机房建设论文网络中心机房建设的若干关键问题研究

1、机房建设论文：网络中心机房建设的若干关键问题研究摘要：网络中心机房是一个信息网络系统的关键所在，为了把中心机房建设成为一个安全、稳定的场所；在分析影响网络中心机房建设的各种因素的基础上，重点对其中比较重要的供电电源、空气调节、电磁屏蔽、防雷防灾、集中监控等几个方面进行了较深入地探讨；实际应用效果表明，在机房建设过程中把以上几个问题解决好基本上就可以保障网络中心机房能够安全、稳定地运行。关键词：机房建设 电源 空气调节 电磁屏蔽 防雷 监控0 引言网络中心机房是一个信息网络系统的核心，运行着大量的网络设备、服务器以及存储设备，是关系到信息网络系统安全运行的重要场所。近年来，由于机房建设问题而引起

2、的设备或系统故障时常见诸报端，机房建设的有关问题也越来越引起各单位网络建设人员、网络管理人员的高度重视。网络中心机房建设是一项系统工程，涉及因素包括温度、湿度、洁净度、电磁场强度、屏蔽、防漏水、电源、照明、防雷、防静电、接地、消防及安全保卫等，忽视其中任何一项，都有可能带来无法弥补的损失。本文将重点讨论供电电源、空气调节、电磁屏蔽、防雷防灾、集中监控等因素，并通过一个实例展示应用效果。1 网络中心机房建设的几个关键问题1.1 供电电源机房电源的不间断稳定供电是保障机房设备安全运行的基础，一旦机房电源突然停电，硬件设备和软件系统都将突然停止运行，造成的损失不可估量。因此，必须对电源的安全稳定供电

3、给予足够的重视。现代机房通常采用ups（不间断供电系统）电源系统来保证不间断稳定供电，ups的选用应考虑以下几个问题。1.1.1 市电接入方式。应保证双回路市电输入，最好采用多回路市电输入，从而降低市电断电所带来的风险。1.1.2 ups供电方式。ups供电方式有单机供电和双机冗余并机供电两种方式，单机供电方式只能保证单台ups的稳定供电，而双机冗余并机供电方式能保证一台ups不工作的情况下也能稳定供电。因此，有条件的情况下，应尽量采用双机冗余并机供电。1.1.3 ups结构的选择。目前大功率ups从结构上来讲分为两种，传统结构柜式ups和新型模块化热插拔式ups。模块化热插拔结构的ups采用

4、热插拔模块更换的方式进行维修，可以方便地进行功率扩容，且采用冗余备份的输出方式，能有效降低系统的总体断电风险，缺点是目前价格较高。因此，在有资金保证的情况下，应优先选择模块化热插拔结构的ups。1.1.4 ups 功率大小的确定。机房的实际最大使用功率应为ups单机设计功率的50% ，即确保平时工作时双机的平均负载为ups单机设计功率的25%。当机房的实际最大使用功率大于ups单机功率的50%时，应对ups的主机功率进行扩容。1.1.5 电池容量的选择。ups电源一般采用铅酸免维护蓄电池为后备能源，目前市面上与ups配套的蓄电池一般为12v，7ah-100ah。电池容量应按照实际负载来计算，不

5、能按照满载来计算，因为ups本身就不允许工作在满载情况下。除以上几个问题外，还应考虑后期维护问题，以及在机房配备维修用的不经过ups的独立电源插座。1.2 空气调节空气环境的好坏对机房的安全运行至关重要，空气环境的调节主要依靠空调制冷系统和新风置换系统来实现。其中空调制冷系统的主要作用是调节机房的温度、湿度条件，新风置换系统的主要作用是向机房输送具有一定洁净度的新鲜空气。1.2.1 空调制冷系统的选择。近年来，随着机房设备数量的不断增长和新技术的应用，性能优越的制冷系统变得前所未有的重要。选择空调制冷系统应考虑的因素主要有计算机设备的功耗、发热量、设备的洁净度要求、设备进出口空气的温差以及机房

6、内环境温度、湿度等。对于大中型网络中心机房来说，最优的运行环境是温度在2224之间，相对湿度在35%50%之间，空调制冷系统应选用能够满足上述要求的成熟产品，资金充裕的单位应优先考虑使用精密空调。1.2.2 新风系统的选择。为保持机房内的正压和湿度要求，机房必须补充新风，并对新风进行过滤，使之达到一定的净化要求。新风量的计算要适宜，新风量偏小时，将造成机房内氧分压偏低，不利于工作人员的健康；而新风量偏大时，造成不必要的能源消耗。建议按维持机房所需正压值和每人40m3/h两项中的较大值计算新风量。由于维持机房正压所需新风量难以计算，根据经验及参照洁净室的设计，可按1-2次换气/h来计算新风量。若

7、机房四周围护结构的密封性较好，可采用1次换气/h来计算新风量；若密封性较差，可适当提高换气次数并采取密封措施。1.2.3 此外，防尘也是机房空气调节应考虑的重要因素。如果一个机房的空气洁净度不够，设备表面就会产生灰尘，影响散热，在夏天灰尘碰到冷凝水会产生酸性或碱性的混合物腐蚀设备，进而危害设备的安全运行。因此，应采取一定措施保证机房的密闭性，防止灰尘进入。实践经验表明，比较有效并且节能的措施是对机房的空间围护结构采取密封措施，特别应注意活动地板下和吊顶内的密封，所有穿过机房围护结构的管线敷设后均应将孔洞封堵严密防止漏风。1.3 电磁屏蔽计算机及网络设备运行时存在着大量的电磁辐射和电磁泄漏，对工

8、作人员的人身安全、各种设备的运行安全以及信息网络的信息安全都构成了重大威胁。因此，在进行机房建设时，必须做好机房的电磁屏蔽工作，防止电磁辐射和电磁泄漏。电磁屏蔽是以电磁屏蔽体隔离的原理控制电磁场干扰由一个区域向另一个区域感应和辐射传播。如果电磁屏蔽做的好，则既可以防止来自机房外部的电磁辐射干扰，又可以防止机房内部产生的数据信息通过电磁辐射向外传播。电磁屏蔽的建设主要包括两方面的工作，一是屏蔽层的设立，二是屏蔽层接地。屏蔽层的设立。设立屏蔽层的关键在于屏蔽材料的选择，屏蔽材料一般可选取铜、铅、铝、铁等导电率较高的普通金属材料，要求较高的也可以采用玻莫合金、铁硅硼合金、磁钢等比较高端的材料。在实际

9、应用中，由于资金以及施工工艺的限制，不可能将面积达上百平方米甚至几百平方米的机房使用金属屏蔽层包裹起来，通常的做法是天花采用铝合金板吊顶，地板采用含金属屏蔽层的防静电地板，机房四壁则采用在墙壁内埋设镀锌铁丝网来作为网状屏蔽材料，这样在机房空间的六个面就形成了一个封闭的屏蔽层。屏蔽层接地。屏蔽层要有良好的接地才能达到理想的屏蔽效果，因此屏蔽层建设要充分考虑接地问题。对于墙壁内的网状屏蔽层而言，四个立面的屏蔽层之间要采取焊接的方式连接在一起，以保证等电位；每隔3米左右还要设置接地引线，引线必须与屏蔽网焊接牢固，以确保屏蔽网成功接地。铝合金吊顶骨架和防静电地板的支撑架同样要连续接地。实施机房屏蔽层接

10、地工作还需要注意，机房屏蔽层接地不能与防雷接地连接，也不能与机房设备接地连接，以防止雷电入侵和影响机房设备的正常运行。1.4 防雷防灾各种自然灾害、人为灾害都有可能对机房的安全造成不利影响，严重的甚至会造成设备损毁、网络瘫痪、数据丢失等灾难性后果。虽然灾害发生的概率较低，但是一旦发生就有可能造成难以估量的损失，因此在机房建设中必须对防止自然灾害和人为灾害引起足够重视。在各种灾害中，雷击对机房的危害最大，雷击造成的过电压会导致计算机系统设备损坏甚至系统瘫痪。雷击对机房形成的危害主要有两方面，一是直击雷所产生的电磁场在机房供电系统中可能产生浪涌过电压；二是感应雷，即雷电在附近的架空线路、埋地线路、

11、金属管线等类似的传导体上产生感应过电压。感应雷击对微电子设备， 特别是计算机设备和网络设备危害最大，据资料显示，机房雷击中有80%是由感应雷引起的，因此感应雷防护是机房防雷的重点。机房的防雷措施主要包括电源系统防护、信号系统防护、接地系统及等电位连接三个主要方面。 电源系统的防雷措施：电力电缆应埋地引入室内，埋地长度应大于15米，电源系统的各级配电柜之前以及重要用电设备应安装相应的电涌过电压保护器，按层层防护、分级泄流的原则，在各个界面进行相应的分级保护，最好为3级防护甚至更多，有效减小雷击电流的能量，限制雷击高压脉冲，使之小于被保护设备的承受能力，从而有效预防雷击电波从电源系统侵入，保护供电

12、、用电设施。信号系统的防雷措施：通信系统中各种计算机、控制终端、监控系统、终端设备等各系统之间的通信连线纵横交错，非常复杂，有的连接线很长，这些通信连接线易受到雷电电磁脉冲的感应和影响而侵害设备，所以在各种设备的信号线进线端口和信号线外引端口应设置信号电涌保护器。接地系统及等电位连接措施：为了防止雷电电磁脉冲对电子机房的辐射干扰，提高电子机房的屏蔽功能，所有与建筑物组合在一起的大尺寸的金属件，包括走线架、机架、金属通信管道、金属门窗等，都应等电位连接在一起，并与接地系统相连。接地系统的好坏将直接影响到防雷的效果，一般防雷接地电阻要求小于10，电气接地电阻小于4，当采用联合接地方式时，接地电阻小

13、于1。其它各种灾害对机房的安全运行也都会造成不同程度的威胁，威胁较大的灾害主要有地震、火灾、水灾、盗窃、人为破坏等，对于这些灾害的防范均应在进行机房建设的过程中给予充分考虑，可采取建筑抗震、提高防火等级、加装防盗报警设施等措施来提高机房的防灾水平。1.5集中监控对机房环境与机房设备进行集中监控是目前比较先进的机房监控方式，与专人值班定时巡查的方式相比，这种监控方式不仅可以大大减轻管理人员的负担，而且可以做到及时排除故障，对事故发生的时间及责任也可以进行记录、分析，从而显著提高机房环境与设备的监控与管理水平。因此，对机房环境与设备进行集中监控和科学管理是机房建设应当考虑的重要问题。机房的集中监控

14、系统一般应包括以下几个方面：ups监控、空气环境与空调监控、漏水监测与消防监控、门禁系统监控、远程监控。ups监控。目前的ups生产商通常都提供用于监控的通信协议及智能通信接口，在机房集中监控系统中可以利用这些协议和接口实现对ups的监控，一旦有部件发生故障，系统应自动报警。为了及时掌握ups的运行状态，机房集中监控系统还应当提供ups的各种电压、电流、频率、功率等实时运行参数。空气环境与空调监控。空气环境监控主要包括温度和湿度两方面，温度、湿度过高或过低都会严重影响机房设备的运行效率，甚至有可能造成设备宕机、网络瘫痪等重大事故的发生，因此，对机房的空气环境进行监控是十分必要的。对于面积较大的

15、机房，由于气流及设备分布的影响，仅仅根据精密空调的回风参数来了解整个机房的温度、湿度值是不够的，应当通过适当加装温度、湿度传感器来采集机房关键部位准确的温度、湿度，从而让管理员了解机房各点的实际温度、湿度。此外，监控系统还应全面监控空调各部件的运行状态与参数，并可通过监控系统或通过网络远程来调节空调的运行参数。漏水监测与消防监控。由于机房地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，一旦漏水，后果将不堪设想，因此对机房内的漏水状态进行实时的检测是十分必要的。漏水监控的方式一般是采用耐腐蚀、高强度的感应绳与控制器及其他附件，用漏水绳将有水源的地方围起来，一旦有液体泄漏接触到漏水绳，控制器就会发出警报，及

16、时通知有关人员排除。机房的消防监控既可以单独作为机房集中监控的一部分，也可以作为机房所在建筑物的一部分，根据实际需要来处理。门禁系统监控。为提高安全性，门禁系统设计时采用控制与读卡分开的结构，门外安装读卡器，室内隐蔽处安装门禁系统控制器，防止有人通过技术手段破坏并非法入侵，门禁系统具体由控制器、感应式读卡器、电锁和开门按钮、通信转换器组成。进入机房的人员必须刷卡并通过身份验证才能通过门禁系统，在此过程中读卡器读取卡中的信息并发送到门禁系统主机，主机检查卡的合法性，然后决定是否进行开门动作。门禁系统还应该提供通过联网的计算机进行出入人员管理的功能。远程监控。远程监控就是管理人员在任意地方通过计算

17、机远程监控机房动态情况，监控系统应能及时发现和响应非常情况，保证机房正常工作。远程监控系统主要由一体化球形摄像镜头、云台、视音频编解码器、硬盘录像机组成。应该注意的是，摄像头的安装一定要确保镜头能够覆盖整个机房范围，且系统应该可以根据需要进行告警录像、定时录像和手动录像，并能在局域网、广域网上传输。图像资料采用数字化方式存储备案，如遇特殊情况，做到有案可查，并可以把相关资料提供给相关部门。机房集中监控系统中所有的监控设备应通过通信转接器与监控主机相连，并且能根据需要设置相应的告警值，由监控系统提供相应的语音提示。机房一旦出现问题，集中监控系统应当通过弹出警告信息、发出声光警报、拨打电话和发送短

18、消息等多种方式通知管理人员，被通知者则可以通过集中监控系统及时了解机房发生的故障部位，通过网络远程进行有关参数设置的修改。2应用实例我校于近期进行校园搬迁，并新建了网络中心机房，老校区的中心机房则同时废弃，没有备用系统，因此网络中心机房的新建必须充分保证整个校园网的安全、稳定、不间断运行。为了按时完成新中心机房的建设任务，我们在项目规划过程中即对上述五个问题进行了比较深入地研究，并在新机房的建设过程中认真贯彻研究结果，取得了良好的应用效果，具体如下：供电电源：采用双回路市电、ups双机冗余并机供电方式，且选用模块化热插拔式ups；空气调节：选用了性能较好的精密空调和新风系统，并且采取了严格的防尘措施；电磁屏蔽：通过铝合金板吊顶、含金属屏蔽层的防静电地板、机房四壁在墙壁内