關于數據中心機房你想知道的
數據中心,英文縮寫叫IDC,也就是Internet Data Center(互聯網數據中心)。
從作用上來看,數據中心就是一個超大號的機房,里面有很多很多的服務器,專門對數據進行集中管理(存儲、計算、交換)。
根據業界機構統計,2020年全球經數據中心處理的數據流量高達15.3ZB(1ZB≈10億TB),占全球總流量的99.35%。也就是說,幾乎所有的互聯網數據,都離不開數據中心的處理,由此可見其重要性。
按現在比較流行的說法,數據中心是像水廠、電廠一樣的重要基礎設施,是數字經濟的動力引擎,也是國家和社會發展的支撐底座。
簡單來說,數據中心是為集中放置的電子信息設備提供運行環境的建筑場所,可以是一棟或幾棟建筑物,也可以是一棟建筑物的一部分,包括主機房、輔助區、支持區和行政管理區等 。
數據中心基礎設施包括供配電系統、布線系統、空調系統、機柜系統和網絡系統等,這些是數據中心日常工作中不可缺少的重要組成部分。一名合格的數據中心從業人員只有掌握這些常用名詞和一些設計思路,才能在數據中心的管理、運行和維護中得心應手。
1. 數據中心(Data Center)
數據中心通常是指在一個物理空間內實現信息的集中處理、存儲、傳輸、交換和管理,而計算機設備、服務器設備、網絡設備和存儲設備等通常被認為是網絡核心機房的關鍵設備。關鍵設備運行所需要的環境因素,如供電系統、制冷系統、機柜系統、消防系統和監控系統等通常被認為是關鍵物理基礎設施。
2. 主機房(Computer Room)
主要用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設備安裝和運行的建筑空間,包括服務器機房、網絡機房和存儲機房等功能區域。
3. 輔助區(Auxiliary Room)
用于電子信息設備和軟件的安裝、調試、維護、運行監控和管理的場所,包括進線間、測試機房、監控中心、備件庫、打印室和維修室等區域。
4. 支持區(Support Area)
支持并保障完成信息處理過程和必要的技術作業的場所,包括變配電室、柴油發電機房、UPS 室、電池室、空調機房、動力站房、消防設施用房、消防和安防控制室等。
5. 行政管理區(AdministrativeArea)
用于日常行政管理及客戶對托管設備進行管理的場所,包括工作人員辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。
6. 冗余(Redundancy)
冗余是重復配置系統的一些部件,當系統中某些部件發生故障時,冗余配置的部件介入并承擔故障部件的工作,由此減少系統的故障時間。
7. N-基本需求(BaseRequirement)
系統滿足基本需求,沒有冗余。
8. N+X冗余(N+X Redundancy)
系統滿足基本需求外,增加了X個單元、X個模塊、X個路徑或X個系統。任何X個單元、模塊或路徑的故障或維護不會導致系統運行中斷(X=1~N)。
9. 容錯(Fault Tolerant)
容錯系統是具有兩套或兩套以上相同配置的系統,在同一時刻,至少有兩套系統在工作,每套系統是(N+M,M=0~N)結構。按容錯系統配置的場地設備,至少能經受住一次嚴重的突發設備故障或人為操作失誤事件而不影響系統的運行。
10. 相對濕度(RelativeHumidity)
相對濕度φ表示空氣中水蒸氣分壓力Ps與同溫下飽和水蒸氣分壓力Pb之比,即φ=(Ps /Pb)×100%。
11. 焓(Enthalpy)
熱力學中表示物質系統能量的一個狀態函數,表示工質所含的全部熱能,等于該工質的內能加上其體積與絕對壓力的乘積,常用符號H表示。
12. 加濕量(Humidification)
指單位時間內加入密閉空間、房間或區域的空氣中的水分,叫加濕量,單位為kg/h。
13. 能效比(Energy EfficiencyRatio,EER)
在額定工況和規定條件下,空調器進行制冷運行時,制冷量與制冷消耗功率之比。
14. 性能系數(Coefficient ofPerformance,COP)
在相關標準規定的名義工況下,機組以同一單位表示的制冷(熱)量除以總輸入電功率得出的比值。
15. 全年能效比(Annual EnergyEfficiency Ratio,AEER)
機房空調進行全年制冷時從室內除去的熱量總和與消耗的電量總和之比。
16 .制冷量或制冷能力(TotalCooling Capacity)
空調在額定工況和規定條件下進行制冷運行時,單位時間內從密閉空間、房間或區域內除去的熱量總和,單位為kW。
17. 顯熱制冷量(SensibleCooling Capacity)
在規定的制冷量實驗條件下,空調機從機房或基站除去顯熱部分的熱量,單位為kW。
18. 制冷消耗功率(RefrigeratingConsumed Power)
在規定的制冷量試驗條件下,機房空調所消耗的總功率,單位為W。
19. 顯熱比(Sensible HeatRatio)
顯熱制冷量與總制冷量的比值,用不大于1的小數表示。
20. 送風量(Indoor DischargeAir-Flow)
空調器用于室內、室外空氣進行交換的通風門和排風門(如果有)完全關閉,并在額定制冷運行條件下,單位時間內向密閉空間、房間或區域送入的風量,單位為m3/h。
21. 冷風比(Cooling-Air Ratio)
在規定的制冷量實驗條件下,空調機的總制冷量與每小時送風量之比,單位為W/(m3/h)。
22. 機外靜壓
機組風機出口處與回風口處的靜壓差,單位為Pa。
23. 機房專用空調(Air-ConditioningUnit Dedicated Used in Telecommunication Equipment Room)
機房專用空調是具有高可靠性、高顯熱比等特點,并具有能自動調節空調參數及進行參數檢測、故障報警顯示和停電自起動等智能控制功能的空氣處理裝置。一般送風量較大,空氣處理焓差小,顯熱比大,適合數據中心機房使用。
24. 能量使用效率(Power UsageEffectiveness,PUE)
PUE=Total Facility Power(數據中心總能耗)/ ITEquipment Power(IT設備總能耗)
25. 熱通道/冷通道(HotAisle/Cold Aisle)
熱通道/冷通道是數據中心的服務器機柜和其他計算設備的布局設計,對于前進風和后出風機柜,相鄰兩列機柜面對面背對背擺放,兩列機柜的進風口通道形成冷通道,出風口通道形成熱通道。熱通道冷通道構造旨在通過管理氣流來節約能源和降低冷卻成本。
26. 乙二醇(或水)干式冷卻器(Glycolor Water Drycooler)
由室外空氣對散熱器內帶有排熱量的乙二醇溶液(或水)進行冷卻的冷卻器。被冷卻的乙二醇溶液(或水)可以用于制冷系統冷凝器的冷卻介質,或者低溫季節用于冷卻機房內的循環空氣。簡稱干冷器。
27. 雙冷源式(Dual Cool)
在風冷式、水冷式機房空調吸熱側的空氣處理通道中,再附加一套冷水盤管,其冷水由其他冷源提供,可實現以不同冷源制冷運行的機房空調機。
28. 自然冷卻(Free-Cooling)
利用室外的低溫空氣作為冷源來冷卻數據中心的方法,可以有效降低數據中心冷卻系統的能耗,減少機械制冷的運行時間。
29. 計算流體動力學(ComputationFluid Dynamics,CFD)
計算流體動力學是以電子計算機為工具,應用各種離散化的數學方法,對流體力學的各類問題進行數值實驗、計算機模擬和分析研究。對于數據中心來講,通過計算流體動力學的方法,動態模擬數據中心內空氣的流動速度、溫度場、壓力分布等參數,可作為設計和優化數據中心空調系統的有效手段。
30. 保護性接地(ProtectiveEarthing)
以保護人身和設備安全為目的的接地。
31.接地線 earthing conductor
從接地端子或接地匯集排至接地極的連接導體。
32.等電位聯結帶 bonding bar
將等電位聯結網格、設備的金屬外殼、金屬管道、金屬線槽、建筑物金屬結構等連接其上形成等電位聯結的金屬帶。
33.等電位聯結導體 bonding conductor
將分開的諸導電性物體連接到接地匯集排、等電位聯結帶或等電位聯結網格的導體。
34.電能利用效率 power usage effectiveness(PUE)
表征數據中心電能利用效率的參數,其數值為數據中心內所有用電設備消耗的總電能與所有電子信息設備消耗的總電能之比。
35.水利用效率 water usage effectiveness(WUE)
表征數據中心水利用效率的參數,其數值為數據中心內所有用水設備消耗的總水量與所有電子信息設備消耗的總電能之比。
36.自動轉換開關電器 automatic transfer switching equipment(ATSE)
由一個或幾個轉換開關電器和其他必需的電器組成,用于監測電源電路,并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換至另一個電源的電器。
37.計算流體動力學 computational fluid dynamics(CFD)
通過計算機模擬求解流體力學方程,對流體流動與傳熱等物理現象進行分析,得到溫度場、壓力場、速度場等的計算方法。
38.雙重電源 duplicate supply
一個負荷的電源是由兩個電路提供的,這兩個電路就安全供電而言被認為是相互獨立的。
39.總控中心 enterprise command center(ECC)
為數據中心各系統提供集中監控、指揮調度、技術支持和應急演練的平臺,也可稱為監控中心。
40.不間斷電源系統 uninterruptible power system(UPS)
由變流器、開關和儲能裝置組合構成的系統,在輸入電源正常或故障時,輸出交流或直流電能,在一定時間內,維持對負載供電的連續性。
41.總體擁有成本 total cost of ownership(TCO)
數據中心全生命周期內,建設費用和運行費用的總和。
42.云計算 cloud computing
一種運算資源服務模式,能夠讓用戶通過網絡方便地按照需要使用資源池提供的可配置運算資源,該資源可以快速部署與發布。
43.數據中心基礎設施管理系統 Data Center Infrastruc-ture Management(DCIM)
44.數據中心選址要求
電力供給應充足可靠,通信應快速暢通,交通應便捷
采用水蒸發冷卻方式制冷的數據中心,水源應充足
自然環境應清潔,環境溫度應有利于節約能源
應遠離產生粉塵、油煙、有害氣體以及生產或貯存具有腐蝕性、易燃、易爆物品的場所
應遠離水災、地震等自然災害隱患區域
應遠離強振源和強噪聲源
應避開強電磁場干擾
A級數據中心不宜建在公共停車庫的正上方
大中型數據中心不宜建在住宅小區和商業區內
45.數據中心機房工程整體解決方案
數據中心由專用配電變壓器或專用回路供電,變壓器采用干式變壓器,并靠近負荷布置
數據中心低壓配電系統的接地型式采用TN系統。若采用交流電源的電子信息設備,其配電系統應采用TN-S系統。
電子信息設備由不間斷電源系統(UPS)供電。不間斷電源系統(UPS)設有自動和手動旁路裝置。確定不間斷電源系統的基本容量時需留有余量。
不間斷電源系統(UPS)的基本容量可按下式計算:E≥1.2PE——不間斷電源系統(UPS)的基本容量(不包含備份不間斷電源系統設備)(kW/kVA);P——電子信息設備的計算負荷(kW/kVA)
測試電子信息設備的電源和電子信息設備的正常工作電源需采用不同的不間斷電源系統(UPS)。
數據中心內采用不間斷電源系統(UPS)供電的空調設備和電子信息設備不應由同一組不間斷電源系統供電。
電子信息設備的配電可采用配電列頭柜或專用配電母線。采用配電列頭柜時,配電列頭柜靠近用電設備安裝。采用專用配電母線時,專用配電母線需具有靈活性。
交流配電列頭柜和交流專用配電母線,配備瞬態電壓浪涌保護器和電源監測裝置,并提供遠程通信接口。當輸出端中性線與PE線之間的電位差不能滿足電子信息設備使用要求時,配電系統可裝設隔離變壓器。
01
數據中心布局要求
數據中心機房建設是一個系統工程,它由主機房(包括網絡交換機、服務器群、存儲器、數據輸入、輸出配線、通信區和網絡監控終端等)、基本工作間(包括辦公室、緩沖間、走廊、更衣室等)、第一類輔助房間(包括維修室、儀器室、備件間、存儲介質存放間、資料室)、第二類輔助房間(包括低壓配電、UPS電源室、蓄電池室、精密空調系統用房、氣體滅火器材間等)、第三類輔助房間(包括儲藏室、一般休息室、洗手間等)組成的。
02
數據中心配置組成
數據中心機房內的各種設備設施配置,提高了數據中心機房的功能,模塊化機房可以根據需要逐步增加和構建獨立的模塊,從而實現現有數據中心的快速建設和快速復制,將大型數據中心劃分為幾個獨立區域(獨立模塊)。各區域的建設規模、用電負荷和資源配置均按統一標準進行設計和建設,集成了機柜、配電、制冷、監控、綜合布線、消防等系統,實現了供電、制冷、管理組件的無縫集成。使模塊化機房實現智能化、高效化運行,使客戶投入最少,獲得更多收入,從而降低運營成本。
03
數據中心建設關鍵
主機房內放置大量網絡交換機、服務器群等,是綜合布線和信息化網絡設備的核心,也是信息網絡系統的數據匯聚中心,其特點是設備24h不間斷運行,電源和空調不允許中斷,對機房的潔凈度、溫濕度要求較高,機房內安裝有UPS不間斷電源、精密空調、機房電源等大量配套設備,需要配置輔助機房,為了方便管理,有時將通信機房與信息網絡機房合在一起建設,使得機房的面積相對較大,此外,為避免人流、物流交叉,機房布局時還應設獨立的出入口,人員出人主機房和基本工作間應更衣換鞋。數據中心機房與其他建筑物合建時,應單獨設防火分區。