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高校綠色數據中心建立實用論文
隨著高校網絡及信息化建設的不斷深入和發(fā)展，各種 IT 設備不斷增加，做為 IT 基礎設施的數據中心機房正在承受著越來越大的壓力，供電、制冷、承重、消防、網絡布線、備份和管理運維等方面問題不斷出現，很多原有數據中心機房無法滿足需要，新建數據中心機房已經成為近年來很多高校信息化建設中的重點任務。高校與電信運營商的數據中心對比高校數據中心與盈利性電信運營商數據中心在建設目的、建設與使用方式、安全標準、管理維護都有不同。
1. 建設目的：高校數據中心為學校信息化建設內部服務，不以盈利為目的，高校信息化建設方興未艾，需求多樣化明顯，及時性要求高;電信數據中心則按商業(yè)化運行機制為全社會單位提供服務。
2. 建設與使用方式：高校數據中心機房數量少，設備種類復雜，單一機房容納網絡、服務器、存儲、高性能計算等全方位 IT 設備，單一機房承擔任務多，但規(guī)模相對不大;電信數據中心機房數量多，規(guī)模大，設備按使用性質、類型或特定機柜專門存放和使用。
3. 安全與節(jié)能：由于預算限制和建設目的，以往高校數據中心機房包括供電、制冷、環(huán)境控制等基礎設施設計標準低，對未來需求考慮不足，對節(jié)能考慮較少;電信數據中心機房建設相對規(guī)范，從設計之初對安全和節(jié)能就進行了較多規(guī)劃，基礎設施標準較高。
4. 管理維護：高校數據中心專職管理維護人員較少，運行規(guī)范相對欠缺，優(yōu)勢是機房地理位置離用戶最近，反應迅速;專業(yè)電信數據中心管理維護人員較多，一般均可做到 7×24 小時值守，運行規(guī)范相對完整，服務器托管維護成本不菲。高校數據中心機房建設過程中需要根據用戶需求特點充分汲取電信專業(yè)數據中心在規(guī)劃和建設上的經驗，在數據中心配電、制冷、區(qū)域劃分等方面充分考慮未來8~10 年的需求。以上海財經大學數據中心為例，原數據存儲機房 2003 年籌建，2004 年建成，主要存放網絡核心設備和基礎網絡服務器，并接受校內各院系、部門服務器托管的申請。
服務器存放數量2005年底為108臺，2010年底為185臺，2014 年底增至 359 臺，服務器數量劇增的原因是高校信息化建設和學科建設(實驗室)的快速發(fā)展，原配置 UPS 系統(tǒng)和制冷空調分別已在 2010 年和 2009 年進行擴建，原有機房設在學校教育技術大樓三樓，無論是機柜容量、樓層設計承載力與消防安全等指標，均已不能適應學校教育信息化發(fā)展規(guī)劃的需要。為此，學校于2012年開始籌建一個綠色、環(huán)保、節(jié)能和安全的新數據中心。
新數據中心依據國家《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》的A級標準建設，按照業(yè)內設計先進、功能合理、適應未來中長期(8年到15年)發(fā)展的建設原則，建成融科學性、合理性和實用性于一體的“綠色數據中心”。前期調研與規(guī)劃設計關鍵事項線纜布線方式數據中心機房內敷設有大量線纜，通常包括強電線纜(主干及分支)、弱電線纜(光纖及銅纜)、空調線纜和環(huán)境監(jiān)控線纜(視頻、門禁、溫濕度、消防、強電(空調)監(jiān)測等)。通過調研和實踐，我們認識到布線方式是數據中心規(guī)劃中“牽一發(fā)動全身”的關鍵事項，對于布線方式的忽略，往往造成了數據中心規(guī)劃的盲目和混亂;反之，重視研究布線方式的各種條件和影響因素，不僅有利于綜合布線系統(tǒng)的安裝維護，更使得整個數據中心規(guī)劃與運維管理受益。
我們根據項目實際，從機房制冷、維護、管理、美觀、運營成本、防火、防鼠等多個方面進行綜合考慮，選擇上走線、有地板的模式，在細化設計中，采用開放式橋架，強弱電走線相對獨立，采用固線器對線纜進行精細化管理，取得令人滿意的效果。功能區(qū)域劃分與通道分離高校數據中心的功能區(qū)域劃分很重要，需要考慮使用部門、今后預留規(guī)劃、強弱電配套能力、空調制冷等方面因素，學校在建設過程中，首先考慮人行與貨運高校綠色數據中心建設實踐上海財經大學：通道分離，分別對應不同出口;其次將數據中心機房按使用功能劃分為：網絡核心區(qū)、HPC &存儲區(qū)、自用服務器區(qū)、托管服務器區(qū)，并根據不同使用區(qū)域因地制宜配置不同強電、布線、空調系統(tǒng)，比如對網絡核心區(qū)增強了光纖配套敷設;將HPC&存儲區(qū)選擇在制冷能力相對強的區(qū)域，適當增大配電能力;對托管服務器區(qū)加強對機柜容量的規(guī)劃，與原數據中心機房綜合考慮，在滿足使用功能的前提下，做到“服務器按托管部門統(tǒng)一放置，兼顧配電平衡和制冷”。
水平面、防水防潮處理、承重與室內高度由于數據中心機房建設的特殊性(利用原大樓旁空地)，我們在確定水平面經過數次反復，初期設計時，新IDC機房地板水平面考慮和教育技術中心大樓一樓樓內水平面一致，由于IDC機房靜電地板高度較高(50cm)、IDC機房地面需在樓外綠地水平面向下開挖 20cm，即比室外低20cm，帶來成本、防潮等一系列問題，在實際施工時，我們根據實際情況(樓外排水不暢)進行調整，水平面抬高 20cm，取消原設計集水坑(環(huán)控已含漏水監(jiān)測)，這樣總體降低建設成本，避開原大樓承重結構，兼顧與原大樓水平面協(xié)調。
內部墻面裝修風格我們對新IDC機房內部裝修的總體要求是“實用、美觀、節(jié)儉”，同時體現高校IDC機房特色，經綜合考慮和評估后采用“可拆卸”的淺藍色機房專用彩鋼板，該板材事前需現場專門測量，根據測量結果訂制生產安裝，使用 0.6 熱熔鍍鋅鋼板(A1級防火、環(huán)保、無靜電、屏蔽效果好);墻面陰陽角處理效果特別好，缺點是成本相對高，需要預留較長的時間周期(邊角需單獨生產，烤漆時間長)。
數據中心機房各子系統(tǒng)強電系統(tǒng)與制冷的配置供配電、制冷系統(tǒng)是數據中心建設中最為關鍵的物理基礎設施，合理的供配電、制冷系統(tǒng)設計與實施是數據中心安全可靠運行的基礎，也是實現綠色節(jié)能數據中心的主要方面。在學校數據中心建設中，我們以“事先周密規(guī)劃，實施分步進行”為原則。
學校早在 2010 年就專門聘請高級電氣設計師對學校 IDC 機房強電基礎設施進行綜合考慮和規(guī)劃，我們按雙 UPS 輸入設計 IDC 機房電源，在配電系統(tǒng)建設中，機柜配電容量指標是關鍵因素，按照歷史經驗和行業(yè)普遍水平，設置每機柜 8KW 配電容量，線纜容量再適當放寬(16A->32A)，預留今后 UPS 升級線纜容量;同時每個機柜配置 APC 雙路智能PDU，實現對機柜電源的精細化管理。制冷系統(tǒng)出于成本和維護方便的考慮未采用InRow或水冷空調，而是采用風冷精密空調系統(tǒng)，根據機柜容量和數量規(guī)劃機房采用5臺約60KW制冷量風冷式恒溫恒濕機房專用空調，風冷室外機安裝在機房樓頂。在實際操作中，為節(jié)約成本和對應機房冷熱通道，更換為4組80KW機房專用空調(實際采購3組，預留一組未采購)。
弱電系統(tǒng)配置弱電系統(tǒng)是IDC機房的核心子系統(tǒng)，在系統(tǒng)實施中我們從實際情況對光纜系統(tǒng)增配較多，在機房核心位置設置專門光纜配線機柜，每列設置網絡列頭柜，不僅在每個機柜敷設多模光纜，還根據機房使用規(guī)劃和未來預期敷設一定數量的單模光纜，此外還借助 IDC 機房建設的契機在國定路校區(qū)實施配套光纜系統(tǒng)改造工程，新建校區(qū)主干光纜交接箱，敷設光纜管道(南、北雙向)，為IDC機房今后的使用和設備搬遷做好充足的規(guī)劃準備。環(huán)控系統(tǒng)與DCIM 系統(tǒng)應用統(tǒng)一的機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地保障機房安全高效穩(wěn)定的運行。
監(jiān)控管理對象包括：1. 動力監(jiān)控，如市電配電柜、發(fā)電機、UPS、智能 PDU;2. 環(huán)境監(jiān)控：空調、溫濕度、漏水、新風機等實時監(jiān)控;3. 安防監(jiān)控：對門禁、視頻、防盜、消防等系統(tǒng)實時監(jiān)控。而 DCIM 系統(tǒng)是將 IT(信息技術)和設備管理結合起來對數據中心關鍵設備進行集中監(jiān)控、容量規(guī)劃等集中管理，能夠實現對設備的“精細化”管理，由于2012年項目啟動時，我們已經注意到相關DCIM設備、軟件，但由于DCIM本身成熟度、可選擇性和成本等諸多原因，未包括DCIM系統(tǒng)，僅僅采用國內比較成熟穩(wěn)定的共濟機房專用環(huán)控系統(tǒng)，但我們配置了智能PDU、智能KVM等DCIM基礎構件，隨著DCIM系統(tǒng)逐漸成熟，我們已經啟動相關DCIM系統(tǒng)建設過程，希望通過DCIM的建設，實現IDC機房管理的現代化。建設回顧與經驗教訓學校在有限的建設成本和土地空間等約束性條件下，按照適度超前的原則采用成熟穩(wěn)定的系統(tǒng)為學校教育信息化打造了一個可靠基礎平臺。
中國人做事講究“天時、地利、人和”，從本項目來說，“天時”可以說是學校和分管領導的支持和協(xié)調，學校充分重視新IDC機房在學校信息化、現代化建設中的重要基礎平臺作用，給予經費保障，在建設過程中給予指導和幫助;“地利”應該來說在上海中心城區(qū)寸土寸金的大環(huán)境下，利用大樓周邊土地，以創(chuàng)新思維重新整合利用空間;“人和”在項目管理中極為重要，我們和設計方、施工方、系統(tǒng)集成商、學校新建辦、后勤等相關方面充分溝通和協(xié)商，尤其在前期規(guī)劃和設計階段，我們與系統(tǒng)設計師、基建設計師在建設目標和標準方面達成共識，科學規(guī)劃，分布實施，實現效果與成本的相對統(tǒng)一;在項目實施階段，我們與基建施工方、系統(tǒng)集成商群策群力，克服了諸多困難。
由于經驗缺乏我們在IDC 機房建設過程中也留下了不少遺憾，首先是機柜橋架與機柜頂部進線的位置擺放缺少規(guī)劃，造成線纜彎曲，浪費了部分線纜和固線器;機房屋頂空調外機擺放比較散，今后預留精密空調擴容存在問題。
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