一、小型數(shù)據(jù)中心的定義
數(shù)據(jù)中心(Data Center)是大范圍協(xié)作的特定設備網(wǎng)絡，用來在Internet網(wǎng)絡基礎設施上加速信息的傳遞。又可以細分為企業(yè)級數(shù)據(jù)中心、其他數(shù)據(jù)中心等。
企業(yè)數(shù)據(jù)中心(Enterprise Data Center， EDC)通過實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義與命名規(guī)范、集中的數(shù)據(jù)環(huán)境，從而達到數(shù)據(jù)共享與利用的目標。企業(yè)數(shù)據(jù)中心按規(guī)模劃分為部門級數(shù)據(jù)中心、企業(yè)級數(shù)據(jù)中心、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心以及主機托管數(shù)據(jù)中心等。其中互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center， IDC)是一種以電信級機房設備向用戶提供專業(yè)化和標準化的數(shù)據(jù)存放業(yè)務及其它相關服務的中心。用戶可通過數(shù)據(jù)中心的主機托管、整機租賃、虛擬主機等服務，并租用數(shù)據(jù)中心的技術力量，搭建自己的互聯(lián)網(wǎng)平臺。
其中，隨著時間的推移，小型數(shù)據(jù)中心的指標定義也不斷在變化，在2-3年前，100平米以下的可以定義為小型數(shù)據(jù)中心，但是隨著機房逐漸的集中化、大型化，當前200平米以下的面積的機房定義為小型數(shù)據(jù)中心更為貼切。具體劃分請參看下表：
二、構建小型數(shù)據(jù)中心的幾個核心要素
整體設計
1、選址問題數(shù)據(jù)中心具有極高的安全性要求，一旦發(fā)生問題將會影響社會的正常生產(chǎn)、生活。因此，即使發(fā)生諸如地震、水災、雷擊等自然災害和機器設備發(fā)生故障、火災等偶然事件，數(shù)據(jù)中心也必須具備很高的安全可靠性以保證業(yè)務不會停止。提高安全可靠性可通過各種手段實現(xiàn)，比如構筑具有冗余性的系統(tǒng)和構筑較易修補故障的系統(tǒng)等等。但是數(shù)據(jù)中心地理位置的合理規(guī)劃對提高“災害回避性”是極為重要的。在調(diào)查用地位置有關項目和用地本身的性狀時，必須對自然條件和社會條件從過去到未來進行多方面研究。
其中，《電子計算機機房設計規(guī)范》(GB 50174-93)中規(guī)定，電子信息系統(tǒng)機房位置選擇應符合下列要求：◆水源充足，電力比較穩(wěn)定可靠，交通通信方便，自然環(huán)境清潔;◆遠離產(chǎn)生粉塵、油煙、有害氣體以及生產(chǎn)或貯存具有腐蝕性、易燃、易爆物品的工廠、倉庫、堆場等;◆遠離水災隱患區(qū)域;◆遠離強振源和強噪聲源;◆避開強電磁場干擾。
另外國內(nèi)《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》(GB 50174—征求意見稿)應該很快就會有個明確的結果，里面會對選址有更詳細的說明，在這里不再贅述。
ANSI/TIA-942-2005標準附錄F中關于選址的有關參考：◆數(shù)據(jù)中心不應靠近附近機場的飛行航線。
◆與鐵路及及高速公路距離大于800m，以保證降低化學物質(zhì)濺落危險。
◆與軍事基地距離大于800m，與核設施、國防設施等大于1600m.◆其它注意事項：污染風險/接近警察局、消防隊、醫(yī)院、地區(qū)規(guī)劃、多路接入、震動問題、環(huán)境問題。
2、數(shù)據(jù)中心規(guī)劃與設計建設的數(shù)據(jù)中心應當滿足當前與未來的需要，在規(guī)劃時，要注意以下幾點需求：
A、解決系統(tǒng)過熱問題傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍存在局部過熱的問題。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心因設計不合理而制冷不能按實際設備的需要進行分配，導致總體能源浪費高且存在局部過熱而宕機。機房空調(diào)設置不合理，沒有采用機房專用的精密空調(diào)，而是直接采用了家庭舒適性空調(diào)。電源線纜布放過細，存在重大的安全隱患。沒有配備保障電源，機房的設備安全運行無法保證。
科學的數(shù)據(jù)中心動力配置，成本會在建設初期提高，相比由此帶來的系統(tǒng)穩(wěn)定運營帶來的業(yè)務高可靠性，同時體現(xiàn)出的節(jié)能減耗帶來的低成本價值。
B、解決系統(tǒng)宕機問題大量企、事業(yè)等都會自己建設或者通過電信服務商，IDC運營服務商等擁有自己的機房，但是由于各種原因會出現(xiàn)數(shù)據(jù)中心停機和暫時關閉的情況，會給企業(yè)帶來不可估量的損失。第一、建立自身的災備中心，除了IT支撐之外，災備中應該加入業(yè)務影響分析、策略制定、業(yè)務恢復預案、人員架構、通信保障、第三方合作機構等，成為業(yè)務連續(xù)性規(guī)劃(BCP)。第二、對關鍵設備進行N+x冗余備份，盡量減少在設備自身的問題。
C、注重整體的綠色節(jié)能問題所謂數(shù)據(jù)中心的“綠色”，業(yè)界標準并不統(tǒng)一，也沒有形成可以參考的規(guī)范。筆者認為，綠色標準可以體現(xiàn)在兩個方面：第一、整體設計的科學合理和設備的節(jié)能環(huán)保。綠色應該體現(xiàn)在通過科學的機房配置建設設計或改善，來形成動力環(huán)境最優(yōu)化的配置，實現(xiàn)初始投入最小化;在保障機房設備穩(wěn)定運營的同時，達到節(jié)能減耗;同時服務器、網(wǎng)絡存儲等設備要實現(xiàn)最大化的效能比。第二、滿足IT環(huán)境的基本運營，同時確保可擴展性。要合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的使用壽命，爭取達到總體TCO最小化。
D、關注數(shù)據(jù)中心的重點設計為規(guī)范電子信息系統(tǒng)機房設計，確保電子信息系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運行，做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、節(jié)能環(huán)保等要求。
●機房雖然是按照重要性進行分級，但不同級別的機房，其投資、系統(tǒng)冗余和能耗是不同的。級別高的機房，系統(tǒng)冗余較高，相對來說，其投資和能耗也較高。在滿足系統(tǒng)可靠性的前提下，合理確定機房等級和系統(tǒng)配置，可以降低投資，減少能源消耗。
●當機柜內(nèi)或機架上的設備為前進風/后出風方式冷卻時，機柜或機架的布置宜采用面對面、背對背方式。
●A級和B級電子信息系統(tǒng)機房的主機房不宜設置外窗。當主機房設有外窗時，應采用雙層固定窗，并應有良好的氣密性。
●空調(diào)設計應根據(jù)當?shù)貧夂驐l件，選擇采用以下節(jié)能措施：大型機房宜采用水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng);北方地區(qū)采用水冷冷水機組的機房，冬季可利用室外冷卻塔作為冷源，通過熱交換器對空調(diào)冷凍水進行降溫;空調(diào)系統(tǒng)可采用電制冷與自然冷卻相結合的方式。
●主機房和輔助區(qū)內(nèi)的主要照明光源應采用高效節(jié)能熒光燈，其鎮(zhèn)流器的諧波限值應符合國家標準GB17625.1的規(guī)定，燈具應采用分區(qū)、分組的控制措施。
(二)產(chǎn)品選擇與布局
1、電源選擇針對小型數(shù)據(jù)中心，UPS等電源系統(tǒng)應該采用節(jié)省空間的緊湊式設計，具有內(nèi)置旁路維護開關以及可擴展的電池，盡量降低用戶的總體擁有成本。還應具有用戶友好的智能及系統(tǒng)管理功能。
采用產(chǎn)品應該兼顧產(chǎn)品的成本和性能，達到IT管理人員對總體擁有成本的需求，在一些小型數(shù)據(jù)中心，IT管理人員常常必須自己對部分電源解決方案進行管理和維護，身邊沒有電源專業(yè)人員，所以采購產(chǎn)品要性能非常良好，同時易于管理。
所選產(chǎn)品還應配有范圍廣泛的可選附件，如具有環(huán)境監(jiān)測功能的網(wǎng)絡管理卡。利用這種網(wǎng)絡管理卡，用戶可以對UPS進行遠程或基于Web的管理。能夠與系統(tǒng)管理器整合，實現(xiàn)對整個數(shù)據(jù)中心的輕松管理。
2、空調(diào)的選擇數(shù)據(jù)中心各設備產(chǎn)生的熱量需采用空氣冷卻的方法去解決，數(shù)據(jù)中心的最佳制冷設備就是機房專用精密空調(diào)。數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡系統(tǒng)的IT硬件運行時會產(chǎn)生大量集中的熱量，同時對溫度和濕度的變化也極其敏感，溫度和濕度的輕微浮動，就可能導致系統(tǒng)發(fā)生嚴重問題;在IT設備機房中，熱負荷幾乎全部來自IT硬件、照明設備、支持設備和發(fā)動機散發(fā)的顯熱，IT設備機房含有很少的潛熱，因為人員較少，外部空氣有限，物理結構上還往往含有防潮層。
●對于東北地區(qū)的城市來說，四季分明，冬天溫度相對比較低，所以不適宜使用水冷系列，自然冷卻冷水主機加冷凍水機組的節(jié)能效果很明顯，耗電量明顯減少。
●對于華北地區(qū)的城市而言，自然冷卻冷水機組加冷凍水機組可以比普通冷水主機加冷凍水機組節(jié)能30%，和其他空調(diào)系統(tǒng)相比耗電量也明顯減少，節(jié)能效果顯著。
●對于平均溫度很高的華東、華南地區(qū)的城市，水冷冷水主機加冷凍水機組的系統(tǒng)總投資較少，在計算設備制冷總功率和耗電量時，直接蒸發(fā)式機組較高，水冷冷水主機加冷凍水機組系統(tǒng)較風冷直接蒸發(fā)式機組要節(jié)能可達到20%左右。
3、設備的布局A、機柜擺放在現(xiàn)代機房的機柜布局中，人們?yōu)榱嗣烙^和便于觀察會將所的的機柜朝同一個方向擺放，如果按照這種擺放方式，機柜盲板有效阻擋冷熱空氣的效果將大大折扣。正確的擺放方式應該是將服務器機柜面對面或背對背的擺放方式擺放，這樣變形成了冷風通道和熱風通道，機柜之間的冷熱風不會混合在一起，形成短路氣流，大大提到制冷效果，保護好冷熱通道不被破壞。
B、IT設備擺放隨著服務器的小形化、高密度化、刀片式服務器的產(chǎn)生，這些服務器擺放的位置越來越不容IT管理者的忽視，高功率設備發(fā)熱量大，比普通IT設備可能要高1倍或更多，如果將這些高功率負載和高密度的服務器組合擺放在一個機柜內(nèi)，這樣便會出現(xiàn)一個高密設備度群形成了一個巨大的發(fā)熱群體，這種情況最容易導致數(shù)據(jù)中心的局部熱點，IT管理人員不得不降低整個機房環(huán)境的溫度或是添加專門的制冷設備，來處理這個局部發(fā)熱點;針對這樣的問題，可以將這些高功率設備和高密度服務器均分在每個機柜內(nèi)，這樣就不會出現(xiàn)高功率高密度設備群，也無法形成數(shù)據(jù)中心的熱點和冷卻的難點，將降低制冷設備運行費用和采購費用。
三、構建小型數(shù)據(jù)中心的幾個需注意的問題
1、基礎設施與動力環(huán)境設計、安裝合理第一，數(shù)據(jù)中心應配置保證電源，至少配置N+x的UPS電源，確保市電中斷以后能確保設備正常運行。如果條件可以，應該再配置一臺發(fā)電機，確保市電中斷時間過長造成的影響。
第二，數(shù)據(jù)中心要配置機房專用的精密空調(diào)，并做好整體監(jiān)控，能夠根據(jù)機房環(huán)境和濕度的變化隨時對空調(diào)的運行進行調(diào)節(jié)。
第三，數(shù)據(jù)中心要建設專用的送風通道。數(shù)據(jù)中心的設備由于能耗大，發(fā)熱量也大，下送風方式效果最好，因此必須在機房設置地板，建立專用的下送風通道。
第四，要進行專門的規(guī)劃。要根據(jù)公司的發(fā)展做好規(guī)劃，最好能對機房進行全面的規(guī)劃，然后根據(jù)業(yè)務發(fā)展的需要分步實施。只有這樣，機房的建設才會正規(guī)，才不會出現(xiàn)電源線纜發(fā)熱的情況。
2、重點關注耗能的各個部分，嚴防超標第一、IT設備系統(tǒng)。由服務器、存儲和網(wǎng)絡通信等設備所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心機房所需的總功耗的50%左右。其中服務器所占的總功耗為40%左右，另外10%功耗由存儲設備和網(wǎng)絡通信設備均分。
第二、空調(diào)系統(tǒng)。由它所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心機房所需的總功耗的37%左右。其中25%左右的功耗來源于空調(diào)的制冷系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗，12%左右的功耗來源于空調(diào)送風和回風系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗。
第三、UPS供電系統(tǒng)。它們的功耗約占機房總功耗的10%左右。其中7%左右來源于UPS供電系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗，3%左右來源于UPS輸入供電系統(tǒng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗。
第四、照明系統(tǒng)。它約占數(shù)據(jù)中心機房所需的功耗的3%左右。
3、注重數(shù)據(jù)中心的整體成本，達到最大效用比構建小型數(shù)據(jù)中心更應該注重節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展，因為隨著業(yè)務的發(fā)展，機房隨時可能進行改建和擴建。數(shù)據(jù)中心的建設不僅僅是服務器、存儲等設備的性價比問題，數(shù)據(jù)中心本身的建設也要遵循環(huán)保規(guī)范。一般來說，一提起數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保措施，人們首先想到的就是減少能耗、增添能效、減少空調(diào)數(shù)量以便節(jié)省能源等，措施基本都集中在對硬件設備的改造上。軟件同樣也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能環(huán)保的主要手段。軟件為綠色數(shù)據(jù)中心做的最大貢獻體現(xiàn)在，軟件可以改變數(shù)據(jù)中心中數(shù)據(jù)系統(tǒng)的架構，從而帶來服務器使用數(shù)量以及服務器中各種硬件設備的減少，由此實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的目標。
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