读书笔记一，典型数据中心的搭建

典型数据中心的搭建

1. 基本概念：数据中心用于实现对数据信息的集中处理、存储、传输、交换和管理

2. 数据中心的发展趋势：高度虚拟化，绿色低碳环保，集装箱与模块化，云化

3. 数据中心分类：

• 关联级别分类：单级数据中心和多级数据中心
• 服务对象分类：企业数据中心和互联网数据中心

4. 数据中心分级：根据TIA-942标准，分为Tier I，Tier II，Tier III，Tier IV，

• Tier I基础级，一组通信通道，一个供电分配系统，一套UPS系统，无架空地板，每年至少关闭一次，至少29小时的中断或维护时间，可用性99.671%。
• Tier II 具冗余部件级，增加架空防静电地板，配备少量冗余设备（如UPS和发电机），对供电分配系统和基础设施进行维护时需要关闭设备，每年中断时间低于22小时，可用性99.741%。
• Tier III 可并行维护级，计划性的维护无需关闭设备，非计划性的故障仍会中断，电器系统、通信、温控都具备冗余组件，每年终端时间小于105分钟，可用性99.982%。
• Tier IV 所有都是双份，两条供电分配系统，两个独立的（N+1）UPS系统+发动机、两条通信线路。

5. 数据中心选址：位置最重要

• 高压电缆、信号发射塔、大型变电站要躲避，无线电场频率0.15~1000MHz，干扰大于126dB，磁场干扰环境场强大于800A/m，就会对电子设备造成严重影响。
• 自然环境，水患、经常落雷、易燃易爆化学品等都要避让。
• 躲开重型卡车、火车等经常经过的路段，不规律的、持续性的震动极易导致电子设备内部器件偏移，造成硬件层面的损伤。

6. 网络、电力、环境、政策和人力资源的支持。

7. 布线系统模型设计

依据ANSI/ELA/TIA/568A标准

1. 六大子系统：建筑群子系统、设备间子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、水平布线子系统和工作区子系统

   (1)建筑群子系统：两个或数个建筑物之间网络通信连接

   • 地下主干路径法：线缆通过地下管道，再经由基础墙引入建筑物内部
   • 直埋布线法：线缆直埋于距地面60.96cm以下的地面，进入建筑物内部
   • 架空布线法：通过电线杆作为支撑，将建筑物之间的电缆悬空连接
   • 巷道布线法：利用暖气管等地下巷道进行建筑物间的线缆铺设

   (2)设备间子系统：用于存放数据中心所使用的关键设备

   • 集中化的设备管理区域，电话语音线缆、交换机、路由器、主机、建筑自动化和安防系统等通过垂直干线子系统连接至设备子系统，将各种线缆与设备紧密地连接起来，构成最核心的系统。

   (3)管理间子系统：用于存放各个楼层间的网络配线架和机柜等设备

   • 建筑群子系统针对楼与楼之间子系统进行管理，管理间子系统的对一栋楼内各个楼层的场地进行规划，包括配线机柜（网络线缆、配线架等）和网络设备机柜（交换机等）。
   • 《综合布线系统工程设计规范》建议：使用面积≥5㎡，落地式机柜面前净空＞800mm，后面净空＞600mm，壁柜式机柜离地高度＞1.8m，温度保持在10℃~ 35℃，相对湿度保持在20%~80%，采用外开式丙级防火门。

   (4)垂直干线子系统：用于存放光缆、大对电缆、UTP以及STO等线缆

   • 该系统通过线缆将设备间子系统和管理子系统进行连接

   (5)水平布线子系统：管理间子系统和工作区子系统的信息连接

   • 该系统是将工作区子系统通过线缆、模块连接至管理间子系统。
   • 该子系统与数据中心其他子系统没有物理线路的联系，但也属于综合系统的一个部分。

   (6)工作区子系统：水平布线子系统与终端设备的连接

   • 和水平布线子系统一样远离数据中心。
   • 从墙面或者地面的信息插座延伸到用户台式机、笔记本、电话等终端设备的一个区域。
   • 符合EIA/TIA568A、EIA/TIA568B国际标准

2. 综合布线系统模型
   

8. 电源管理设计

1. UPS，不间断电源：过滤市电输入带来的电磁干扰、高压浪涌、谐波干扰、电压跌落、波形畸变、电力污染等一系列不稳定因素
2. 双市电输入
3. 备用柴油发电机
4. 数据中心专属电源接口：PDU和Reachctrl Power
5. 接地系统：电子设备容易受到人体静电、电磁波的干扰致使设备、数据、人体受到破坏，需要将数据中心内部的异常电量传导到安全场所
   • 防静电接地：人体会携带大量的静电电荷，将人体静电电荷导入大地，避免电子设备被击穿或人体受到伤害
   • 屏蔽接地：电子设备内部会产生电子干扰，设备之间也会产生相互的外部电磁干扰，通过屏蔽地将内部和外部干扰导入大地
   • 安全保护接地：电气设备绝缘层损坏会产生触电电压，安全保护接地将电子设备暴露在外的可导电部分接入大地，保证人员安全
   • 直流工作接地：保证信号稳定传输，屏蔽磁场、噪声的干扰，将电源地线与地面相连，形成一个很小的接地电阻，保持稳定的零电位
   • 交流工作接地：将交流电源的地线与交流电动设备的接地点一起接入大地
6. 防雷系统：直击雷与感应雷，主要是感应雷

9. 冷却系统设计

1. 合理设计：建立冷热通道两条路径，避免冷热气流相互干扰，规定气流的正确走向
2. 智能管理：部署智能化温度控制系统，调节冷风的速度和大小
3. 精密空调的部署：分为风冷精密空调和水冷精密空调系统，风冷购置成本较低但能效比也较低
4. 背门热交换机：机柜背面的“水门”，可以快速降低机柜温度，提高热效率
5. 维护与保养：定期维护与保养可以延长使用寿命，避免因为某个小环节造成整体冷却系统失效
6. 下一代冷却系统：集装箱、模块化的数据中心逐渐成为主流，制冷方式也可以打破传统方式，类似谷歌“water-based datacenter”

10. 安防系统设计

1. 门禁系统：对人员、时间、区域的门进行权限控制，并对授权者的进出全程记录
2. 气体消防系统：采用七氟丙烷，以化学灭火为主、物理灭火为辅，对人体无害
3. 数字监控系统：管理人员通过数字化监控系统来实时监控，可以追溯指定日期的录像等记录

11. 数据中心的管理与运维

1. 管理运维目标：

   • 连续可用性
   • 完整合规性：符合各项法律法规，有书面或电子的授权记录，可以接受企业信息内部审核以及第三方审核
   • 指标量化性：数据中心需指定财务目标，找出运维的成本高点，对信息系统、存储资源按需计费模式，将信息成本分摊
   • 自主服务性：管理人员可以通过pc、手机等平台进行自主应用

2. 管理运维范畴:
   (1)内部运营环境的管理和运维：对数据中心的区域进行划分

   • 进线设备区域：用于存放ISP专线、光纤以及介入线缆
   • 主要分布区域：用于存放主干线缆、配线架、交换机和路由器，负责数据的转发
   • 水平分布区域：用于存放LAN交换机、SAN交换机等，负责数据交换
   • 设备分布区域：用于存放刀片式服务器、机架式服务器、存储设备、自动控制系统和一些外围设备，它们以机架模式呈现
   • 区域分布区域：用于辅助设备分布区域，当设备分布区域内设备不宜变动，ZDA可以使用区域性插座或集合点为EDA提供连接点

   (2)基础设施的管理和运维：对设备进行关键分级，对权责进行划分，记录详细操作日志
   (3)系统资源的管理和运维：系统资源的分配管理需要依靠平台自动化完成，将虚拟系统迁移到负载较轻的主机中
   (4)网络资源的管理和运维：网络访问权限严格划分
   (5)安全管控的管理和运维：权限的设置是重要并且有效的方法，记录相应的日志内容方便后期的审核与追溯

3. 数据中心运营要求：

   • 合理布局
   • 高管理性
   • 高可用性
   • 高安全性
   • 高可靠性
   • 绿色节能
   • 降低成本