數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)有哪些關(guān)鍵問題要考慮？

來源：發(fā)布時(shí)間：2024-12-12

大家都知道一個(gè)完整的數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)工程一般包括：綜合布線、抗靜電地板鋪設(shè)、棚頂墻體裝修、隔斷裝修、UPS、恒溫恒濕空調(diào)、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、漏水檢測、地線系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)、門禁、監(jiān)控、消防、報(bào)警等。

數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計(jì)建設(shè)關(guān)鍵問題都有哪些，您是否知道？現(xiàn)在和大家一起來共同學(xué)習(xí)一下。

1數(shù)據(jù)中心將建在哪里

分析新建的數(shù)據(jù)中心所在地的氣候條件是十分重要。這將有助于確定極合適的冷卻措施，其中包括水冷機(jī)組，機(jī)械制冷空調(diào)，自然空氣冷卻、間接空氣冷卻，絕熱冷卻等，這些都是為了數(shù)據(jù)中心設(shè)施實(shí)現(xiàn)其更低的PUE目標(biāo)。

2需要多少機(jī)架，尺寸是多少

機(jī)架的數(shù)量決定數(shù)據(jù)中心的空間需求。傳統(tǒng)的IT機(jī)架的尺寸為600x1000mm（寬x深），而一個(gè)空間為100平方米的機(jī)房可以容納大約50個(gè)機(jī)架。當(dāng)然機(jī)架也有其他的尺寸，而知道機(jī)架的尺寸和機(jī)架的數(shù)量，就很容易估測你的數(shù)據(jù)中心所需的空間。

3需要什么等級的數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心的Tier等級確定了數(shù)據(jù)中心的冗余要求和電源分配路徑。對于一個(gè)Tier2級數(shù)據(jù)中心來說，部署“N+1”架構(gòu)的電源和冷卻設(shè)備的冗余是足夠的。然而，對于一個(gè)Tier3級的數(shù)據(jù)中心設(shè)施，通常都會(huì)包括“N+1”冷卻設(shè)備冗余，具有雙供電2N電源冗余，以及單獨(dú)的雙路配電機(jī)架。因此，了解數(shù)據(jù)中心的等級可以決定需要的冗余設(shè)計(jì)。

4每個(gè)機(jī)架平均功率密度是多少

要注意的是，當(dāng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心的電源容量時(shí)，應(yīng)該根據(jù)平均功率密度，而不是在更大額定電源，這是很重要的。機(jī)架的平均功率密度乘以機(jī)架的數(shù)量才是數(shù)據(jù)中心的更大IT負(fù)載量。然后，再加上數(shù)據(jù)中心的電源系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和交換機(jī)和存儲設(shè)備等設(shè)施的功率。

為了避免產(chǎn)生昂貴的成本，并充分利用電力系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)中心具有大小合適的電源和空間，采用模塊化策略是明智的，可以降低成本。

5運(yùn)維人員是否應(yīng)參加規(guī)劃設(shè)計(jì)

答案當(dāng)然是肯定的！正常來說，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：

a.運(yùn)維參與前期規(guī)劃設(shè)計(jì)，可彌補(bǔ)設(shè)計(jì)人員對系統(tǒng)運(yùn)行管理知識的不足，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)缺欠；

b.運(yùn)維參與前期規(guī)劃設(shè)計(jì)，可將運(yùn)維階段的需求在規(guī)劃設(shè)計(jì)中得到充分考慮；

c.運(yùn)維參與前期規(guī)劃設(shè)計(jì)，可充分了解和掌握所維護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、可靠性薄弱環(huán)節(jié)、遺留問題、潛在問題，有助于提高運(yùn)維質(zhì)量、有根據(jù)地制定運(yùn)維計(jì)劃和切實(shí)可行的改造計(jì)劃。

6避免受內(nèi)外部因素影響

對于不能正確對待傾向、喜好、限制、約束的區(qū)別，不遵守科學(xué)設(shè)計(jì)原則的問題，有如下建議：

a.應(yīng)避免受審批、決策等環(huán)節(jié)個(gè)別決策者影響，對一些關(guān)鍵功能按照個(gè)別人的意見進(jìn)行刪減調(diào)整，導(dǎo)致后期交付的數(shù)據(jù)中心功能不能滿足運(yùn)營和維護(hù)需求；

b.應(yīng)避免出于傾向、喜好或利益驅(qū)動(dòng)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段部分設(shè)備廠商可能會(huì)通過夸大設(shè)備性能、混淆概念等手段影響規(guī)劃設(shè)計(jì)人員的方案制定和設(shè)備選型。

7交流機(jī)架或直流機(jī)架需要什么級別的備份電池

服務(wù)器機(jī)架可能需要部署完全的直流電源，或完全的交流電源，或者是二者的組合。

例如，如果正在為托管目的建設(shè)數(shù)據(jù)中心，可能有配備交流（UPS）供電系統(tǒng)的需求，而如果是要成為一個(gè)電信設(shè)施，這可能需要部署直流電源系統(tǒng)。知道這些，就會(huì)知道所需要的直流電源或UPS電源系統(tǒng)的大小和規(guī)模。

在部署備份電池時(shí)，根據(jù)15分鐘備用放電時(shí)間進(jìn)行配置。這樣部署備用電池，不會(huì)明顯增加資本支出，雖然這將很難自圓其說，但這更符合成本效益。企業(yè)需要提高備用發(fā)電機(jī)組的冗余度，而不是在增加電池?cái)?shù)量浪費(fèi)更多的金錢。

8避免輕規(guī)劃設(shè)計(jì)，重施工建設(shè)

業(yè)內(nèi)存在輕規(guī)劃設(shè)計(jì)，重施工建設(shè)的現(xiàn)狀，主要表現(xiàn)在：

a.先建樓體結(jié)構(gòu)，后規(guī)劃數(shù)據(jù)中心，為數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來難以克服的困難；

b.機(jī)房建設(shè)和設(shè)備安裝完畢即開始改造的現(xiàn)象普遍存在；

c.先確定設(shè)備，再確定方案，由于所購設(shè)備功能不滿足方案要求，或場地不滿足安裝條件要求，因而設(shè)備尚未運(yùn)行就要更換；

d.建設(shè)結(jié)構(gòu)很難滿足數(shù)據(jù)中心場地布局要求，使機(jī)房分區(qū)規(guī)劃不合理；空調(diào)室外機(jī)無法安裝或距離太遠(yuǎn)；動(dòng)力室與主機(jī)房距離太遠(yuǎn)，增加傳輸和管理困難，增加成本，降低可靠性。

9避免忽視對系統(tǒng)可維護(hù)性和可修復(fù)性設(shè)計(jì)

系統(tǒng)三分建設(shè)、七分維護(hù)，任何設(shè)備都可能發(fā)生故障，可更快修復(fù)已經(jīng)成為提高可用性的關(guān)鍵指標(biāo)。

忽視可維護(hù)性和可修復(fù)性的現(xiàn)象表現(xiàn)在：

a.規(guī)劃設(shè)計(jì)階段未考慮后期維護(hù)通道、維護(hù)空間，例如設(shè)備距離墻壁太近，電池靠墻擺放，線纜布局不合理、線纜管路或走線架擋住上方弱電線槽導(dǎo)致后期無法維修、維護(hù)工具難以施展等；

b.故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)急物資和備件無法極速搬運(yùn)，故障設(shè)備和器件更換無維修操作空間等問題，延誤了故障處置時(shí)限甚至引發(fā)重大安全；

c.未考慮后期發(fā)生故障進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)系統(tǒng)的冗余能力；

d.盡可能采用自動(dòng)化手段，更好地減少維護(hù)人員手動(dòng)操作環(huán)節(jié)，降低因手動(dòng)操作存在的不確定性和不可控性。

10避免可用性設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)依據(jù)

系統(tǒng)可用性是數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)的極為重要的指標(biāo)，但規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)缺乏科學(xué)依據(jù)，主要表現(xiàn)是：

a.數(shù)據(jù)中心在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)進(jìn)行各系統(tǒng)可靠性的推算，但目前各設(shè)計(jì)院、不同的設(shè)計(jì)人員對可靠性的推算依據(jù)和數(shù)據(jù)來源尚未統(tǒng)一，造成對同一數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)等級和可靠性存在不同定義和不同的結(jié)果；

b.對可用性存在著規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工，建設(shè)完成后再反推設(shè)計(jì)等級的案例，并以反推的等級標(biāo)準(zhǔn)向數(shù)據(jù)中心用戶進(jìn)行推介。此為本末倒置的設(shè)計(jì)，往往因?yàn)樵O(shè)計(jì)中的某些關(guān)鍵缺陷導(dǎo)致雖然絕大部分設(shè)計(jì)滿足等級要求，但因?yàn)殛P(guān)鍵缺陷的存在造成等級下降；

c.只注意設(shè)備或環(huán)節(jié)（子系統(tǒng)）的可用性，而忽略在整個(gè)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相關(guān)性對可用性的影響。

11避免在脫離實(shí)際需要和可行性情況下，確定高指標(biāo)

在規(guī)劃設(shè)計(jì)初期，主觀臆斷確定數(shù)據(jù)中心的功能指標(biāo)，不切實(shí)際地一味追求規(guī)模大、高可用性等級、高機(jī)架功率密度、低能耗指標(biāo)PUE。

而具體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，又沒有嚴(yán)格按照規(guī)劃原則和程序做詳細(xì)的論證，具體方案和實(shí)際措施與總體規(guī)劃不匹配，其結(jié)果是：

a.由于實(shí)際需求不明確，缺乏可行性的必要條件，反復(fù)設(shè)計(jì)、修改，不僅造成成本的浪費(fèi)，還更好地延長了建設(shè)周期；

b.已建成并使用的機(jī)房得不到充分利用，究其原因或因無預(yù)想的業(yè)務(wù)需求量，或因機(jī)房條件不滿足用戶需求而必須進(jìn)行再優(yōu)化改造才能使用；

c.規(guī)劃設(shè)想的功能不能實(shí)現(xiàn)，如系統(tǒng)可用性達(dá)不到規(guī)劃等級、制冷方案不支持規(guī)劃的機(jī)架高功率密度、發(fā)電機(jī)不支持系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行條件、過度規(guī)劃使系統(tǒng)能耗指標(biāo)PUE居高不下等。

12避免重設(shè)備輕系統(tǒng)的認(rèn)識誤區(qū)

業(yè)內(nèi)特別是規(guī)劃設(shè)計(jì)人員普遍存在著重設(shè)備輕系統(tǒng)和重局部忽視大局的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在：

a.先確定設(shè)備規(guī)格型號甚至生產(chǎn)廠家，然后根據(jù)設(shè)備選擇或修改設(shè)計(jì)方案；

b.供電系統(tǒng)按更高可用等級2N冗余設(shè)計(jì)，但所設(shè)計(jì)的結(jié)果是只是UPS系統(tǒng)有2N功能，而整個(gè)供電系統(tǒng)卻存在單路徑故障點(diǎn)；

c.整個(gè)系統(tǒng)按更高等級冗余容錯(cuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但是空調(diào)制冷設(shè)備卻是單路徑供電；

d.為系統(tǒng)配置了交流備用能源柴油發(fā)電機(jī)，但發(fā)電機(jī)沒有自動(dòng)啟動(dòng)功能，因?yàn)橐?guī)劃設(shè)計(jì)者缺乏連續(xù)制冷也是系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的重要條件的認(rèn)識。

13注重統(tǒng)籌設(shè)計(jì)

提高系統(tǒng)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)能力對完成規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)是非常重要的。

a.在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中存在著大量因規(guī)劃設(shè)計(jì)對分階段、實(shí)施階段工程，以及不同施工間銜接問題考慮不足造成交付的數(shù)據(jù)中心不滿足業(yè)務(wù)及維護(hù)需求，有些問題甚至需要大筆金錢進(jìn)行改造方可完成；

b.不同設(shè)計(jì)人員只關(guān)注自身所負(fù)責(zé)內(nèi)容，對于其他是否完美銜接，是否與其他設(shè)計(jì)之間存在矛盾缺乏全局考慮；

c.規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對未來業(yè)務(wù)發(fā)展缺乏準(zhǔn)確把握，對后期容量管理、擴(kuò)容等方面考慮不足；

d.規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對周圍資源環(huán)境和物理環(huán)境不熟悉，所設(shè)計(jì)的方案會(huì)出現(xiàn)實(shí)施可行性差或者為后來運(yùn)維工作帶來難以克服的困難。

總結(jié)

在新數(shù)據(jù)中心建設(shè)中還有許多其它需考慮的問題，但行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和設(shè)計(jì)過程中掌握這十三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，有助于確保建設(shè)結(jié)果盡可能接近用戶的真正需求，值得借鑒。