(1)云数据中心具备 要素
面向服务 整体结构以服务为导向。
资源池化
高效智能
按需供给
低碳环保
(2) 总结结构 云数据中心架构自下而上由数据中心机房层、物理资源层、基础设施层、平台服务层、软件服务层、终端用户层构成。数据中心各层向上提供支撑。
(3) 核心技术
网络架构设计 具备要素良好的可扩展性、多路径容错能力、低延时、高带宽网络传输能力、模块化设计、网络扁平化、绿色节能。
网络融合技术 现在主要网络融合技术有光纤以太网通道技术、数据中心桥接技术及多链接透明互连技术。
网络性能测试 网络层测试指标连通性、带宽、时延、丢包率;传输层测试指标丢包率、吞吐量、连接数;应用层测试指标页面丢失率、应答时延、吞吐量。网络性能测试一般利用ICMP和TCP网络协议开展测试,主要有主动测试、被动测试、两者结合测试。主动测试只需要把测试工具部署在测试源端上,被动测试在链路或路由器等设备上对网络进行监测,需要被动采集网络中现有的标志性数据。主动测试比较适合对端对端的时延、丢包及时延变化等参数的测量,被动测试更适合对路径吞吐量等流量参数的测试。
虚拟化技术 本质是对计算机系统软件硬件资源的划分和抽象。虚拟技术层次:硬件抽象层、指令集架构层、操作系统层、库函数层、应用程序层。虚拟化技术包括硬件仿真技术、全虚拟技术、半虚拟技术、硬件辅助虚拟化技术。
安全技术 云计算数据中心安全体系包括安全管理和安全技术,并贯穿在定级、备案、自评估、整改、测评等安全域中,在安全过程每个环节实施。
节能技术 建设数据中心时设计考虑因素环境选址、设备。电能利用率(PUE)=数据中心总用电量/IT设备的总用电量(IT负载使用的能源) PUE越接近1表示绿色程度越高 。
(4) 规划与建设
功能定位 数据中心规划由数据中心的性质、商业需求、规模、业务定位、扩展计划、可用性等级、能源效率综合决定。GB 50174【数据中心技术规范】分级ABC三级。国际标准T1A-942【数据中心电信基础设施标准】分级T4、T3、T2、T1。各类数据中心发展特点:城市数据中心向实时性和弹性化发展、边缘数据中心实现计算能力下沉、数据中心和网络建设协同布局、试点探索国际化数据中心。
建设项目分类 建筑工程、机房空调与配电工程、供电系统工程、机房工艺工程。
建设布局 数据中心选址 :
① 数据中心选址符合国家、上级主管部门、城市规划等部门规划要求。
② 电力供给充足且稳定可靠,通信快速,交通便捷。
③ 采用水蒸发冷却方式制冷的数据中心,水源充足。
④ 自然环境应清洁、环境稳定有利于节约能源。
⑤ 应远离水灾、火灾及地震等自然灾害隐患区域,应避开低洼、潮湿、落雷频发、盐害高和地震频发的地方,避免设在矿山采空区及杂填区、淤泥、流沙层、地层断裂地区。
⑥ 应远离粉尘、油烟、有害气体及生产或贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的场所。
⑦ 应远离电磁干扰,远离强振动源强噪声源。当无法避免时,应采取隔离屏蔽措施。
⑧ A级数据中心不宜设在公共停车库的正上方。
⑨ 大数据中心不宜建在住宅小区和商业区内。
⑩ 设置在建筑内部局部区域的数据中心,应对安全、设备运输、管线敷设、雷电感应、结构负载、水患、空调室外设备安装等问题综合分析。
数据中心空间布局 数据中心由机房区、辅助区、支持区、行政管理区、总控中心区组成。
数据中心功能单元布局总体原则:整体性原则、安全性原则、模块化原则、灵活性及可扩展性原则、可维护性原则、经济性原则。
数据中心功能单元之间布局建议:
① 数据中心共享基础设施模块布局 由于设备面积大、称重要求高,柴油发电机室和冷水主机房一般设置在底层,且靠近外墙。两者避免相邻,建议建筑物两侧。中间可设置网管监控室或行政管理用房作为隔离。
② 数据中心大脑-总控中心区(网管监控室)布局 关注细节:以人为本考虑靠近外墙实现自然通风和采光;由于出入人员频繁,应设置人流起点区域,不应物流起点区域;网络监控室与主机房或其他核心基础设施区域应设计物理或逻辑隔离如门禁,同样客户用室与主机或其他核心基础设施区域应设计物理或逻辑隔离。
③ 除共享基础设施模块外,应结合变压器容量及相互对应关系,将主机房、变配电室、电力室、电池室、末端空调机房、消防设施用房等多个功能模块作为一个基础单位模块考虑。具体结合建筑楼层及单层面积在水平和垂直方向进行布局。如水平狭长,可先考虑水平切分然后垂直空间跨楼层部署基础单元模块,避免走线过长问题。同时变配电室应尽可能靠近电力室和发电室,一般水平或垂直方向紧邻电力室为宜。
④ 出于安全考虑 互为冗余备份功能单元不应相邻。垂直方向应尽可能布局相同功能单元。主机房、配电室、电力室、电池室、发电室不应设在水区域的直接下方避免水患。
⑤ 数据中心内 人流区与物流区界限分明。物流通道位于数据中心非重点区域,减少对其他功能区的干扰。
数据中心功能单元内部布局建议:
① 主机单元 机房排布所形成的冷热通道与机房两端末端空凋出风方向保持水平。对需求不明确后期有大变动机房,可采用列头柜集中靠墙布局方式。
② 供配电单元 供配电单元主要包括配电室、电力室、电池室。视情况而定配电室与电力室合设,减少配套面积和消防保护区数量。出于安全考虑不建议电力室与电池室合设。单元内部排布形成冷热通道与单元两侧末端空调出风方向保持水平。若将冗余备份设备放置同一空间内在布局上应远离,避免故障相互影响。
③ 末端空调单元 不影响维护和后续改造前提下,空调建议适当紧凑,最好靠中间区域流出扩容所需空间。
2. 新基建背景下的数据中心产业发展
数据中心规划布局原则:对于热点城市,综合考虑数据中心对计算能力提升效率和降低能耗间的平衡,支持建设5G、人工智能、工业互联网等新技术发展的数据中心,在周边统筹考虑数据中心的建设;对各个城市的数据中心,时延敏感、以实时应用为主的业务可选择用户集中区;对西部能源富集区,可建设承接东部区域对时延敏感不高且数据处理能力的大型、超大型数据中心;对超敏感时延的业务如VR/AR、车联网等需要最大限度贴近用户部署边缘数据中心。