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【資訊系統監理師】2024年新版 第四章 雲數據中心(雲數據機房)

2024-02-16教育

(1)雲數據中心具備 要素

面向服務 整體結構以服務為導向。

資源池化

高效智能

按需供給

低碳環保

(2) 總結結構 雲數據中心架構自下而上由數據中心機房層、物理資源層、基礎設施層、平台服務層、軟件服務層、終端使用者層構成。數據中心各層向上提供支撐。

(3) 核心技術

網絡架構設計 具備要素良好的可延伸性、多路徑容錯能力、低延時、高頻寬網絡傳輸能力、模組化設計、網絡扁平化、綠色節能。

網絡融合技術 現在主要網絡融合技術有光纖乙太網路通道技術、數據中心橋接技術及多連結透明互連技術。

網絡效能測試 網絡層測試指標環通度、頻寬、時延、丟包率;傳輸層測試指標丟包率、吞吐量、連線數;套用層測試指標頁面遺失率、應答時延、吞吐量。網絡效能測試一般利用ICMP和TCP網絡協定開展測試,主要有主動測試、被動測試、兩者結合測試。主動測試只需要把測試工具部署在測試源端上,被動測試在鏈路或路由器等器材上對網絡進行監測,需要被動采集網絡中現有的標誌性數據。主動測試比較適合對端對端的時延、丟包及時延變化等參數的測量,被動測試更適合對路徑吞吐量等流量參數的測試。

虛擬化技術 本質是對電腦系統軟件硬件資源的劃分和抽象。虛擬技術層次:硬件抽象層、指令集架構層、作業系統層、庫函數層、應用程式層。虛擬化技術包括硬件仿真技術、全虛擬技術、半虛擬技術、硬件輔助虛擬化技術。

安全技術 雲端運算數據中心安全體系包括安全管理和安全技術,並貫穿在定級、備案、自評估、整改、測評等安全域中,在安全過程每個環節實施。

節能技術 建設數據中心時設計考慮因質環境選址、器材。電能利用率(PUE)=數據中心總用電量/IT器材的總用電量(IT負載使用的能源) PUE越接近1表示綠色程度越高 。

(4) 規劃與建設

功能定位 數據中心規劃由數據中心的性質、商業需求、規模、業務定位、擴充套件計劃、可用性等級、能源效率綜合決定。GB 50174【數據中心技術規範】分級ABC三級。國際標準T1A-942【數據中心電信基礎設施標準】分級T4、T3、T2、T1。各類數據中心發展特點:城市數據中心向即時性和彈性化發展、邊緣數據中心實作計算能力下沈、數據中心和網絡建設協同布局、試點探索國際化數據中心。

建設專案分類 建築工程、機房空調與配電工程、供電系統工程、機房工藝工程。

建設布局 數據中心選址 :

① 數據中心選址符合國家、上級主管部門、城市規劃等部門規劃要求。

② 電力供給充足且穩定可靠,通訊快速,交通便捷。

③ 采用水蒸發冷卻方式制冷的數據中心,水源充足。

④ 自然環境應清潔、環境穩定有利於節約能源。

⑤ 應遠離水災、火災及地震等自然災害隱患區域,應避開低窪、潮濕、落雷頻發、鹽害高和地震頻發的地方,避免設在礦山采空區及雜填區、淤泥、流沙層、地層斷裂地區。

⑥ 應遠離粉塵、油煙、有害氣體及生產或貯存具有腐蝕性、易燃、易爆物品的場所。

⑦ 應遠離電磁幹擾,遠離強振動源強雜訊源。當無法避免時,應采取隔離遮蔽措施。

⑧ A級數據中心不宜設在公共停車庫的正上方。

⑨ 大數據中心不宜建在住宅小區和商業區內。

⑩ 設定在建築內部局部區域的數據中心,應對安全、器材運輸、管線敷設、雷電感應、結構負載、水災、空調室外器材安裝等問題綜合分析。

數據中心空間布局 數據中心由機房區、輔助區、支持區、行政管理區、總控中心區組成。

數據中心功能單元布局總體原則:整體性原則、安全性原則、模組化原則、靈活性及可延伸性原則、可維護性原則、經濟性原則。

數據中心功能單元之間布局建議:

① 數據中心共享基礎設施模組布局 由於器材面積大、稱重要求高,柴油發電機室和冷水主機房一般設定在底層,且靠近外墻。兩者避免相鄰,建議建築物兩側。中間可設定網管監控室或行政管理用房作為隔離。

② 數據中心大腦-總控中心區(網管監控室)布局 關註細節:以人為本考慮靠近外墻實作自然通風和采光;由於出入人員頻繁,應設定人流起點區域,不應物流起點區域;網絡監控室與主機房或其他核心基礎設施區域應設計物理或邏輯隔離如門禁,同樣客戶用室與主機或其他核心基礎設施區域應設計物理或邏輯隔離。

③ 除共享基礎設施模組外,應結合變壓器容量及相互對應關系,將主機房、變配電室、電力室、電池室、末端空調機房、消防設施用房等多個功能模組作為一個基礎單位模組考慮。具體結合建築樓層及單層面積在水平糊垂直方向進行布局。如水平狹長,可先考慮水平切分然後垂直空間跨樓層部署基礎單元模組,避免走線過長問題。同時變配電室應盡可能靠近電力室和發電室,一般水平或垂直方向緊鄰電力室為宜。

④ 出於安全考慮 互為冗余備份功能單元不應相鄰。垂直方向應盡可能布局相同功能單元。主機房、配電室、電力室、電池室、發電室不應設在水區域的直接下方避免水災。

⑤ 數據中心內 人流區與物流區界限分明。物流通道位於數據中心非重點區域,減少對其他功能區的幹擾。

數據中心功能單元內部布局建議:

① 主機單元 機房排布所形成的冷熱通道與機房兩端末端空雕出風方向保持水平。對需求不明確後期有大變動機房,可采用列頭櫃集中靠墻布局方式。

② 供配電單元 供配電單元主要包括配電室、電力室、電池室。視情況而定配電室與電力室合設,減少配套面積和消防保護區數量。出於安全考慮不建議電力室與電池室合設。單元內部排布形成冷熱通道與單元兩側末端空調出風方向保持水平。若將冗余備份器材放置同一空間內在布局上應遠離,避免故障相互影響。

③ 末端空調單元 不影響維護和後續改造前提下,空調建議適當緊湊,最好靠中間區域流出擴容所需空間。

2. 新基建背景下的數據中心產業發展

數據中心規劃布局原則:對於熱點城市,綜合考慮數據中心對計算能力提升效率和降低能耗間的平衡,支持建設5G、人工智能、工業互聯網等新技術發展的數據中心,在周邊統籌考慮數據中心的建設;對各個城市的數據中心,時延敏感、以即時套用為主的業務可選擇使用者集中區;對西部能源富集區,可建設承接東部區域對時延敏感不高且數據處理能力的大型、超大型數據中心;對超敏感時延的業務如VR/AR、車聯網等需要最大限度貼近使用者部署邊緣數據中心。