数据中心同类问题之剖析

2014-08-15国家图书馆于洪波

智能建筑与智慧城市 2014年2期

文│ 国家图书馆于洪波

北京安特灵公司赵建杰

1 引言

在信息时代的今天，数据中心可以理解为多功能的建筑构成，可容纳多服务器、通信设备和人机对话终端，使用环境、使用条件相同或相近，以及安全管理需求方面的“集合体”，并不仅仅是一些服务器的集合，实践证明这样理解和配置的集合，便于运行、使用和维护。笔者通过多年的实践和测试，对数据中心同类问题进行了研究，提出以下问题予以剖析和讨论。

2 建筑构成情况

（1）数据中心的采光面选择，要设置于建筑物背阴的一侧，尽量减少阳光辐射而产生的热量，用于减少日常运行过程中制冷消耗的能源，这样的考虑，对数据中心建成后长期运行的能耗成本降低十分有利。

（2）建在大楼的一层为宜，并且不要设在建筑物用水楼层的下方，避免一旦上层出现跑水、冒水、滴水、漏水时殃及数据中心的运行，造成大规模的损失，这种类型的损失程度将无法预测，须全力避免这种情况的出现。

（3）排烟气的出口位置，设置在机房的上部，排除废气的出口设置在机房的下部，设备必须具有排烟、除气功能，有些早期建设或改建的数据中心往往忽略这个问题。

（4）数据中心的扩展问题，数据中心如果需要扩充容量，应及时有效地予以扩展，如果没有扩充的余地，将对扩充后的集中管控造成麻烦，因为数据中心的不断扩充是当今信息时代发展的必然趋势。

（5）关于运行职守的问题，人机结合是各类控制室运行的基本模式，人员在岗情况、出警情况和值守人员的值守情况等，都是必须记录和掌控的重要内容，24小时昼夜运行的职守人员，要全程监控整个系统设备设施的运行情况，而系统的视频设备又全程记录值守人员的运行情况，这是一种人机互锁、闭环监视、可全程掌控的必要手段。当前端发生问题时，整个存储设备能够实现前端情况和后台情况双调看的功能，便于对各类案件的深入调查、研究和取证，而清晰有效的保存和调阅这些内容，就是十分必要的保障环节。

3 数据中心温/湿度

（1）数据中心机房的设计与温度、湿度的环境要求有关，且应远离腐蚀气体、易燃易爆物；腐蚀气体随着新风吸入机房后会对计算机设备和人员健康造成危害，同时不洁净的空气也会对计算机设备的运行造成不良影响，还会对机房内精密空调、新风机等设备的过滤网等造成污染。

（2）温度和湿度必须要严格控制，最大变化速度每小时为5℃（9℉）；最大露点为2l℃（69.8℉），干球温度为20℃～25℃（68℉～77℉），以提供可连续运行的温度和湿度范围。数据中心必须要求具有干净、洁净且湿度得到控制的环境。忽视湿度控制会造成一系列的严重问题，包括IT设备和基础设施的损坏。在大多数情况下，数据中心最佳的相对湿度（RH）范围为40%～55%。如果RH降低到不合格的水平，主机房内绝缘体的静电电位就大于1000V，从而引起静电荷的聚集和释放，设备设施长期处在这样的环境里，会影响其正常运行。

（3）噪声、计算机系统停机时，机房内的噪声在主机房中心处测试应小于6SdB（A）。

（4）其他方面，无线电干扰场强，其频率在0.15MHz～1000MHz时不应大于126dB，磁场干扰场强不大于800A/m。主机房地面及工作台面的静电泄漏电阻应符合现行国家标准《计算机机房用活动地板技术条件》GB 6650-1986的规定。

4 存储

存储市场将继续经历飞速的变革，这些变革由存储资源网络化所推动。有存储区域网络、网络连接存储和IP存储等企业需要采用新方式从所存储的信息中收集业务情报。

磁盘的运行模式可以在全体磁盘同时运转或是单个磁盘顺序运转，前者响应速度快，但磁盘长期运行的故障率高，后者响应速度慢且磁盘长期运行的故障率低。当前技术已经做到了休眠运行的状态，这样系统中的硬盘不再像原来传统硬盘，只要系统开通运行，全部的硬盘就开始高速运转，一直运行到完全损毁为止。而现有技术是改变且完善了运行和使用条件，硬盘数据存满后就自动转入到休眠状态，这种休眠状态使旋转电机不用高速运转，但是硬盘始终保持在预备状态下运行，休眠以后如果系统需要使用，硬盘可及时响应，即可高速旋转，系统不工作或使用完成后，硬盘可以再度转入到休眠状态，这样的使用情况对降低温升、提高保障程度、降低故障率、提高硬盘的寿命、节约运行成本、延长整个系统的生命周期都极为有利。

5 直流电配电和管理系统的情况

数据中心大部分电子元件都是由低压直流电源驱动运行，引入高压单向和三相交流电源，经降压器处理达到所需电压。每次转换都会导致电量消耗，据统计，即使是现今最好的转换器其最高转换率通常也只有98%，而小型转换器只达到95%的效能，如果涉及到的转换步骤为N次，那么理论的计算值就是98%的N次方，这种情况的电能损失将会较大。因此，在这种设备上的电力配送，可以通过内置于设备构造之中的转换器一次实现，而大型铜制汇电板则负责高压电流直流电的配送，实践证明这是目前比较好的节能措施之一。

7 电源管理

数据中心的配电电源和备用电源都是非常重要的保障设备，如果无故停电其损失是非常巨大的，若是金融界的现场交易环节则更为严重。配电电源和备用电源的分工如下：配电电源负责日常的供电保障，备用电源是在配电电源发生故障时，及时切换补充自动提供，其切换的“时间”和保障的“时长”都有规定，必须满足整个系统运行要求。“切换时间”用于保障系统在电源转换时，运行系统不会出现瞬间故障，“保障时长”用于抢修配电恢复系统以及有效保存重要数据的时间。