淺談數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)思路

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摘要：近年來，國(guó)內(nèi)各行業(yè)、各級(jí)別的數(shù)據(jù)處理中心新建案例如發(fā)展迅猛，但受限于數(shù)據(jù)處理中心概念提出時(shí)間尚短，數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的滯后，往往在實(shí)際項(xiàng)目中各設(shè)計(jì)單位均按照自己的理解或行業(yè)的慣例進(jìn)行策劃。本文著重從數(shù)據(jù)處理中心定義、發(fā)展過程、數(shù)據(jù)處理中心架構(gòu)模型、難點(diǎn)及保障措施等方面對(duì)該類項(xiàng)目的建設(shè)思路做出論述。 

　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)處理中心，IDC，機(jī)房工程 ，數(shù)據(jù)處理中心架構(gòu)模型    　　1、數(shù)據(jù)處理中心的概念  　　目前數(shù)據(jù)處理中心業(yè)界還沒有一個(gè)權(quán)威的定義。數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)目標(biāo)也隨著上層應(yīng)用及服務(wù)方式變化而在不同時(shí)期呈現(xiàn)出不同的內(nèi)容。  　　數(shù)據(jù)處理中心是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求而發(fā)展起來的，為企業(yè)、應(yīng)用服務(wù)提供商、內(nèi)容服務(wù)提供商、系統(tǒng)集成商、ISP等提供大規(guī)模、高質(zhì)量、安全可靠的業(yè)務(wù)處理、服務(wù)器托管、租用以及增值服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)新型業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)處理中心不僅是一個(gè)服務(wù)概念，還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)概念，它構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源的一部分，提供了一種高端的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和高速接入服務(wù)。它改變了以往互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)作和經(jīng)營(yíng)模式，使得參加互聯(lián)網(wǎng)的每一方都能專注其特長(zhǎng)。  　　因此，數(shù)據(jù)處理中心不僅要提供服務(wù)器硬件、快速安全的網(wǎng)絡(luò)，還要提供對(duì)服務(wù)器的監(jiān)管服務(wù)、有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的管理及服務(wù)品質(zhì)保證，而且要有高度可靠的安全的機(jī)房網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。  　　2、 數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)的誤區(qū)  　　在技術(shù)應(yīng)用方面，數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)涉及了建筑、裝飾、強(qiáng)電、弱電、網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、軟件等多個(gè)IT領(lǐng)域及非IT領(lǐng)域的關(guān)鍵性技術(shù)；在功能應(yīng)用方面，數(shù)據(jù)處理中心則涵蓋了業(yè)務(wù)保障、主機(jī)托管、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、能源支撐、安全保障、運(yùn)維管理等多種功能。因此，數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)是一個(gè)涉及面廣、技術(shù)難度高、集成性強(qiáng)的綜合性一體化系統(tǒng)工程。  　　業(yè)內(nèi)的從業(yè)企業(yè)主要由過去從事傳統(tǒng)IT行業(yè)、機(jī)房工程專業(yè)、甚至是強(qiáng)電、裝修等單一專業(yè)的公司組成。談到數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)時(shí)，往往會(huì)造成以下誤區(qū)：  　　誤區(qū)一：數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)=機(jī)房工程。這種誤區(qū)主要是由于對(duì)數(shù)據(jù)處理中心的片面性理解造成的，將數(shù)據(jù)處理中心與普通IT機(jī)房等同起來。  　　誤區(qū)二：關(guān)鍵投資的偏移。建設(shè)一個(gè)服務(wù)面廣、功能完整、數(shù)據(jù)關(guān)鍵性高的數(shù)據(jù)處理中心，從需求調(diào)研、功能定位到方案規(guī)劃、詳細(xì)設(shè)計(jì)再到工程實(shí)施、調(diào)試開通將是一筆巨大的投資。從機(jī)房平臺(tái)一體化建設(shè)在整個(gè)數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)架的位置及與其他支撐系統(tǒng)的關(guān)系來看，其主要作用是為上層的平臺(tái)與應(yīng)用提供可靠、純凈的能源支撐和安全、豐富、方便的操作、管理環(huán)境。然而，往往有一種建設(shè)誤區(qū)將裝修工程等華而不實(shí)的系統(tǒng)做為建設(shè)與投資重點(diǎn)，而輕視了為上層平臺(tái)及應(yīng)用提供關(guān)鍵性支撐的系統(tǒng)建設(shè)。  　　誤區(qū)三：短視和缺乏系統(tǒng)的需求分析。在數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)中往往存在“只看局部、不看整體”、“只看顯性、不看隱性”、“只看目前、不看未來”的建設(shè)誤區(qū)，造成了數(shù)據(jù)處理中心的擴(kuò)展性不強(qiáng)，下層支撐系統(tǒng)無法跟上上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展節(jié)奏的問題。  　　3、 數(shù)據(jù)處理中心整體構(gòu)架  　　數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)架模型（Data Center Structure Model）是對(duì)數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行層次化抽象與歸納，以便于更系統(tǒng)、全面的對(duì)各功能模塊進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)。 　　3.1建筑結(jié)構(gòu)層  　　建筑結(jié)構(gòu)層位于數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)架模型的最底層，主要是通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的合理性規(guī)劃及裝修工程來保證數(shù)據(jù)處理中心科學(xué)、合理的物理環(huán)境，建設(shè)內(nèi)容主要包括：  　　a) 建筑結(jié)構(gòu)及平面分割子系統(tǒng)  　　建筑結(jié)構(gòu)包括建筑外立面、建筑屋面防水、建筑承重、電梯尺寸和承重、抗震和抗裂的等級(jí)、房間功能設(shè)置等要求。  　　平面分割子系統(tǒng)包括機(jī)房區(qū)域劃分和機(jī)房通道設(shè)計(jì)。其中機(jī)房區(qū)域劃分主要包括主機(jī)房區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房區(qū)域、運(yùn)維監(jiān)控區(qū)域、操作中心區(qū)域、輔助設(shè)施區(qū)域、通訊機(jī)房區(qū)域、開發(fā)中心區(qū)域、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域、設(shè)備倉庫區(qū)域、培訓(xùn)中心區(qū)域；機(jī)房通道設(shè)計(jì)主要包括設(shè)備通道、參觀通道、人員通道、消防通道等。  　　b) 裝飾工程子系統(tǒng)  　　通常包括：裝飾選材、機(jī)房標(biāo)高、機(jī)房承重、天花吊頂工程、隔斷及墻面工程、地面工程等。  　　3.2 機(jī)房平臺(tái)層  　　機(jī)房平臺(tái)層位于建筑結(jié)構(gòu)層與業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)層之間，主要作用是為上層的支撐平臺(tái)設(shè)備提供可靠、純凈的能源支撐，為管理人員提供安全、豐富、方便的操作、管理環(huán)境。  　　從功能上劃分，主要分為四個(gè)模塊，分別為能源支撐模塊、安全保障模塊、運(yùn)維管理模塊、配套服務(wù)模塊。其中能源支撐模塊包括：低壓自動(dòng)切換系統(tǒng)（ATS）、低壓配電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)（UPS）、空調(diào)系統(tǒng)、后備發(fā)電系統(tǒng)（油機(jī)）；安全保障模塊包括：安全防范系統(tǒng)（SA）、消防報(bào)警系統(tǒng)（FA）、消防滅火系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、電氣保護(hù)系統(tǒng)；運(yùn)維管理模塊包括：環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（PSMS）、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、平臺(tái)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、集中切換系統(tǒng)（KVM）、指揮調(diào)度系統(tǒng)；配套服務(wù)模塊包括：結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（PDS）、有線電視分配網(wǎng)系統(tǒng)（CATV）、緊急廣播系統(tǒng)（PA）、語音通訊系統(tǒng)（PBX）、專用衛(wèi)星通訊系統(tǒng)（VSAT）、培訓(xùn)中心系統(tǒng)。  　　3.3 業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)  　　業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)是為上層應(yīng)用系統(tǒng)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行提供支撐平臺(tái)，主要由網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、存儲(chǔ)、備份等軟硬件組成。  　　從主流行業(yè)的數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)來看，主要應(yīng)由以下功能區(qū)域組成：廣域接入?yún)^(qū)、核心生產(chǎn)區(qū)、測(cè)試區(qū)、開發(fā)區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)托管區(qū)、辦公OA區(qū)、MIS區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、集中管理區(qū)、呼叫中心（Call Center）。  　　3.4 生產(chǎn)業(yè)務(wù)層  　　生產(chǎn)業(yè)務(wù)層主要由各類專業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)組成，用于完成交易，以及交易數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與管理。  　　4、數(shù)據(jù)處理中心的建設(shè)重點(diǎn)和目標(biāo)  　　由于IT業(yè)務(wù)快速發(fā)展的模式特點(diǎn)，如何針對(duì)行業(yè)數(shù)據(jù)處理中心設(shè)計(jì)出安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行、可持續(xù)增長(zhǎng)的機(jī)房環(huán)境將是數(shù)據(jù)處理中心建設(shè)中的重中之重建設(shè)重點(diǎn)和目標(biāo)包括：  　　4.1高增長(zhǎng)性  　　在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)著重考慮以下幾點(diǎn)以適應(yīng)數(shù)據(jù)處理中心高增長(zhǎng)性的特點(diǎn)：  　　采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)。 隨著數(shù)據(jù)處理中心環(huán)境的變化，電力基礎(chǔ)設(shè)施和物理基礎(chǔ)設(shè)施都必需適應(yīng)并滿足這些要求。  　　將數(shù)據(jù)處理中心總進(jìn)線開關(guān)和進(jìn)線電纜容量適當(dāng)留有冗余，未來擴(kuò)展時(shí)成本很低即可實(shí)現(xiàn)線路擴(kuò)容，擴(kuò)容僅需要加內(nèi)部相應(yīng)設(shè)備即可，不再需要整改機(jī)房?jī)?nèi)電氣線路及橋架等；  　　在對(duì)行業(yè)業(yè)務(wù)充分了解的前提下，運(yùn)用科學(xué)的分析方法，預(yù)測(cè)今后5到10年內(nèi)的容量密度。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中須結(jié)合用戶實(shí)際情況提出合理的功率估算方法以及供配電擴(kuò)容方法。  　　4.2高可用性  　　高可用性已成為了數(shù)據(jù)處理中心穩(wěn)定運(yùn)行的核心因素，作為支撐關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)處理中心，需要滿足24×7×365的運(yùn)行要求，達(dá)到99.99999%的運(yùn)行效率。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要考慮以下幾點(diǎn)：  　　增加平均無故障時(shí)間（MTBF）��平均無故障時(shí)間，是指電源保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)過多少時(shí)間出現(xiàn)故障的平均小時(shí)數(shù)?？梢酝ㄟ^增加系統(tǒng)中每個(gè)部件的可靠性和增加系統(tǒng)的冗余性兩種途徑來實(shí)現(xiàn)。  　　減少平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）��其主旨是為了降低電源保護(hù)系統(tǒng)和市電電源同時(shí)現(xiàn)出故障的風(fēng)險(xiǎn)。  　　系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)��系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)應(yīng)該從多方面考慮，將系統(tǒng)的單點(diǎn)故障降到最低，主要包括：能源的冗余、設(shè)備的冗余、網(wǎng)絡(luò)接入的冗余。  　　減少人為故障��據(jù)統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)54%的宕機(jī)是人為故障造成的。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量考慮到減小系統(tǒng)復(fù)雜性；在項(xiàng)目實(shí)施中需做好竣工資料及技術(shù)培訓(xùn)工作。  　　減小UPS和關(guān)鍵負(fù)載之間的故障點(diǎn)��大多數(shù)導(dǎo)致關(guān)鍵負(fù)載宕機(jī)的故障一般發(fā)生在UPS和關(guān)鍵負(fù)載之間。在 UPS 和關(guān)鍵負(fù)載之間存在多個(gè)斷路器（單路徑故障點(diǎn)）。  　　4.3高整合性  　　建筑結(jié)構(gòu)的整合��隨著數(shù)據(jù)處理中心負(fù)載的增加，基礎(chǔ)空間可能會(huì)被機(jī)械和電力基礎(chǔ)設(shè)施占用（包括發(fā)電機(jī)組、UPS系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、靜態(tài)開關(guān)等），因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中須提出優(yōu)化的機(jī)房空間分割方法。主機(jī)房、各類業(yè)務(wù)機(jī)房、各類輔助用房的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝飾風(fēng)格、操作臺(tái)設(shè)計(jì)、設(shè)備布局的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。  　　管道橋架的整合��數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)涉及到管道橋架的系統(tǒng)較多，線路較復(fù)雜。因此，在嚴(yán)格遵守強(qiáng)、弱電線路管道橋架分開的前提下，應(yīng)盡量考慮管道橋架的統(tǒng)一規(guī)劃，方便施工與排障。  　　能源系統(tǒng)的整合��在低壓配電子系統(tǒng)、UPS子系統(tǒng)、空調(diào)子系統(tǒng)等能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量考慮各子系統(tǒng)及設(shè)備之間的兼容性和整合性，建議采用一體化解決方案，提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。  　　業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)的整合��建設(shè)一套高可靠、高可用性的支撐平臺(tái)系統(tǒng)，采用邏輯隔離將各種應(yīng)用區(qū)分開來。以生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用為核心，同時(shí)滿足安全保障、運(yùn)維管理、配套服務(wù)相關(guān)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。  　　4.4高安全性  　　建筑結(jié)構(gòu)的安全保障��在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)處理中心的外立面、承重、屋面防水、抗震/抗裂等級(jí)提出要求。同時(shí)，對(duì)易發(fā)生危險(xiǎn)的系統(tǒng)（如UPS系統(tǒng)）應(yīng)進(jìn)行特殊考慮，如將UPS主機(jī)室與電池室進(jìn)行分隔，并對(duì)UPS電池室采用實(shí)墻隔斷，從建筑結(jié)構(gòu)層面保證數(shù)據(jù)處理中心的運(yùn)行安全；  　　能源系統(tǒng)的安全保障��數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)所有的能源支撐設(shè)備均需嚴(yán)格考慮接地與防雷系統(tǒng)，并在低壓配電雙輸出系統(tǒng)中考慮采用負(fù)載同步控制器（LBS）防止關(guān)鍵負(fù)載設(shè)備的損壞；  　　技術(shù)上的安全保障��建設(shè)安防（閉路電視監(jiān)控、防盜報(bào)警、電子巡更）、門禁（3層門禁管理體系）、消防（消防報(bào)警、消防滅火）、電氣保護(hù)等子系統(tǒng)從多方面綜合保證數(shù)據(jù)處理中心的安全；  　　運(yùn)維管理的安全保障��利用數(shù)據(jù)處理中心的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（PSMS）對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的溫濕度、漏水、配電、UPS、空調(diào)、消防、安防等設(shè)備及子系統(tǒng)進(jìn)行綜合監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的對(duì)機(jī)房環(huán)境運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)環(huán)境運(yùn)行參數(shù)發(fā)生重大異常時(shí)，通過指揮調(diào)度中心進(jìn)行快速排障與維修。  　　4.5可遷移性  　　隨著業(yè)務(wù)的不斷拓展，可能需要對(duì)舊數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行擴(kuò)容，并進(jìn)行新中心的建設(shè)。這時(shí)，就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理中心的搬遷工作。數(shù)據(jù)處理中心的共有特點(diǎn)是：業(yè)務(wù)集中、數(shù)據(jù)集中、海量數(shù)據(jù)容量（至少TB量級(jí)）、大業(yè)務(wù)量、業(yè)務(wù)連續(xù)性要求極高、關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可用性高。由于業(yè)務(wù)24×7的連續(xù)性需求和客戶數(shù)據(jù)的重要性，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性是數(shù)據(jù)處理中心遷移的核心要求。  　　因此在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)盡量考慮到搬遷時(shí)最小的風(fēng)險(xiǎn)、最短的停機(jī)時(shí)間。主要從以下方面考慮：模塊化設(shè)計(jì)��方便搬遷時(shí)設(shè)備的拆卸和搬遷統(tǒng)籌規(guī)劃；設(shè)計(jì)的靈活性��靈活的設(shè)計(jì)使搬遷變得更加可行，也方便在新中心的靈活部署；提供寬大通暢的設(shè)備運(yùn)輸通道��保證搬遷時(shí)的物理?xiàng)l件，提高搬遷方案的可實(shí)施性。  　　4.6可管理性  　　ECC總控中心實(shí)現(xiàn)物理層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層所有關(guān)鍵設(shè)備及應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。管理者可以將不同平臺(tái)的系統(tǒng)放在總控中心，進(jìn)行統(tǒng)一管理，時(shí)時(shí)地監(jiān)控生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交易情況、網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器運(yùn)行的狀況、設(shè)備的利用率、機(jī)房?jī)?nèi)能源設(shè)備的運(yùn)行狀況等。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或者系統(tǒng)變更時(shí)，可以通過指揮調(diào)度系統(tǒng)的大屏顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)的檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)狀況及數(shù)據(jù)；通過無線對(duì)講系統(tǒng)進(jìn)行指揮調(diào)度動(dòng)作；甚至可以通過遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)對(duì)問題進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。集中操作管理��集中切換系統(tǒng)（KVM）提供了一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于TCP/IP的管理用戶對(duì)服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程全域管理；并且整個(gè)集中管理KVM系統(tǒng)的建設(shè)可以滿足機(jī)房不斷發(fā)展及無限擴(kuò)容需要。