數(shù)據(jù)中心由兩個(gè)層面組成——IT層面和機(jī)房設(shè)施層面。機(jī)房設(shè)施的擴(kuò)展性需求，是IT層面的擴(kuò)展性對運(yùn)行環(huán)境的靈活性的訴求。與IT層面的擴(kuò)展性相比，機(jī)房設(shè)施的可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)起來更困難一些，就好比前者是家具，后者是房間。
機(jī)房設(shè)施的擴(kuò)展方式，或稱擴(kuò)容方式，從目前國內(nèi)的情況看，“一步到位”的方式與“逐步升級”的方式，都因用戶需求各異而共存著。實(shí)際上，這兩種方式確實(shí)各有千秋。從機(jī)房設(shè)施的工程實(shí)踐上看，前者易、后者難；從投資風(fēng)險(xiǎn)上看，前者大、后者小；從投資、運(yùn)營的過程和管理上看，前者簡便、后者繁瑣。所以，對于業(yè)務(wù)相對穩(wěn)定的企業(yè)用戶，更愿意選擇前者；而業(yè)務(wù)發(fā)展迅速或市場風(fēng)險(xiǎn)高的企業(yè)，則更愿意選擇后者，即對機(jī)房設(shè)施的可擴(kuò)展性要求高，希望“隨需應(yīng)變”。
用戶對機(jī)房設(shè)施“隨需應(yīng)變”的要求，對機(jī)房的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、運(yùn)行維護(hù)等四個(gè)環(huán)節(jié)及電源、空氣調(diào)節(jié)、防雷、機(jī)柜、監(jiān)控等五個(gè)子系統(tǒng)（有時(shí)將防雷納入電源子系統(tǒng)）提出了挑戰(zhàn)。
一、規(guī)劃
在規(guī)劃環(huán)節(jié)，首先需要在數(shù)據(jù)中心機(jī)房選址問題上考慮擴(kuò)展性的要求，包括對面積、樓層位置、樓層凈高、地面載荷等方面的要求。
如果決定采用單一房間，顯然要考慮未來擴(kuò)容時(shí)的IT設(shè)備及機(jī)房設(shè)備的面積需求；另外可行的方案是，擴(kuò)容時(shí)占用其他房間——在這種情況下，需要同時(shí)對欲占用的房間進(jìn)行同樣的結(jié)構(gòu)評估，包括樓層位置、樓層凈高與承重。
樓層位置主要影響空調(diào)室外機(jī)房的放置問題。一般情況下，空調(diào)室外機(jī)與機(jī)房的垂直距離不宜超過15米，所以機(jī)房的選址樓層多選在距離樓頂、底層或設(shè)備層較近的樓層，并在樓頂、底層或設(shè)備層中預(yù)留足夠的空間，以備未來機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí)，安裝空調(diào)室外機(jī)。 如果未來擴(kuò)容時(shí)計(jì)劃不擴(kuò)大機(jī)房面積，而是增大機(jī)房內(nèi)的設(shè)備密度（或機(jī)架數(shù)量），則必須考慮未來的設(shè)備重量與機(jī)房地板承重。
二、設(shè)備選型
設(shè)備選型環(huán)節(jié)應(yīng)考慮的問題很多，以下分為子系統(tǒng)來討論。
1、供電子系統(tǒng) 從供電子系統(tǒng)來看，需要考慮包括UPS、供電線路、配電線路等在內(nèi)的整體的可擴(kuò)展性。
對于一般規(guī)模數(shù)據(jù)中心機(jī)房來講，可以不考慮擴(kuò)容對電力變壓器的要求，但是需要考慮機(jī)房供電線路的容量問題。由于供電線路的擴(kuò)容改造工程比較復(fù)雜，所以建議在機(jī)房初建時(shí)，應(yīng)預(yù)留能夠滿足未來機(jī)房設(shè)備擴(kuò)容需求的容量，其中應(yīng)特別注意空調(diào)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等其他設(shè)備的負(fù)荷問題。
對于機(jī)房主輸入開關(guān)的配置，有三種方案可以選擇。如果采用“一步到位”的方案，則擴(kuò)容時(shí)不必?cái)嚅_此開關(guān)及上級主開關(guān)，不存在機(jī)房輸入市電中斷的情況，但缺點(diǎn)是在機(jī)房運(yùn)行初期由于開關(guān)容量過大，發(fā)生負(fù)載故障時(shí)，存在動作不靈敏的可能及線路火災(zāi)隱患。采用“逐步升級”即每當(dāng)擴(kuò)容時(shí)更換主開關(guān)的方案，則不存在以上隱患，但缺點(diǎn)是擴(kuò)容時(shí)需斷電。折中方案是根據(jù)擴(kuò)容前后的容量，預(yù)先安裝兩個(gè)或多個(gè)空氣開關(guān)，根據(jù)某一階段的實(shí)際負(fù)載量，啟用一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)空開，這種方式能夠解決斷電隱患和火災(zāi)隱患。
在機(jī)房的設(shè)備投資中，UPS占有很大比重，所以UPS的擴(kuò)展性問題更應(yīng)引起關(guān)注。目前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、電力電子技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，UPS技術(shù)已日瑧完善與成熟，并機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛采用，從而為不停機(jī)擴(kuò)容提供了技術(shù)保障。而模塊化技術(shù)的發(fā)展，則使UPS的擴(kuò)容變得異于尋常地簡便——就像直流電源模塊的擴(kuò)容一樣，推拉之間便可完成增加或更換模塊，完成系統(tǒng)擴(kuò)容或修復(fù)。但是與整機(jī)模式相比，模塊化設(shè)計(jì)的模式的單位容量制造成本較高，并且單模塊的容量不宜做得很大，這使得模塊化UPS更常用于有冗余要求的方案中，尤其是N+1冗余配置的場合，以改善整個(gè)UPS系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 對于UPS輸出配電的選擇也不容易忽視。輸出配電包括配電柜和機(jī)柜內(nèi)電源插排及線纜連接等。
資料顯示，40~50%的負(fù)載斷電故障的原因是由于輸出配電而不是UPS或電池組的問題（數(shù)據(jù)來源：司安瑞咨詢，2004年），而其中有許多案例往往發(fā)生在輸出擴(kuò)容過程中（如支路過載、電源插排接觸不良等問題）。配電環(huán)節(jié)投資比重很低，建議用戶在選用時(shí)應(yīng)注意配電部件的產(chǎn)品品質(zhì)，并且在機(jī)柜內(nèi)杜絕使用非機(jī)柜專用插排，擴(kuò)容前檢測每一支路的負(fù)載電流情況，配電柜應(yīng)預(yù)留足夠支路空開位置，盡量選用可熱插拔的空開等。
2、空氣調(diào)節(jié)子系統(tǒng)
空氣調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心機(jī)房專用空調(diào)機(jī)設(shè)備、新風(fēng)機(jī)設(shè)備等組成的氣流發(fā)生系統(tǒng)以及氣流組織、配送系統(tǒng)。氣流發(fā)生系統(tǒng)用來產(chǎn)生恒溫、恒濕、潔凈的氣流，其容量根據(jù)設(shè)備的熱負(fù)荷決定，擴(kuò)容時(shí)主要考慮空間、承重問題和供電容量等問題（見前文）。
氣流配送系統(tǒng)用來形成合理的氣流組織，將氣流分配、輸送到IT設(shè)備。如果整個(gè)機(jī)房的擴(kuò)容采用不增加面積、而增加設(shè)備密度的方式，氣流配送系統(tǒng)的擴(kuò)容將必須考慮更多的因素。與配電回路中的電阻、壓降可以忽略不計(jì)相反，氣流配送回路中的風(fēng)阻和風(fēng)壓的降落不可忽略，而且可能比負(fù)荷（IT設(shè)備等）本身的風(fēng)阻、風(fēng)壓降落還要大；更嚴(yán)重的是，回路參數(shù)與許多變動的現(xiàn)場環(huán)境條件有關(guān)，如地板開口面積、數(shù)量、位置、機(jī)房密閉程度、IT設(shè)備放置位置、角度、方向、機(jī)鄰機(jī)柜之間的距離和相對位置、機(jī)柜柜門的開孔率、地板高度等等。為了給擴(kuò)容時(shí)提供變化余地，需要在機(jī)房初建時(shí)盡量減少固定風(fēng)阻，如地板下送風(fēng)風(fēng)阻。
減小送風(fēng)風(fēng)阻的方法有：增加高架地板高度（國家標(biāo)準(zhǔn)《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-93》中規(guī)定，地板敷設(shè)高度宜為200～350mm，但國內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)、有條件的用戶已經(jīng)建設(shè)高度為600mm的機(jī)房）；規(guī)范地板下線纜鋪設(shè)工藝；保證機(jī)柜上部凈高以以及回風(fēng)通路載面積。國內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)忽視樓層凈高問題，而導(dǎo)致擴(kuò)容后部分IT設(shè)備運(yùn)行溫度過高的情況，如某地板高度為150mm的機(jī)房，在擴(kuò)容時(shí)被迫遷址的案例。另外常見的案例是錯(cuò)誤選用普通空調(diào)機(jī)而出現(xiàn)擴(kuò)容后無法克服回路風(fēng)阻、提供足夠的風(fēng)量而使IT設(shè)備超溫的情況。
3、機(jī)柜子系統(tǒng) 機(jī)柜子系統(tǒng)越來越受到重視。IT設(shè)備的機(jī)架化勢不可擋，以至于非機(jī)架或設(shè)備（如塔式服務(wù)器）也“借機(jī)”上架了。正如美國可用性研究中心提出的“IT微環(huán)境”概念所提示的那樣，機(jī)架（機(jī)柜）正在成為IT設(shè)備的“新家”，或者說，機(jī)柜內(nèi)的微環(huán)境，才是所謂的“機(jī)房環(huán)境”，更有研究專家稱：“機(jī)柜即機(jī)房”。在某種程度上講，至少在機(jī)房的物理空間層面上講，機(jī)柜確實(shí)可以理解為被“切割成模塊的機(jī)房”。
數(shù)據(jù)中心機(jī)柜的擴(kuò)展性表現(xiàn)在機(jī)柜內(nèi)設(shè)備密度的擴(kuò)展和機(jī)柜數(shù)量的擴(kuò)展。 一般情況下，用戶在機(jī)房初建時(shí)都在機(jī)柜內(nèi)預(yù)留了相當(dāng)寬裕的空間，以42U機(jī)柜為例，通常所有設(shè)備只占據(jù)10～20個(gè)U，所以表面上看，在空間上具有100～200%的擴(kuò)展性。但是，實(shí)際的擴(kuò)展性都遠(yuǎn)非如此樂觀，因?yàn)楸仨殞C(jī)柜的配風(fēng)能力（通常稱為散熱能力）以及配電能力考慮在內(nèi)。
首先，機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備需要溫度、濕度適宜并且風(fēng)量充足的冷風(fēng)（冷空氣），這些冷風(fēng)被機(jī)柜內(nèi)的IT設(shè)備吸入，從而為設(shè)備內(nèi)的部件尤其是CPU降溫。當(dāng)機(jī)柜內(nèi)設(shè)備數(shù)量增加到一定數(shù)量時(shí)，由地板出風(fēng)口送出的冷風(fēng)的風(fēng)量將不能滿足所有設(shè)備的需求，從而形成部分IT設(shè)備配風(fēng)不足而過熱，形成局部熱點(diǎn)。
風(fēng)量的分配由包括出風(fēng)口風(fēng)壓、出風(fēng)口面積等的許多因素決定，在冷風(fēng)從地板出風(fēng)口向上排出后的上升過程中，動壓不斷下降，從而引起位于機(jī)柜不同高度的設(shè)備的配風(fēng)量分布很不均勻。而且，當(dāng)出口風(fēng)速比較小時(shí)，動壓不夠強(qiáng)，冷風(fēng)不能被送到機(jī)柜上部的設(shè)備，使上部設(shè)備過熱；而加大出口風(fēng)速，雖然能夠解決機(jī)柜上部的送風(fēng)問題，但會引起機(jī)柜下部位置的凈壓過低甚至產(chǎn)生負(fù)壓（射流效應(yīng)），從而使下部設(shè)備配風(fēng)不足，引起過熱。
解決機(jī)柜內(nèi)設(shè)備密度擴(kuò)展時(shí)遇到的這種局部熱點(diǎn)問題，可以采用調(diào)配IT設(shè)備位置的方式來解決。例如，把熱負(fù)荷最大的設(shè)備，安裝在機(jī)柜中部位置，以便獲得最大的配風(fēng)風(fēng)量。另外的解決方法是，在機(jī)柜的上部或下部位置，安裝軸向水平的強(qiáng)排風(fēng)扇，增強(qiáng)上部或下部的吸入能力（即減小IT設(shè)備的入口靜壓），從而增加配風(fēng)風(fēng)量。值得注意的是，早期機(jī)柜的頂部通常都安裝有垂直軸向的、向上排風(fēng)的強(qiáng)排風(fēng)扇，但這種風(fēng)扇對目前的標(biāo)準(zhǔn)IT機(jī)柜沒有任何作用，因?yàn)楝F(xiàn)在所有的機(jī)架式IT設(shè)備均為前進(jìn)風(fēng)、后排風(fēng)。
其次，機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備需要供電以及與機(jī)柜外部的通訊聯(lián)絡(luò)。當(dāng)機(jī)柜內(nèi)的IT設(shè)備數(shù)量增加時(shí)，這些線纜、連接端子同時(shí)成倍地增加，從而對機(jī)架式電源排插的容量、插口數(shù)量都提出了擴(kuò)展要求。如果要增加電源排插的數(shù)量，則需要考慮是否有留有空間、在配電柜上是否留有空開及接線位置。機(jī)柜內(nèi)的布線空間也是需要提前考慮的，因?yàn)楫?dāng)機(jī)柜內(nèi)的功率密度提高時(shí)，設(shè)備后部的線纜將明顯增加風(fēng)阻，所以必須考慮線纜管理及走線空間的問題。
數(shù)據(jù)中心機(jī)柜數(shù)量的擴(kuò)展方式，則主要要求機(jī)柜外部的擴(kuò)展條件，考慮問題的內(nèi)容被包含在機(jī)房的擴(kuò)展問題中。
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