供電質量，機房場地要求有獨立配電系統，雙源互投系統，加UPS組成停電系統等，達到一級負荷标準對于很多使用的大型服務器等設備，還需要做到可靠的接地。通過電池配置，優化UPS系統可靠性。在外部電源失電的情況下，節能環境保護型的發電機采用自動或手動的并網功能，通過母線段繼續給負載提供源源不斷、穩定的供電，以提高數據中心供電系統的高可用性。 
　　 3.空調系統 
　　數據中心空調系統的能耗占到數據中心總能耗的45%左右，對整個空調系統進行優化，可極大增加設備的使用壽命，提高空調系統的可用性。 
   首先，大型數據中心空調系統目前使用本身帶有微電腦控制的冷水機組，可實現全自動操作控制運轉。并采用自動控制水平較高制冷機組，根據需要自動進行冷量調節;設備可靠性的提高，增強了空調系統的高可用性。 
　　再次，通過合理的規劃提供N+X冗餘，從而避免單一故障點對空調系統高可用性造成的影響。最後，在運行維護中通過有效的養護和設備備品備件的管理，提高其高可用性。 
　　 4.綜合布線 
　　從布局上來講，在機房有三點值得注意：第一是空間節約；第二是線纜有效管理，改善空氣對流的通道；第三是提高設備運行的可靠性。基礎網的建設要有超前性、前瞻性，需滿足現在5年、8年的需求，甚至10年、15年以後的規劃。線纜管理配線的密度與線纜在機房的散熱效力相關，如果線纜比較混亂，有源設備散熱很難完成;如果線纜比較順暢，那麼會節省一些制冷設備消耗的能量。機房布線還有非常多的東西在裡面，包括理性理線，理性理線可防止混亂線纜造成散熱通道堵塞，可以提高制冷效率。 

　　綠色機房與基礎設施高可用性 
　　談數據中心高可用性必須包括綠色機房的概念。綠色機房的概念應該包括節能和環保兩部分，其中節能不僅僅是節省電能，還應該包括節約。這種節約是多方面的，包括節電、節省制冷設備消耗以及設備備份和冗餘，其中還應包括機房空間的節約和所有資源的節約。因此數據中心基礎設施架構需力求滿足節能和環保的要求，通過資源的整合利用，增加設備的使用率，提升設備使用的可靠性，以提高基礎設施的高可用性。下列通過業内專家、各類服務商和大量實踐經驗的總結，就基礎設施的綠色發展方向做了一些整理，具體如下： 
　　1.緊靠熱源的制冷：這種架構可大大縮短熱源與排熱系統之間的距離，保證對産生熱量的位置進行充分制冷。 
　　2.空調下置式風機：機房内冷熱通道的送風方式被越來越多的人士所認可與接受，并在實際的機房布局中加以充分利用。針對這種情況，出現了基于 ;下置式風機 ;理念，通過風機的下置可以大大降低送風路徑對冷量造成的損失，并且對于設備的日常維護保養也提供了便利。 
　　3.應用合理規劃的組件： ;邊成長邊投資 ;理念的模塊化可擴展架構，可以根據實際需要對某些設備或區域進行針對性供電和制冷。機房空調為此要求機房精密空調系統具有送風、回風、加熱、加濕、冷卻、減濕和空氣淨化的能力。精密空調通常舒适性空調冷負荷中有30%是為了消除潛熱負荷，有70%是為了消除顯熱負荷。對機房來講，其情況卻大不相同，機房主要是設備散出的顯熱，室内工作人員散出的熱負荷及夏季進入房間的新鮮空氣的熱濕負荷（僅占總負荷的5%）。合理規劃的架構無需為閑置設備支付更高額外的成本。 
　　4.充分利用地區自然氣候：如果室外氣溫低于設定的溫度點，通過控制調節風門的開啟，将室外空氣經過濾後進入冷卻系統。 
　　5.定期監視和調整：通過不斷測試及調整環境，使機房環境達到最佳的溫濕度。 
　　6.避免系統過度冷卻現象：通過這樣不斷的測試，就能确定系統的合理電力負荷估計值比廠商的估計值低多少。知道這一點後，企業就能監控每個機架的電力使用情況，相應調整冷卻系統，從而減少冷卻過頭所浪費的能源。 
　　7.不斷改進熱隔離：為了隔離熱量，企業可以在熱通道的兩頭以及機架上的冷卻排氣系統周圍使用透明塑料挂簾，以使管道和設備周圍形成一道物理屏障。 
　　8.利用廢熱：通過在靠近用電區域的地方發電，降低電力成本，并且減少輸電過程中損耗的電量;也可直接來自熱電聯供。 
　　數據中心作為承載業務的重要IT基礎設施，承擔着穩定運行和業務創新的重任。恒溫恒濕空調顯熱比是顯冷量與總冷量的比值。空調的總冷量是顯冷量和潛冷量之和，其中顯熱制冷是用來降溫的，而潛冷是用來除濕的。機房的熱量主要是顯熱，所以機房空調的顯熱比較高，一般在0.9以上（普通舒适型空調隻有0.6左右）。 大風量、小晗差是機房空調與其他空調的本質區别。采用大風量，可以使出風溫度不至于太低，并加大機房的換氣次數，這對服務器和計算機的運算都是有利的。在新的經濟形勢下，對于數據中心提出更高的要求。為高效運行數據中心并有效降低運營成本，對于高可用數據中心也進一步提出了新的要求。 
　　數據中心是有許多複雜而龐大的系統組成，如電力、空調、通信等都可以通過設備的可靠性、合理的規劃和良好的組織管理來提升數據中心基礎設施的高可用性。使數據中心變得更加綠色，具有更好的IT投資回報，提供更廣泛的優質服務，體現更多的價值。 
      用戶在追求高可用性IT管理與服務時，僅僅在IT硬件和軟件平台投入巨資是遠遠不夠的，還需要與之相匹配和互補的基礎設施，如供配電、空調、以及其它相關的環境支持系統，這樣才能達到IT用戶對數據中心高可用性的目标。