浅谈中职学校新型模块化机房建设

念云

摘要：大中专职业院校作为教育前沿阵地，持续为国家和社会提供大量的综合性人才。学校网络机房作为数据处理中心，承载着满足全校师生教学、科研、办公等海量数据存储和分析需求的重任。随着大数据、云计算、互联网+的爆发，传统网络机房已经远远落后于信息技术的发展，运行速度慢、存储容量小、数据处理能力弱、能源消耗大、投资预算高、扩容能力差、占用空间大等缺点，已成为制约教学与科研发展的重要因素之一。因此，学校网络机房建设和应用也应与时俱进，符合当前信息技术发展需求。以下，将以我校为例，在基础架构及施工技术两点上简略谈谈在新信息时代下，应该如何建设一个适合我校教学、科研发展需求的标准化网络机房。

关键词：信息技术；模块化机房；子系统

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0142-02

我校为中等规模中专职业学校，在校学生约为4000人，结合我校实际情况及网络机房工程发展趋势，建设一个先进、合理、高性价比符合《电子信息系统机房设计规范[GB50174-2008]》的B级标准模块化无人值守机房，可基本满足我校各种终端设备使用现状，适应未来多年的发展需求。

如下图所示，模块化机房作为当前一个相对新兴的技术解决方案，将UPS系统、供配电系统、制冷系统、综合布线系统、监控安防系统、消防工程系统等各个子系统标准化、模块化。在预制工厂里将各个系统模块工程化，而后即插即用，搭积木一样把各个子系统模块集成一起，形成一个集装箱式的机房。建成后的机房具有高效安全、平滑扩容、节能环保等特性，最大程度的保障计算机系统、数据库、网络硬件设备安全、可靠、高效、低耗、环保地运行。

就信息技术发展现状而言，模块化机房建设还处于新事物、新技术阶段，其发展建设还处于不断的优化、完善和成熟过程。为建设好一个现代化的模块化机房，在前期基础架构设计上必须考虑及遵循以下一些基本原则：

1）整体性

在机房建设中，所有子系统既相互独立又互相制约，每个子系统互为牵制而后成为一个整体，因此在建设时需要统一规划，兼容通用技术，协调制定信息标准以及各系统模块之间的接口标准。机房使用的软硬件应该有通用的或公开的标准接口和协议，以使各系统兼容平稳运行。

2）可靠性

为保证模块化机房内各个设备及各项业务的稳定运行，避免单点故障，基础设施整体必须具有高可靠性。通过对模块化机房系统进行总体设计，在关键子系统及分系统设备上采用硬件备份、冗余、容错等可靠性技术。

3）实用性和先进性

模块化机房中各模块应尽量采用当今世界技术成熟但又相对先进水平的技术设备，构建合理的树形架构体系，不但要满足当前需要，并且能够适应信息技术发展，在机房扩展性方面要满足可预见的将来需求。在不影响现有业务前提下能平滑地扩容升级，提高系统性能和质量，保证系统的前瞻性。

4）经济性

在机房设计建设过程中应以项目投资性价比为重要参考指标，软硬件设备和材料的选择必须遵守性价比优先及市场上容易采购的原则，使资金的投入产出比达到最大值。同时，尽可能满足较低的运营维护成本，提高机房的整体效能与经济效益。

5）可管理性

作为模块化机房，各个子系统集成在一起，既独立又制约，因此数据中心的运行管理至关重要。必须要建立起一套智能化，可视化集中监控管理系统，实时监测机房运行中的一切状况，并可以进行远程管理和故障诊断，这样可以迅速定位故障，提高运行性能和服务质量，简化机房管理人员的维护工作，为数据中心安全、可靠的运行提供最有力的管理保障。在产品和解决方案设计充分考虑日后管理维护的方便和科学性，充分做到各系统的监测、监控、监管的集中统一管理。

6）安全性

安全性是机房建设的核心，所谓机房的安全，不但指在具体的硬件保安措施上，更体现在计算机数据的安全性上，系统要求能够及时自动发现故障，将故障的影响和波及面减至最小程度与最小范围，保障机房数据安全，更要保障工作人员操作的安全。

7）环保节能性

计算机机房应充分体现绿色环保意识，加强环保措施，采用绿色材料，使用节能产品，使其真正体现现代化机房的节能性、环保性。模块化机房建设完成后，作为一个整体运行系统能有效利用能源，达到高效、环保、节能的目的。

在遵循以上基本的设计原则同时，为实现这个易安装易维护易管理高效率低能耗的系统健康良性运行，模块化机房各主要子系统在建设施工过程中还应考虑及注意以下一系列细节问题：

1）供配电系统

据我校机房设在实验楼5楼的位置特点，设计从实验楼配电房的两个不同配电柜分别接入主备两路电源供电，两路供电可通过实验楼配电柜进行自动或手动切换。计算机系统配置双冗余（以上）总线式在线 UPS 系统作为不间断电源保障，电池后备时间2小时以上。配电柜设置电流、电压表以监测三相不平衡度，单相负荷应均匀地分配在三相上，三相负荷不平衡度应小于15%。配电柜内保护和控制电器的选型应满足规范和设备的要求。配电柜应有充足的备用回路。配电柜进线断路器应设置分离脱扣器，以保证紧急情况下，切断所有用电设备电源。

在其他用电方面，机房照明、空调、消防应为独立的供电系统，与设备供电分开。机房须配备应急照明系统，当照明用电故障时自动开启，至少50%灯具自带蓄电池或接入ups电源，当市电线路停电而我校柴油发电机还没启动供电的时间内这些灯具可暂时保证机房内工作的照明要求。配电系统应设置和消防系统的联动装置，可在发生火灾，气体喷放时自动切断动力供电和不间断电源（UPS）输入输出供电。

2）防雷接地系统

我校处于东南沿海地带，夏季多雷电高温天气，所以机房应按二类建筑物防雷等级设计，采用联合接地，机房接地与实验楼联合接地网连接，接地电阻小于 1 欧姆。建立三级防雷系统，以防浪涌、间接和直接雷击，确保机房设备的安全。

3）精密空调、新风系统

精密空调采用下送风、上回风的空调方式，按照N+1（以上）标准进行冗余配备，机柜按照冷热通道布置，风口地板布置在冷通道，以充分利用空调送风达到制冷效果。防静电活动地板下的静压箱按照机柜划分区域进行隔断，合理设计送风距离，减少回风循环风阻，降低风机工作损耗。

维持室内正压所需新风量，保证室内人员所需新风量，应按工作人员每人40m3/h 计算。机房区新风经管道均匀的送至房间内，新风管道做保温处理，新风机与管道连接和管道与风口连接处做软连接和防震处理，易于后期维护。

根据规范设置消防排风系统，将灭火后产生的气体通过设置在房间下部的百叶风口从室内抽出，排风量按规范不小于 5 次换气量计算，该系统应由消防控制系统实施控制。

4）安防系统

按照设备布局在每个通道及主入口门设置视频监控系统做到无死角监控，在设备机房主入口通道门内设置红外防盗报警系统，有外人闯入能立刻报警。在监控机房设置视频监控系统及门禁系统，能实时监控并存储在数字硬盘，图像信息可以设置保存天数，能自动清除。具有消防报警联动功能，机房停电或火灾报警时，门禁能自动打开。安防监控、门禁系统须提供数据通讯端口，将来可与机房集中监控管理系统相兼容。

5）综合布线系统

布线时，必须特别注意对光缆、线缆的保护，桥架必须要有加固。在规定的间距内必须对桥架进行接地处理，在连接处进行线缆焊接，确保桥架的接地良好性。避免光缆、线缆损坏，线槽、桥架必须具备防虫、防鼠、防电磁干扰、防雷、防漏电功能。桥架设置必须充分考虑未来的设备拓展需求，一次性架设。

6）机房环境监测控制系统

对机房配电、UPS（电池）系统的重要部位，进行数据监测，包括开关通断状况、电压、电流、频率、负载功耗。设定正常值，出现异常及时报警。实时监测机房温度、湿度，通过智能数据接口监控空调各部件（压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、回风温湿度、滤网等）的运行状态与参数，并设故障报警。可远程修改空调设置参数（温度与湿度），实现空调的远程开关机。

通过智能数据接口与消防系统报警控制器连接，同步报警。通过智能数据接口与安防监控、门禁系统进行同步管理。实时采集各子系统运行数据，一旦发现异常情况，系统自动执行预定的控制策略，同时启动报警。

7）消防系统

机房灭火系统采用七氟丙烷管网灭火，烟感和温感探头分层监控（静电地板下、静电地板上以及吊顶内部）。气体灭火保护空间需考虑抗静电地板面下、抗静电地板与吊顶间、吊顶内部三部分。根据国家规范设置温感探测器、烟感探测器，机房入口处设置放气指示灯、紧急启停按钮。气体消防联动系统可自动和手动启动气体灭火，机房入口上方设置放气指示灯，气体灭火系统喷放时，放气指示灯点亮提醒人员放气勿入。机房内外均设置声光报警器，机房气体灭火喷放前发出声光报警提醒人员疏散。非消防电源的切断采用总线制模块联动，发生火灾时由火灾报警控制器发出信号联动切断。

随着经济的发展和国家科教兴国战略的实施，校园网络中心机房建设已逐步成为学校基础建设重要组成部分，更成为一个学校教育信息化、现代化的重要标志。笔者认为，在建设时只要严格执行以上各细节问题，则应能较好的建设好我校网络中心机房，满足我校的日常需求，在较长时间处于业界的领先水平。

参考文献：

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[2] 陈恩，钟根仔，江用胜，等.大功率电子设备冷却系统设计[J].流体机械，2014，42（5）：84-87.

[3] 陈峰.网络核心机房设计指南[M].北京：化学工业出版社，2011.