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商业楼宇中IDC建设的挑战日期：2012-06-18 09:16:40 来源：现代数据中心摘要：随着信息技术的快速发展，信息化的应用越来越广泛，很多企业信息化的应用已成为企业构建其核心竞争力的利器，数据中心是IT的基础和支点，对于现代企业来说，其重要性就像人的“心脏”。标签： 数据中心 楼宇 建设 随着信息技术的快速发展，信息化的应用越来越广泛，很多企业信息化的应用已成为企业构建其核心竞争力的利器，数据中心是IT的基础和支点，对于现代企业来说，其重要性就像人的“心脏”。然而，在城市特别像北上广深这样的超级大都市中的商业楼宇中，如何规划建设一个安全可靠、节能环保又管理灵活的数据中心呢？我们都要依据什么样的标准？会有哪些局限和挑战？规划的原则和考虑的系统有哪些？在城市高度密集而又专业开放的东方之珠香港，其大部分IDC都建设在商业楼宇之中，她们有哪些经验值得我们借鉴？本文将从四个方面对以上问题做简要论述，希望能抛砖引玉，引起大家讨论，共同进步。一、数据中心的建设规范与标准数据中心的概念诞生至今已经有半个多世纪，但是由于它是涉及到建筑、机械、电子、计算机和行为科学等多学科的一个复杂的系统工程，到目前为止全世界还没有一个大学开设 “数据中心”这样一个专业。专业人士需要潜心研究十几年才能略通数据中心一二，作为普通用户面对变幻莫测的局面如何不至望洋兴叹？我们认为，需要做好两点：一是找一条好船，这是指找到真正专业的公司，专业的事情应该让专业的人来办；二是找一个引路的灯塔，这是指要确定数据中心建设的标准与规范，这样以终为始，可以顺利抵达理想的彼岸。由于数据中心涉及的学科繁多，造成与数据中心关联的标准与规范也有上百项之多，我们推荐大家特别关注的有以下几项：1、电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008这是由中华人民共和国工业和信息化部主编，由中华人民共和国住房和城乡建设部批准，并于2 0 09年6月1日开始施行的中华人民共和国国家标准。该规范将电子信息机房划分为A、B、C三个级别，如表一所示。我们首先来看A级机房，它的冗余级别是容错级2(N+X)，供电保证2(UPS+发电机)，可用性级别为4个9，但系统一年仍然可能有26分钟的停机时间。这样的停机时间客户要考虑是否能够接受。同时网络需要两条独立链路，对很多客户现有条件也是个不小挑战。再来看看C级机房，它对环境的要求为：1828，35%75%RH 。这反而成为现在大规模互联网商用如腾讯数据中心的实际温控范围，常年运行节省了大量电力能源，而安全性也有很好的保障。2、电子信息系统机房施工与验收规范GB50462-2008这也是由中华人民共和国工业和信息化部主编，由中华人民共和国住房和城乡建设部批准，并于2 0 09年6月1日开始施行的中华人民共和国国家标准。该规范主要针对施工和验收，与设计规范共同形成一个完整的规范体系。这个体系就是我们国内指导建设数据中心的纲领性文件。3、数据中心通信基础设施标准TIA-942这是由美国电信产业协会和TIA 技术工程委员会编写，美国国家标准学会(ANSI)于2005年批准颁布的，国内同行习惯称该标准为TIA-942。该标准将数据中心划分为四个等级。T4标准要求所有部件均有冗余，线路为2(N+1)，可用性级别也是4个9，年均停机时间约为24分钟。可以看出中国国家A级机房的标准引用和参考了T4标准的部分内容。有意思的是，国际IT巨头IBM基于它多年建设和运维数据中心的经验，提炼了独特的数据中心标准，分为六级：Level1、Level2、Level2+、Level3、Level3+、Level4。其中，Level3+是指任意数据中心元件均可以在不间断运行的时候进行维护，这是IBM最独特，也是有别于国际标准的地方。4、美国绿色建筑评估体系LEED认证LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)由美国绿色建筑协会建立并于2003年开始推行，是一个评价绿色建筑的工具，是对多种类型建筑均适用 、提供实用且可量化评估的绿色建筑解决方案 。它的宗旨是：在设计中有效地减少环境和住户的负面影响。目的是：规范一个完整、准确的绿色建筑概念，并防止建筑的滥绿色化。在我国相对应的是绿色建筑评价标准GB50378-2006.5、信息安全实用管理规则ISO27001信息安全管理实用规则ISO/IEC27001的前身为英国的BS7799标准，该标准由英国标准协会(BSI)于1995年2月提出，并于1995年5月修订而成的。1999年BSI重新修改了该标准。BS7799分为两个部分： BS7799-1，信息安全管理实施规则 BS7799-2，信息安全管理体系规范。 第一部分对信息安全管理给出建议，供负责在其组织启动、实施或维护安全的人员使用;第二部分说明了建立、实施和文件化信息安全管理体系(ISMS)的要求，规定了根据独立组织的需要应实施安全控制的要求。需要说明的两点是：一是数据中心建设规范与标准定义的等级高低并不完全代表机房的先进性的高低，甚至应该反向理解，所谓规范与标准其实是应该遵守的最低要求。日新月异的新技术和产品正在把数据中心的先进性不断推到更高的地步。二是数据中心的级别不同，则一定意味着投资的不同，企业完全没有必要去盲目追求高级别，而应根据企业的具体需要去规划建设一个最合适自己的数据中心。二、在商业楼宇中建设数据中心的局限性1、商业楼宇的位置与周边环境数据中心主要是为精密的IT设备提供的信息基础设施，目前IT设备的核心是半导体中央处理器芯片。半导体的物理特性决定了它的安全运行需要一个特别的物理环境，电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008 对此有明确的说明。同时，数据中心的操作和管理人员也需要一个安全、健康和卫生的工作环境。所以，数据中心应选择自然环境清洁、交通方便的地方，应尽量远离有害气体源、粉尘、油烟及存放腐蚀、易燃、易爆物的地方，应尽量远离强振源和强噪声源，应避开强电磁场的干扰。2、数据中心在商业楼宇中的位置选择数据中心要远离娱乐场所，选层应尽量避开客房楼上或混在客房中间，或与商业、娱乐、网吧等相邻，以防止信息受到干扰(或泄漏)，以及火灾危害的影响，无法避开时应采取相应的技术措施。 在同层则应选择受阳光照射较少的北面，以减少能耗的可能损失。对于采用风冷精密空调系统的，需要考虑室外机的安装位置。一般情况下多数品牌的专用空调机对室外的安装高度有限制，室外机组相对室内机上设高度在15米内，下设高度35 米，铜管等效距离不大于60米。对于楼层高度的要求，计算机机房的净高依机房面积大小而定，一般为净高为2.6m3.2m(架高地板至天花高度)。对楼板荷载要求，依区域功能而定，一般参数如下：主机房：8001000kg/;UPS室：8001000kg/;电池室：1600kg/;空调设备、供电设备用房的楼板荷载应依设备重量而定，应 800kg/或采取加固措施。对运输通道的要求，需要满足设备和施工的要求。3、外部资源商业楼宇对于建设数据中心来说，外部资源主要有三个：电力、水源和网路。应确保外部资源的充足、稳定和可靠。4、防水、防火、防雷与安全管理数据中心需要具备抗台风能力、抗雨水能力、抗洪能力、抗渗漏能力。在共用楼层建设机房时，应依据计算机场地安全要求，和机房对大楼建筑防火的要求，进行楼层和位置的选择，必要时对围护结构墙及楼板等，采取相应的防火措施。对于防雷与接地，计算机系统的直流接地阻1 ，安全保护地阻 4 ，防雷保护地阻 10。同时，数据中心往往只占有商业楼宇部分位置，整个楼宇人员安全管理对数据中心的安全运维也是巨大挑战。以上四个方面对于一个具体的商业楼宇中的数据中心项目来说，都难全其美，都各有其局限，都构成大小不同的实际挑战。三、在商业楼宇中规划数据中心的基本原则1、 总原则-“三环理论”三环理论，首先是由行为学家提出来的。行为学家在研究刺猬行为的时侯，发现一个有趣现象，就是刺猬在不管遇到外界任何刺激和挑战的时候，总是立即蜷缩起身体，以自己的锋利的刺来面对。可以说是，以一招应万变！那么，人在面对潮来潮往、变幻莫测的人生时，是否也可以有一招仅守的原则？行为学家和管理学家经过大量研究之后，提出了三环理论。第一个环，是指一个人最喜欢的事物;第二个环，是指一个人最能干的事情;第三个环，是指终生持续的盈利性。在三环相交的核心部分，就是一个人一生可以仅守的人生或者说事业的方向。每个人都可以用“模拟带行李航行”的方法找到自己的三环核心，之后你就可以不必在意“这世界变化快”，一天累的要命的去追赶潮流。因为你内心有一个自己的世外桃源，你在干自己最喜欢干的事，而这又是你最能干的事，更何况你一辈子还不用担心经济问题。这是一个伟大的发现和总结，对个人，对企业都有高度的现实指导意义！2008年，天安源第一次将三环理论引入到数据中心领域，在全国率先提出绿色数据中心的建设“三环理论”，这里第一个环代表安全可靠;第二个环代表绿色高效;第三个环代表灵活管理。三环交集的核心部分就是新一代绿色数据中心应遵循的建设总原则。2、“机房随IT而动，设计应从芯开始”数据中心主要是为精密的IT设备提供的信息基础设施，这个功能定义决定它对于IT的从属和随动性质，所以数据中心设计应该从芯开始，这个芯就是目前IT设备的核心半导体芯片以及IT设备本身。在物理形式上，现代IT设备的发展主流有以下特点：1)设备机架化，带来单个机柜的设备高密度和机柜单元的高密度;2)IT设备多电源化，多需要2N供电系统支撑。所以，我们在设计数据中心的时候，就应该首先考虑和理解客户的业务和IT规划;其次就是要规划好IT设备居住的机柜内的物理支撑、供电、散热和布线，这就是所谓的“IT机柜微环境”;第三才是机房层面的十大子系统环节。3、关注“IT机柜微环境”IT设备机架化的趋势产生了RLU( Rack Location Unit机柜定位单元)的概念，这就是“IT机柜微环境”。它为IT设备提供：空间、重量支撑、供电、制冷、连通性需要和安全性需要，是IT设备真正居住的物理空间。而机房则为RLU提供物理大环境。4、关注“气流组织、模块化和机柜黄金模数”在合理规划好“IT机柜微环境”之后，就进入到机房平面布局的合理规划。在数据中心十大子系统中，由于冷气不像电力可以规矩地在电缆中流通，而且能耗占比约40%，所以气流组织的规划最为重要。冷热通道的设置和封闭，合理的模块设置，以及在中大规模时计算出一个房间单元的机柜黄金模数对于绿色节能将带来巨大帮助。5、关注数据中心和服务器的能效比目前市场和客户都已比较接受能效比PUE值的概念，但是比较忽视IT设备自身的PUE值，同时也比较忽视在设计阶段进行模拟推算，等到数据中心落成，达不到理想的PUE值，很多东西已改无法改。四、香港之他山之石可以攻玉香港是东方之珠，其城市商业楼宇高度密集，而数据中心市场又专业开放。香港大部分IDC都建设在商业楼宇之中，她们有哪些经验值得我们借鉴?今年(2012年)一季度，天安源专家组系统地参观和考察了香港十个重要的数据中心，包括：汇丰银行、新世界电讯、太平洋电讯PACNET、日本电讯NTT、野村证券、美国EQUINIX、亚洲脉络、中信电讯、中国电信香港、银联国际。在这十个数据中心中，有2个是专门的数据中心建筑，有独立的院落，有4个是建在高层商业楼宇中，有4个是建在中高层的仓储建筑物中。其中有两个数据中心达到T4标准、两个达到T3+标准、四个达到T3标准、还有两个达到T2+标准。下面我们根据数据中心标准的十大子系统，分别简要介绍香港同行的一些亮点做法。1、装修及承重地面全部采用欧美品牌防静电地板，除一家升高为30cm外，其余全部在60-1000cm之间；天花只有5家采用欧美品牌铝扣天花，其它没有吊天花；隔断全部采用欧美品牌彩钢板，与其它区域接壤处隔断都采用了活动式钢板隔断， 隔断与高层幕墙之间设有U型导水槽，以便幕墙渗水检修；主设备全部做好了承重加固以及高层防震紧固。2、机柜及PDU由于香港地少租贵，不适宜机械加工，没有本地的机柜工厂。我们以为数据中心机柜会采购完全标准的机柜，事实出乎我们意料，他们基本都是根据国际机柜标准和自身要求来定制服务器和网络机柜。并且全部接受和使用专业PDU，品牌则多来自在大陆生产的规范品牌。3、供配电系统目前香港电力供应市场由两家电力公司垄断经营。中华电力有限公司供电给九龙、新界、长洲、大屿山、喜灵洲、东平洲;香港电灯有限公司则供应给港岛、南丫岛和蒲台岛。供电质量都比较稳定。十个数据中心系统全部采用：UPS+自备油机，有4个项目油机放置在屋顶。 储油时间最少的为2小时，都有2个协约油站。自己完全掌握供电自主权，但储油量又没有过分，这一点给我们留下深刻印象。4、UPS供电UPS品牌集中度不像北上广深，主要集中于国际三大品牌，而是出现较多英国和意大利的一些品牌，多年运行效果也很好。高频机成为主流，后备时间小于1小时较多。有六个数据中心已使用精密配电柜。5、精密空调系统大量采用大楼冷冻水冷源，机组冗余配置十分充分。像UPS一样，紧密空调的品牌集中度也不大，甚至有几个在大陆闻所未闻的品牌。重视气流组织，冷热通道已成主流，但封闭单元还没有运用。室内机组有4个项目与主机房独立开来，风冷室外机安装处理则很多样，甚至有一个项目只利用楼道散热。6、新风系统所有项目都重视新风系统，但在商业楼宇中的数据中心受条件限制，新风主要采自楼道，经过滤降温处理后压进机房。7、机房布