数据中心基础设施解决方案Word格式文档下载.docx

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3.3可用性级别5

3.4机柜密度与密度分布6

3.5能效使用效率6

第四章初步设计规划6

4.1设计思路6

4.2初步设计规划7

4.2.1垂直空间布局8

4.2.2平面布局9

4.2.3供配电系统10

4.2.4制冷系统11

4.2.5机柜及通道封闭系统11

4.2.4环境、设备及安防的集中监控系统11

4.2.5数据中心运行管理系统12

4.3扩容方案12

4.4方案优势总结12

第五章供配电系统解决方案14

5.1设计思路14

5.2建议方案14

5.2.1方案介绍14

5.2.2配电柜及元器件的选择15

5.2.3配电系统配置清单15

第六章不间断电源解决方案16

6.1设计思路16

6.2建议方案16

3.3.3系统特点及优势18

3.3.4系统配置清单18

第七章机房制冷系统解决方案18

7.1设计思路18

4.2空调系统方案18

4.2.1热负荷计算18

4.2.2空调选型及配置20

4.3新风系统设计22

4.4机房制冷系统配置清单23

第五章机柜系统设计方案23

5.1设计思路23

5.2机柜系统设计方案23

5.3机柜系统配置清单24

第六章监控管理系统系统解决方案25

6.1设计思路25

6.2监控系统设计方案25

6.3监控系统方案特点及优势27

6.4监控系统配置清单27

第一章项目概述

1.1项目描述

公司新大楼预计在2013年初投入运行，为满足新大楼内人员的信息和网络需求，支持周边应用，需要提前在大楼内先建设好一个数据中心，该数据中心预计投运时间为2012年底。

经过通盘考虑，该数据中心的主要应用包括：

∙支持本大楼和周边人员初期1500，远期最多3000个桌面系统。

∙提供100台虚拟服务器，满足大楼和四川周边生产的应用需求。

∙对现有生产数据中心的数据进行备份。

预计40T容量。

∙希望充分利用该机房的物理空间和电力等方面的条件，预留升级能力，远期将该数据中心升级，与现有生产数据中心实现完全互备，形成双机房并列模式。

为保证今后要建设的大型数据中心项目（3000-5000m2）的顺利实施，用户还希望通过此400m2机房的建设，进行一次实践，积累机房设计、新技术运用、建设与运行管理等方面的经验，同时在虚拟化、云计算、整合、备份等方面进行一些应用和尝试。

1.2用户主要关注点

为达到上述建设目的，除了遵循数据中心设计和建设的通用标准外，特提出如下设计与建设要求：

∙分期建设，预留在线扩容与升级能力。

机房设计在容量和冗余性方面必须预留今后在线扩容和升级的能力，例如可支持的负载从240今后可扩容到400。

随着机房所支持应用的重要性的提高，机房的可用性可以从T3升级到T4级别等。

初步要求供配电、机柜系统等一次性建设，但是系统和制冷系统分两期建设。

∙节能高效机房。

运用国内外成熟的新技术，特别是制冷技术，达到在数据中心成长的各个时间段，均能满足<

1.8。

∙专家级运行管理系统。

在目前机房管理人员少、专业程度不够的现实情况下，为提高机房管理水平，积累机房管理经验，特别要求专家级的数据中心管理系统，实现对机房环境、设备、安防视频、资产、能效、空间、容量、变更等的高效管理。

1.3方案设计范围

本方案仅包括基础设施的初步设计和配置清单，即：

供配电系统、不间断系统、制冷系统、机柜系统、监控及运行管理系统。

不包括装饰装修、布线、消防等部分。

第二章项目需求及相关条件分析

2.1需求描述

（需求分析-配置清单，3-5年扩展计划，可用性级别）

根据对需求的分析了解：

第一期负载功率。

将安装新大楼40台新大楼机柜、20台虚拟服务器机柜、20台存储机柜、预计初期实际运行功率约为240。

第二期负载功率。

第二期增加8的机柜20个，到时机柜数量将达到100个，实际运行功率达到400。

机柜类型

数量

功耗

小计

新大楼机柜

40

2

80

虚拟服务器机柜

20

3

60

存储机柜

5

100

第二期机柜

8

160

总计

400

2.2扩展计划

项目建设分两期：

第一期80个机柜，负载为240。

第二期增加20个机柜，负载增加到400。

2.3供电情况分析

（市电输入路数，变电站，发电机，变压器，功率，接地系统，防雷系统。

）

新大楼配置两路市电，每路为数据中心预留1200容量。

按照功率因数0.9，安全负载率85%，值<

2.0保守计算，可以支撑的负载至少为1200*0.9*852=459。

满足前面计算出来的远期额定负载400的要求。

新大楼目前无发电机配置。

配电房位于负一楼。

电缆通过强电井进入各楼层配电房。

2.4场地环境描述

（承重，面积，层高，净高，室外机位置，运输通道，运输方法，防水，门窗，进水与下水，强电井，弱电井，其他管道井，电信接入点。

新大楼数据中心位于大楼二楼，层高5.4m，长34m，宽12m，总面积408m2。

承重设计为10002。

室外机位置，可以就近安放在旁边裙楼楼顶，与本机房齐高，面积足够。

因此，本机房物理环境条件很好。

2.5特殊设备需求

（小型机，刀片式服务器，高端交换机，存储柜体。

该数据中心均采用标准的机架式安装设备，无特殊要求，其中有部分刀片式服务器，安装上要求较深的机柜（1200深）。

需要考虑今后新的设备的安装要求。

2.5行业规范分析

（可用性级别，架构喜好，布局规定，产品技术偏好。

由于本数据中心部分应用为生产，因此对可用性要求高，可按照至少T3级别考虑。

同时，用户所属行业对品牌及售后有较高要求，只接受国际一流品牌。

2.6维护管理需求

该公司机房管理人员均为背景，公司内部也没有强电或其他专业人员，因此下面几点在机房建成后的维护管理方面显得尤为重要：

1.用户不需要进机房在远端通过一台电脑一个界面就可以看到机房各个子系统的运行情况，包括：

供配电，制冷，机房温湿度，机房视频安防等；

2.能够提供预报警功能，在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前发出报警提示，提醒用户尽快整改，避免断电、过温停机等更大事故发生。

3.根据数据中心所提供业务的重要性，当出现问题后，需要设备公司能提供快速维护响应的能力。

2.6需求总结

通过上述分析，为保证业务的正常运行，该数据中心需要建设供配电系统（包含市电配电、和电池等）、制冷系统、机柜系统和监控管理系统，而且各系统应满足以下需求：

供配电系统：

需充分考虑负载以后的扩展、升级，并预留备用容量；

系统的输出功率能够根据负载量的变化在线的增加或减少；

制冷系统：

根据机房的实际情况设计合理的冗余和送回风路径，使其能可靠、高效的运行；

考虑到负载以后的增长，制冷系统的制冷容量能在线扩容和提供机柜级别的制冷；

机柜系统：

本机房具有刀片式服务器、机架式服务器和小型机设备，安装在标准的42U服务器机柜（网络布线机柜）或独立的柜体里面。

不同于传统的塔式设备，必须为标准42U服务器机柜（网络机柜）和独立的柜体提供机柜级别的解决方案。

满足机柜内各种负载的配电、制冷、走线等需求；

监控管理系统：

能在同一个界面对机房的供配电、制冷和安防通过网络进行远程监控；

能够在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前通过邮件、短信等方式发出报警提示。

第三章确定总体设计目标

根据本机房的现实物理环境情况，以及预计的初期和远期负载的要求，结合目前国内外数据中心基础设施的研究白皮书、最佳实践，提出如下总体设计目标：

3.1数据中心额定容量

数据中心负载额定容量500。

100个机柜。

根据大楼配电预留功率1200，机房面积408m2，负载初期240，远期400的负载需求，决定搭建最大额定容量为500的基础设施框架，以保证最大负载时不超过80%的负载率。

3.2成长计划

采用可在线扩容升级的架构。

在数据中心各个时间段都保持合理的可用性和冗余度。

空间布局设计按照100个机柜来做布局。

初期启动容量为300，初期布局80个机柜。

二期增加20个机柜，扩容到500容量。

3.3可用性级别

考虑到本数据中心部分应用与生产有关，因此，对可用性要求较高，按照至少T3可用性级别进行设计。

3.4机柜密度与密度分布

根据对负载分析，决定采用3种功率密度组。

其中60个机柜为3功率密度，20个机柜为6功率密度组，20个机柜为9功率密度组。

共计100个机柜。

机柜的功率密度与机房布局、机柜配电、制冷系统的设计密切相关。

3.5能效使用效率

确定年平均1.8，避免不同时间、不同负载率、不同季节时瞬时的差异。

为了实现节能减排，展现本企业的社会责任感，降低数据中心运行耗电量，减少运行电费成本，要求达到上述战略设计目标。

第四章初步设计规划

4.1设计思路

究竟应该采用怎样的解决方案呢？

让我们首先看看在数据中心基础设施设计过程中主要面临的几个问题：

∙负载容量难于估计。

不能准确估计初期和今后数年内的设备真实负载情况，从而不能确定基础设施的容量和规模。

∙机柜功率密度难于估计。

很难估计每个机柜的初期功率密度以及今后密度的变化情况，这使得机柜级的制冷系统和供配电系统的设计非常困难。

∙扩容困难，灵活性差。

基础设施的扩容或机房的改造是非常麻烦的事情，工期很长，需要作出的调整很多，甚至要求现有系统断电停止运行。

∙数据中心效率低，运行成本高，全寿命周期高。

建设数据中心需要不少投资，而运行数据中心也需要花费大量的金钱，随着能源价格的不断上升，电费的增长是一个必须被考虑的因数，国家对二氧化碳排放的限制以及节能减排的企业责任的要求，都导致我们必须仔细考虑数据中心的运行效率，关注值。

而传统的一次性投入的基础设施设计模式将会造成很长一段时间内负载率都比较低，低负载率将带来低效率和高运行成本。

必须采用合理规划的模式。

∙维护困难，操作复杂。

传统的基础设施设备均为非标准化设计，要求专业技术人员才能进行维护。

这会使得故障恢复时间漫长，降低数据中心可用性。

目前基础设施的架构有两大模式：

∙采用分离部件，一次性搭建模式。

现场人工施工环节多，施工技能要求高。

系统总体负载率低，运行效率低，运行成本高。

扩容复杂。

∙采用模块化组件，分期分批构建模式。

现场施工环节简单，施工技能要求低。

任何时间段均能保持较高负载率，运行效率高，运行成本低。

扩容简单。

为解决上述问题，显而易见，采用集成的、模块化、标准化、预制化的组件式的分批分期建设模式，是数据中心基础设施解决方案的合理架构。

这种架构的系统能够为用户搭建高可用的、灵活的、绿色的数据中心。

数据中心实际是由三大系统构成的：

建筑物、系统、基础设施系统。

在设计的时候，这三大系统之间的关系必须遵循一个原则，即低关联度的原则。

如果这三者互相之间关联度高，意味着系统互相之间会有很多要求，例如，基础设施采用下走线方案