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 数据中心机房物理建设

数据中心机房是数据信息系统可靠安全运行的基础,为了保证数据信息系统稳定可靠运行,数据中心机房环境必须满足服务器、小型机、存储器等电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、屏蔽、防漏、电源质量、振动、防雷、接地和安全保卫等方面的要求。数据中心机房建设的子系统包含:结构装修系统、供配电系统、防雷接地系统、UPS系统、精密空调系统、新风系统、综合布线系统、动力环境监控系统、门禁系统、图像监控系统、消防报警及气体灭火系统、KVM切换系统等。 

1、结构装修系统

机房结构装修系统包含吊顶工程、地面工程、隔断工程,墙面工程、门窗工程,防水防鼠工程等子项。在用材方面选用气密性好、不起尘、易清洁、变形小的前提下,对机房天花、墙面和地面进行立体式的 “三防”预处理,使机房起到防尘、防水防潮、防静电、隔热、屏蔽、隔音、安全美观的效果。 

2、供配电系统

在机房建设中,配电系统是其中重要的环节之一,它要求为机房提供一个不间断的、高质量的电源以保证机房的可靠运行;要建一个好的机房,首先要将供配电解决好: 

1)不同类别的机房对电源的要求:A类机房:停电后会产生重大损失和社会影响,要求建立不停电电源系统;B类机房:停电后会产生一定损失和社会影响,要求建立备用电源系统。

2)市电输变电系统:对于一级负荷机房应该有从不同变电站供给的双路供电、另外加上柴油发电机,通过应急电源切换柜后供给机房内的UPS和精密空调机组。

3)机房用电的配置:配电必须充分考虑今后的发展余量。

两种比较理想的不间断供电系统:

第一、双路市电(来自两个不同的变电站)加UPS备电系统; 

第二、单路市电做主电,配置UPS和柴油发电机组。
 
3、防雷接地系统

雷击会带来巨大的损失和严重的后果,雷击及周围的电磁感应会损坏附件的系统和设备。经常性的雷击及过流会降低输电线路和系统的绝缘指标。浪涌对所有电子设备和数据都有潜在的危害。它是隐伏的,不可见的,不可预测的,极端危险并且后果不可想象。

由于机房的重要性,采取防雷防浪涌措施是必须的,至少应当做到三级保护,一般的做法是,在机房总进线配电柜处配置大容量的避雷器,对主电源的进行保护,这是第一级防护;在UPS进线开关处加装第二级避雷器,对UPS设备的在保护,这是第二级防护;在各设备配电柜的主开关处加装小容量的避雷器,对用电设备进行防护,这是第三级防护。

接地是避雷技术最重要的环节,不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷,最终都是把雷电流送入大地。因此,没有合理而良好的接地装置是不能可靠地避雷的。接地电阻越小,散流就越快,被雷击物体高电位保持时间就越短,危险性就越小。机房接地一般采取共用接地的方法将避雷接地、电器安全接地、交流地、直流地统一为一个接地装置。如有特殊要求设置独立地,则需在两地网间用地极保护器连接,这样,两地网之间平时是独立的,防止干扰,当雷电流来到时两地网间通过地极保护器瞬间连通,形成等电位连接。

4UPS系统

UPS是指在计算机应用当中,保护因意外断电而导致数据丢失的一种备用电源设备,它可以在交流电断开的情况下,提供一定的时间供电以使安全关机。UPS设计精密,市电与电池或变流器之转换时间短,弥补了发电机或其它紧急电源中断时间过长的缺点。UPS还会自动稳压,滤除噪声,提供给设备稳定且干净的电源环境。

UPS容量的选择应考虑一定的余量,主要目的是提高UPS的工作寿命和工作效率,经验的做法是根据用电设备容量的总和,取1.3~1.5的系数得出UPS的容量;UPS采用双机冗余备份运行的方式比较可靠,如果条件许可,也可以采用N+1的方式。 

5、精密空调系统

机房内集中了大量微电子设备,是个产生发热量大的区域,我们设计采用机房专用精密空调机组对机房进行每天24小时,每年365天的不间断的精确严格的控制,确保计算机房内的系统设备在恒温、恒湿工作条件下工作。  

精密空调设备充分考虑到了机房的特点,在相同制冷量的基础上,分量远大于舒适空调,能够迅速、有效地带走机器热量。同时,它对机房内的相对湿度也可以控制,即使在制冷状态,精密空调也可以做到不除湿,同时还配有自动加湿系统,使计算机设备无论是在湿润的夏季还是在干燥的冬季都能有个恒温恒湿的工作环境。 

6、新风系统

新风系统是保证机房环境的重要环节。首先是维持机房内的正压,有利于保持机房内恒定的空气环境,保持机房洁净;其二是稀释机房内不断产生的空气污染物,防止空气品质变坏。
  
7、综合布线系统

综合布线系统是随着语音和数据通信的发展而逐步建立起来的一套布线系统,它采用了一系列高质量的标准材料以模块化的组合方式,把语音、数据、数据图像等用统一的传输媒介进行结构化。

机房是整个网络系统的核心所在,也是所有网线的集中之处。它的布线绝对是整个布线工程中最复杂的,因为一般的机房中都会有成百上千条各种电缆,其中包括电源线和网线,在大型的网络中,还可能有上万条,甚至几十万条电缆。作为网管员,在网络出了问题时,不得不经常在这成堆的电缆中寻找答案。这就要求在布线之初就养成良好的工作习惯,其中包括将各种设备摆放整齐,将各种电缆整齐、有序地分类扎好,并做好标识。

机房的重要不仅是因为其中的各种电缆多,更重要的是它是整个网络系统的"神经中枢",只要其中一个设备,甚至一个端口工作不正常,就有可能导致整个网络,或者一大片用户不能正常进行网络连接或应用。

8、门禁系统

“机房重地,闲人免进!”在任何计算机运行中心机房门口都不难见到这样的招呼,绝大多数的机房都设置了电子或物理门禁,特别重要的机房同时还设置了专职的安保值班人员,这是因为机房场地的安全需求决定的。

设置门禁系统的目的就是通过对机房工作人员出入和运行设备使用变动的控制,达到提升机房安全水平,规范机房运行秩序的效果,实现对机房场地的有效管理,因此,门禁管理在机房安全运行管理过程中可以发挥重要作用。 

9、图像监控系统 

机房图像监控系统是通过在机房各出入口、主要通道、重点区域设置固定或一体化摄像机,在末端设置大容量硬盘录像机,实时监视机房内的情况并记录下来,值班人员不用到各处巡视就能对机房的情况进行查看,提高管理的效率,发生事故后通过回放录像资料,找到原始记录,提高机房内的安全可靠性。
 
10、动力环境监控系统

数据中心机房支撑着各类企事业单位现代化生产体系的正常运行,一些机房甚至已成为无人值守型。在这种情况下,任何一个由于环境因素和人为失误造成的意外系统中断和设备损坏都会给企事业单位带来巨大的损失。为了减少这种损失,用户需要有一套先进、可靠的机房环境监控与预警系统来确保设备的安全运行。该系统必须能够随时随地观察到机房的情况、必须能及时地发出预防性报警、通知有关人员、采取措施、防止事故发生。 

机房动力环境监控系统是通过协议转换器对机房内的UPS、精密空调、新风机、电力检测模块、发电机、机房温湿度传感器等末端智能装置的采集数据进行管理,通过设定一个合理的范围,实时检测末端数据的变化,在超出设定的正常范围值后,主机就会产生报警信号并通过无线拨号器拨打管理人员手机、固定电话或发送短信息等进行远程告警。
 
11、消防报警及气体灭火系统

机房结构和防火分析

1)机房内的空间结构分为三层:地板下、天花上和地板天花之间;

2)一般机房的起火因素主要是由电气过载或短路引起的,燃烧的主要区域一般在地板下或天花上,燃烧初期发出浓烟,温度上升相对较慢。

根据计算机机房设备贵重、并排放密集、不能用水灭火、结构特殊及其起火因素等特点,机房的消防应该采用对人员无危害的气体灭火。机房消防灭火系统相对独立,有自己的消防报警系统及气体灭火系统,按工作方式可分为无管网消防和有管网消防系统。

消防联动系统设计

1)在机房发生一路报警、二路报警及气体喷放三个阶段时其动作信号应在大楼消防控制室中反映出来,以便大楼的统一管理。

2)在与大楼原有报警设备不兼容的情况下,实现三种状态的传输。

3)非消防电源及与大楼报警系统的连接等联动,空调系统与非消防电源的关闭,应在气体喷放前30S时动作,也就是报警控制器在接到两路报警信号后发出关闭空调机、灭火区域内的防火阀及非消防电源的信号。 

12KVM切换系统

集中控制管理的最终目标是整合主机系统管理界面,通过少数几台管理控制服务器对主机系统进行集中控制,支持本地管理和异地管理方式,方便对主控的监控,缩短故障响应时间。在综合考察后,采用成熟的KVM技术和产品进行实现。

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