关于云计算数据中心电气设计的思考

邵旗力 朱建良 姚杨凤

[摘    要]当今时代是一个信息化的时代，在人们的交流与沟通中都离不开数据信息。为了保证数据信息的传输效率，云计算应运而生，成为了继互联网、计算机后在信息时代的一种新的变革。越来越多的企业也都意识到了云计算的重要性，纷纷成立了自己企业的云计算数据中心，进行信息传输工作。为了保证云计算数据中心的顺利运行，就需要设计安全可靠的电气系统，故文章对企业云计算数据中心电气设计进行了研究探讨。

[关键词]云计算;电气设计;数据中心;自动化设备;网络

[中图分类号]TP308 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–0–02

On the Electrical Design of Cloud Computing Data Center

Shao Qi-li，Zhu Jian-liang，Yao Yang-feng

[Abstract]Today's society is an information age， in the exchange and communication are inseparable from information and data. In order to ensure the communication speed of information and data， cloud computing came into being， which has become a new innovation in the information age after the Internet and computer. More and more enterprises are aware of the importance of cloud computing， and have set up their own cloud computing data center for information exchange. In order to ensure the smooth operation of cloud computing data center， it is necessary to design a safe and reliable electrical system， so this paper studies the design of enterprise cloud computing data center electrical system.

[Keywords]cloud computing; electrical design; data center; automation equipment; network

云計算数据中心主要是通过资源分享来实现交互性和规模经济。根据企业对于信息量的需求不同，云计算数据中心的规模也不同，但是其重点都是需要大量的计算机、电子设备、网络设备等进行操作运行，而这些设备一旦遭遇供电中断或波动、故障，网络出现问题，就会导致数据丢失等严重的后果。因此，云计算数据中心的设计一定和电路，和电力网络供应密切相关。

1 供电系统设计

云计算数据中心中往往包含着许多的电子设备，而电子设备的使用又离不开电力的支持，没有了电，电子设备就只是“一堆毫无生气的机器”，不能对云计算数据中心起到任何作用。由此可见，在云计算数据中心的建设中，供电系统是至关重要的。在进行数据中心供电系统建设的时候，首先要按照国家有关要求确定用电负荷等级，再对相应的系统进行设计，以保证整体供电系统的安全性、合理性。在通常情况下用电负荷量都规定为一级。在对企业的数据中心进行供电系统设计时，要注重机房的负荷量。另外，计算机在运行过程中不能断电，因此需要设置多个电源，以保证在电网供电故障的时候，还有备用的发电机用来维持计算机的正常运行，同时还需要设置多个变压器，减轻单个变压器的负荷承载量，互相备用，确保变压器以及计算机的正常运行，同时能够保证工作效率。

云计算数据中心还应该按照国家的相关规定进行供电系统的设计。企业的云计算数据中心往往设备众多，同时使用的时候功率也会很大，在这种情况下就需要格外注意用电安全，尽可能地减少所需电量，节约资源，降低成本，这也对供电系统的设计提出了要求。

（1）在设计现行状态下的供电系统的时候，应该充分考虑企业未来数据中心的发展情况。

在企业不断发展的过程中，云计算数据中心的系统可能会进行升级，从而计算机的数量、计算机的配置要求等也会提高。因此在设计供电系统的时候，不能只看重当下现有系统的规模，同时也应该考虑未来系统的发展情况，在设计的时候应留出一定空间给未来可能增加的计算机，尽可能地减少不必要的设计，避免随着企业的发展一次次地修改供电系统，这样不仅会浪费人力资源，也不利于企业节约成本。

（2）设计系统时要保证供电系统的安全性。

上文已经阐述过，在多个机器共同运行时，往往会导致电力系统的负荷过大，所以在供电系统建设时，就应该重视其安全性和稳定性。在设计中，可以在配电设备前增加交流连续的UPS电源，以满足数据中心运行的高要求，保证其可以在主电源出现故障、使用备用电源的时候，持续供电，以保证计算机的稳定运行。但是需要注意的是，UPS电源在运行时往往工作声音较大，可能影响员工工作，因此在对企业云计算数据中心进行供电系统设计的时候，一般将UPS电源设置在地下楼层，靠近负荷中心而不影响正常办公的地方。

（3）注意建设数据中心应急供电装备。

云计算数据中心是整个企业进行信息交流的中心，因此在使用过程中，重点就是要保证信息的存储安全、传输顺畅，这就对数据中心的电路和网络有着极高的要求。在运行期间，为了防止因断电而产生的信息数据丢失、信息交流中断等问题，就一定需要设置应急供电系统。一般情况下，是以柴油发电机作为应急电源，这就需要在日常工作中准备好充足的柴油，以备不时之需，并应将其放置在远离电路以及火源的阴凉、安全的地方，并派专人定期进行检查，防止柴油泄露等情况的产生;应急电源的供电量要能够满足全部负荷用电，能至少维持数据中心8h的正常工作，这样才能够使系统运行坚持到正常供电，尽可能对工作不产生损失，保证数据中心的正常运行。

2 自动化设备的网络维护

在云计算数据中心里，所使用的设备都是精密电子设备，而且这些电子设备通常是自动化的，减少了人力成本。在当今这个互联网时代，自动化设备已经与基于云计算的网络平台相结合，这样在工作中就能够更好地将生产中的有用数据挖掘出来，这也正是网络带给人们的便捷之处。因此，在数据中心中对于设备的网络维护十分必要。通常来说，云计算的自动化设备网络维护平台是由总部云端服务器和监控网络两部分组成，监控网络主要是分布在数据中心现场的各个角落，它们通过无线网络与总部终端相连接，由此将运行数据与云端平台进行实时交互。在网络平台的维护中，一方面要重视云端服务器的维护。为避免服务器面临的大量的数据高发问题，就要定期维护服务器的内存数据库，

保证数据的访问与处理速度，清理在运行中所产生的各类“垃圾”、“病毒”，以缓解内存压力，一旦设备网络的运行代码无法满足工作的运行要求，还需要及时更改设计，保证数据中心的正常运行;另一方面要重视监控网络的维护。所谓监控网络，其实质是用于保证自动化设备的正常运行，因此在日常工作中，同样应定期进行检查，并及时观测其监控情况与总部终端的连接情况，以及设备自身的功能是否良好等，只有在日常维护中保证了云计算数据中心网络正常运行速度，才能保证正常的工作不会受到影响。

3 自动化设备的网络控制

网络控制系统主要针对对象是物理设备，而非网络性能，但在整个网络控制中，网络的稳定性仍然是十分重要的部分。对于云计算下自动化设备的网络系统往往具有以下的问题。

（1）云计算数据中心网络数据传输链比较单一，在自动化设备共同运行的时候，可能会无法满足传递数据的交互需求，或者是在传输的过程中，信息传递的速度缓慢，影响了企业正常的工作效率。

（2）在网络世界中，一旦安全管控缺失，云计算数据中心中的信息系统就会受到一定的攻击，这些都会对数据中心的网络产生影响。

为了在运行中避免上面所述问题，系统在对云计算下自动化设备的网络进行控制的时候，需要选取最适合、最能够与设备相匹配的网络系统，并且系统要具有一定的安全性。在设计时，要设计入侵防御系统，防御外来的病毒和“敌人”的入侵。保证网络系统的运行具有一定的安全性，在数据中心运行过程中不会造成工作数据的丢失，阻挡外来的攻击，保证企业信息安全;为了解决传输链单一问题，系统应该设置双路传输链，从而满足系统、设备的数据交互需求，保证数据信息传输速度，对于远程办公还可以挂接VPN，实现总部与数据中心网络设备的安全稳定互连，保证工作效率。

4 生產数据网络存储

在云计算数据中心的运行中，最重要的就是各种数据之间进行相互交流。数据，是运行的基础，因此，在云计算数据中心中对数据的存储至关重要。企业的云计算数据中心应当设立数据存储库，将各类数据按照不同的标准进行分类，这样可以方便后续工作的进行。①对于公司业务相对集中但比较小型的企业，可以采用DAS数据网络存储方案。DAS又被称作直接附加存储，是指将存储设备通过SCSI接口直接连接到一台服务器上使用，该方法成本低，设备简单，但是备份的操作比较复杂，一旦发生故障，就会导致数据不可以访问，相较于其他方法，该方法设备分散，管理比较困难，可能会造成资源浪费;②对于服务器较少但是数据管理要求高的企业，可以采用NAS数据网络存储方案。NAS又称为网络附加存储，是带有瘦服务器的存储设备，其减少了系统开销，对硬件的要求很低，但是当有大量数据流时就会严重影响运行性能，并且存储只能以文件的方式访问，在有些情况下可能会严重影响企业数据中心的工作效率;对于服务器相对集中且对数据中心整体要求高的企业，可以采用SAN数据存储方案。SAN又称为存储区域网，是一种独立于IP网络之外的专用网络，一般采用高端RAID阵列，但是其价格过高，小型企业一般无法承担，在使用中，还要单独建立光纤网络，很难进行异地扩展;④对于服务器较为分散且对数据中心的要求不是很高的大中型企业，可以采用iSCSI数据存储方案。该种方案是最新发展的一种技术，需要管理者以高超的技术进行操作。在使用iSCSI数据存储方案的时候，如果为了追求更加高效的传播速度，而采用了专门的iSCSI网卡，虽然可以减少系统性能开销，但与此同时会增加成本，数据的传播速度也会随着网络状态的好坏而变化。除此之外，为了保证数据存储的安全准确，还需要与上述的几个云计算的数据中心设计方向共同协作，定期对网络进行维护，注重网络的控制，保证电力的正常供应，才能够使生产数据不丢失，保证企业正常运行。

5 总结

云计算数据中心的电气设计是保证整个数据中心顺利工作的重点，只有将云计算数据中心的电气系统设计完好，才能保证从供电、从网络都保证数据中心的顺利运行。本文从云计算数据中心的供电系统、自动化设备的网络维护、自动化设备的网络控制以及生产数据网络存储四个方面对电气系统的设计进行了阐述，希望能够对企业数据中心设计有所帮助，为今后数据中心的发展提供思考方向。

参考文献

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