大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)研究論文
2015年1月，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于促進云計算創(chuàng)新發(fā)展培育信息產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的意見》(以下稱《意見》)，以促進云計算創(chuàng)新發(fā)展，積極培育信息產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)�！兑庖姟钒l(fā)展目標：到2020年，云計算應用基本普及，云計算服務(wù)能力達到國際先進水平，掌握云計算關(guān)鍵技術(shù)，形成若干具有較強國際競爭力的云計算骨干企業(yè)。云計算信息安全監(jiān)管體系和法規(guī)體系健全。大數(shù)據(jù)挖掘分析能力顯著提升。云計算成為我國信息化重要形態(tài)和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國的重要支撐，推動經(jīng)濟社會各領(lǐng)域信息化水平大幅提高�！兑庖姟钒l(fā)布表明云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模，已引起國家高度重視。
隨著云計算等技術(shù)不斷創(chuàng)新應用，推動數(shù)據(jù)中心市場爆發(fā)性增長，2016年中國數(shù)據(jù)中心市場預計將保持30%以上的年均增速達到550億元，到2020年我國數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模將超過1500億元。定位于大數(shù)據(jù)、云計算重要承載基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心，不僅對廣電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的廣播電視業(yè)務(wù)、寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展產(chǎn)生積極作用，同時為廣電的信息化提供支撐。作為黨和政府的喉舌的廣播電視，也需要借助數(shù)據(jù)中心的建設(shè)提升信息化服務(wù)能力，滿足人民群眾不斷增長的需求。最終形成為個人提供便捷生活通道、為企業(yè)提供高效商務(wù)平臺、為政府提供決策管理支持的基礎(chǔ)平臺，實現(xiàn)廣電網(wǎng)絡(luò)面向?qū)拵V電的轉(zhuǎn)型。
本文從科學選址、彈性擴展、綠色節(jié)能、經(jīng)濟可靠、智能可控幾方面進行研究，論述如何建設(shè)科學、經(jīng)濟、可靠的數(shù)據(jù)中心。
1科學選址
大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)投資大，建設(shè)使用周期長，工業(yè)和信息化部等五部委發(fā)布的《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導意見》提出資源環(huán)境優(yōu)先原則。充分考慮資源環(huán)境條件，引導大型數(shù)據(jù)中心優(yōu)先在能源相對富集、氣候條件良好、自然災害較少的地區(qū)建設(shè)，推進“綠色數(shù)據(jù)中心”建設(shè)。地質(zhì)環(huán)境、氣候條件、能源供給是新建大型數(shù)據(jù)中心選址最重要的要素。
從安全的角度出發(fā)，大型數(shù)據(jù)中心選址要避開地質(zhì)災害多發(fā)地區(qū)，同時應遠離國境線建設(shè)在內(nèi)地。在投產(chǎn)運行期，數(shù)據(jù)中心的冷卻所耗能源是占據(jù)IT設(shè)備用電外最大的比例。選擇氣候條件滿足寒冷、適當濕度、潔凈的空氣達到節(jié)能的目的，降低運行成本。近年來，中國的數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅猛，年耗電量超過全社會用電量的1.5%，數(shù)據(jù)中心的運行主要依賴電力供應，可靠充沛的電力是大型數(shù)據(jù)中心長期穩(wěn)定運行的保障。
2015年發(fā)布的《貴州貴安新區(qū)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展報告》，研究分析數(shù)據(jù)中心建設(shè)地區(qū)發(fā)展優(yōu)勢評價系數(shù)、年平均溫度、年降水量、空氣質(zhì)量指數(shù)、地震帶、信息傳輸企業(yè)固定資產(chǎn)、網(wǎng)民數(shù)、發(fā)電量、全社會用電量、互聯(lián)網(wǎng)普及率等標準，經(jīng)過建模、分數(shù)量化評價，內(nèi)蒙古自治區(qū)和貴州省為超大型或大型數(shù)據(jù)中心選址的優(yōu)選地區(qū)。
2彈性擴展
經(jīng)過近些年數(shù)據(jù)中心建設(shè)摸索，數(shù)據(jù)中心已從單純的樓宇式建設(shè)發(fā)展成為樓宇式、倉儲式、集裝箱式三種建設(shè)模式，綜合三種建設(shè)模式的優(yōu)缺點比較以及業(yè)務(wù)需求特點，現(xiàn)階段大型數(shù)據(jù)中心突出模塊化建設(shè)理念，具體表現(xiàn)在機柜微模塊化、機房模塊化、機樓模塊化。
在機柜建設(shè)上，采用具備模塊整合、簡化系統(tǒng)、靈活配置、快速部署等特點的微模塊進行建設(shè)。將機架、綜合柜、整流柜、電池柜、交直流配電柜、配電線纜、走線架、防靜電地板、制冷單元、冷熱通道密閉、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)等納人，形成一個相對完整的微模塊系統(tǒng)，從而只需外界提供電力和冷通道。微模塊組件可工廠預制，現(xiàn)場組裝，簡化建設(shè)方式，可靈活配置，快速部署。
基于模塊化設(shè)計理念，機房模塊化以滿足Tier2、Tier3、Tier4標準機房混合使用為建設(shè)目標，以低成本、高標準、快速部署為建設(shè)要求，一次性進行規(guī)劃，分期實施建設(shè)。如以一路10kV容量、兩層4000m2為微模塊，以氣體滅火防護區(qū)劃分，電源、空調(diào)模塊化配套組合，滿足機房不同等級要求。各類管線按最短化原則水平設(shè)計、減少交叉，機房配電與IT設(shè)備實現(xiàn)同層安裝同層供電。降低土建成本，縮短部署時間，實現(xiàn)通用性強、管線短、分期擴展、資源復用等特點。
機樓模塊化主要特點是“建筑模塊化，集約布局、高效組織”，在空間結(jié)構(gòu)上將機樓和配套動力中心作為基本模塊，根據(jù)規(guī)劃需求進行近遠結(jié)合、靈活適應的空間布局，考慮初期需要數(shù)量分期建設(shè)機樓和動力中心組件，迅速投人運行使用，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，逐步增加機樓和動力中心集群數(shù)，降低投資壓力，形成較好的經(jīng)濟指標。
3綠色節(jié)能
結(jié)合工信部下發(fā)的《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案》相關(guān)要求，在建設(shè)規(guī)劃時充分考慮綠色數(shù)據(jù)中心技術(shù)創(chuàng)新和推廣，從機房機架布局、制冷系統(tǒng)、IT設(shè)備、自然冷源、熱能回收等多方面實現(xiàn)綠色節(jié)能，打造PUE小于1.5的數(shù)據(jù)中心。建設(shè)規(guī)劃過程中，根據(jù)建筑規(guī)模、安裝設(shè)備的散熱特點、所在地區(qū)氣象條件、能源狀態(tài)、節(jié)能技術(shù)特點等進行技術(shù)與經(jīng)濟比較，綜合采用綠色節(jié)能措施。其中主要方式有：
自然冷源利用。根據(jù)大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)地自然條件，采用智能通風自然冷卻技術(shù)�？梢�(guī)劃采用集中式水冷冷凍水空調(diào)系統(tǒng)，并配套板式換熱器，結(jié)合當?shù)貧夂蚯闆r全部或部分使用外界自然環(huán)境的免費冷源，結(jié)合智能新風節(jié)能系統(tǒng)，全方位多角度地實現(xiàn)自然冷源梯級利用。
機房內(nèi)采用封閉冷/熱通道技術(shù)。將冷、熱氣流完全隔離，提高冷量的`利用效率。冷熱通道隔離、機柜面對面擺放，室內(nèi)風機送風量可減少30%，室內(nèi)風機可省電約2/3;封閉熱通道后室內(nèi)風機送風量可減少12.5%，室內(nèi)風機可省電約1/3。
行間制冷技術(shù)。行間制冷為高密度機柜設(shè)計，可解決高密機柜局部過熱問題，行間空調(diào)靠近機柜安裝，定向短距離水平送、回風，減少冷量傳輸損失。
高壓直流系統(tǒng)。采用直流不間斷電源系統(tǒng)，即高壓直流系統(tǒng)(336V開關(guān)電源系統(tǒng))，具有與開關(guān)電源相同的優(yōu)點：模塊化設(shè)計，可維護性好，同時蓄電池組直接掛接在供電母線上，可靠性高。
優(yōu)化設(shè)計。機房各類管線按最短化、最粗化原則，水平設(shè)計、減少交叉，機房配電與IT設(shè)備實現(xiàn)同層安裝同層供電，提高傳送效率，減少通道損耗。
采用DPS供備電方式。以每個機架為供電單元，將電源直接放置在服務(wù)器機柜內(nèi)，后備蓄電池組采用鋰電池集成在設(shè)備內(nèi)部，無需單獨建設(shè)電力室。DPS分布式設(shè)備故障僅影響一架負載，將供電風險影響范圍縮小至機架，減少故障時產(chǎn)生的單位故障時間，為整體負載提供穩(wěn)定可靠的供電保障。DPS系統(tǒng)自身散熱較少，減少了空調(diào)耗電，所采用的磷酸鐵鋰電池相對于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池轉(zhuǎn)換效率高。此外，DPS系統(tǒng)根據(jù)用戶服務(wù)器進場時間分批開啟設(shè)備，減少系統(tǒng)^廣空載時間。
余熱回收技術(shù)。輔助辦公用網(wǎng)房采用水源熱泵機組，利用穩(wěn)定水源，提高冬季制熱效率，減少運行能耗。
4經(jīng)濟可靠
經(jīng)濟與可靠需要從設(shè)備冗余度、使用度、安全性、可維護、等級標準綜合尋找投資和效益的平衡點。主要途徑有：
(1)備份供電系統(tǒng)優(yōu)化。采用高壓油機發(fā)電機組實現(xiàn)大容量和遠距離傳送電力，相比傳統(tǒng)低壓發(fā)電機組減少傳輸損耗，適合大型數(shù)據(jù)中心集中供電;用電容量與機房利用之間能更好匹配，機房利用率得以提升。在園區(qū)內(nèi)設(shè)集中動力中心機樓，集中安裝發(fā)電機組，為發(fā)電機組共用共享創(chuàng)造條件。通過發(fā)電機組復用減少園區(qū)發(fā)電機組配置數(shù)量，降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運營成本。設(shè)置集中動力中心后，可根據(jù)不同用戶需求確定不同供電保障程度，分等級向用戶供電。根據(jù)業(yè)務(wù)分類，合理調(diào)整發(fā)電機與UPS組合，減少UPS用量。
(2)智能控制。機房環(huán)境使用集中監(jiān)控、統(tǒng)一運維、聯(lián)動管理等功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心維護管理的高效率、高安全、綠色節(jié)能和操作智能化，提高可靠性，降低運維強度。
5智能可控
為實現(xiàn)安全、可靠、有效的運行維護，數(shù)據(jù)中心對設(shè)施監(jiān)控、資產(chǎn)管理、容量管理、能效管理、變更管理、可用性管理等各方面功能都提出了更高的要求。
數(shù)據(jù)中心機房智能控制系統(tǒng)包括運維管理平臺、綜合動力環(huán)境監(jiān)控、專業(yè)監(jiān)控平臺及機房資源管理等子系統(tǒng)。
運維管理平臺為機房運維人員提供日常操作維護、事件及工單管理、運維分析等功能，同時逐步完善運維知識庫。綜合動力環(huán)境監(jiān)控對機房動力和環(huán)境進行實時動態(tài)監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，并通過長期數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，及時掌握發(fā)展趨勢，對可能出現(xiàn)的問題進行防范。同時在出現(xiàn)問題時進行準確定位，及時解決。專業(yè)監(jiān)控平臺包括建筑設(shè)備監(jiān)控、智能照明、變配電監(jiān)控、智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、安防監(jiān)控、消防監(jiān)控。機房資源管理針對機房的空間、電力等與業(yè)務(wù)直接相關(guān)的資源進行管理，支撐業(yè)務(wù)運營。
數(shù)據(jù)中心智能監(jiān)控管理系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施運行情況，在3D智能可視化的基礎(chǔ)上管理數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)、資源、能耗，提高基礎(chǔ)設(shè)施可用性、資源利用率、管理效率與能效，提供集中監(jiān)控、統(tǒng)一運維、聯(lián)動管理等功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心維護管理的高效率、高安全、綠色節(jié)能和操作智能化。
6結(jié)束語
大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)是大量新技術(shù)和新工藝結(jié)合的成果，是在技術(shù)快速發(fā)展趨勢下尋找平衡的過程，需要在實踐中持續(xù)探索，以滿足新技術(shù)發(fā)展應用。
【大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)研究論文】相關(guān)文章：
大型數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)計論文11-16
數(shù)據(jù)中心建設(shè)的總結(jié)10-02
國外大型石油工程建設(shè)項目管理模式研究論文01-06
大型綜合醫(yī)院全面預算信息應用系統(tǒng)化建設(shè)研究論文11-03
大型礦山測量技術(shù)研究論文10-23
和諧師德建設(shè)研究論文10-25
關(guān)于大型水電廠管理研究論文05-28