机房规划及不间断电源系统设计_V2

電腦機房規劃及不斷電系統設計2006-12-27ByBill電腦機房設計及規劃不斷電系統設計及規劃不斷電相關產品及機櫃介紹電源管理課程內容電腦機房設計及規劃－數據中心電信基礎設施標準EIA/TIA942數據中心電信基礎設施標準（TelecommunicationsInfrastructureStandardforDataCenters）2005年4月發佈目的是為數據中心或機房的設計和安裝提供要求和指導準則。對象是需要全面瞭解數據中心設計的設計人員，包括設施規劃、佈線系統和網路設計。內容包含電力、管道、消防和建築等規範，全面性地考慮電氣系統、HVAC(冷暖空調設備)、火災偵測與遏止、安全等多種應用在電信基礎設施和空間內的共存。什麼是數據中心（Datacenter）?數據中心是神經中樞；集中的IT資源；支持企業運作關鍵；提供不間斷的服務…數據中心可能是一個建築物，或建築物的一個部分，主要功能為容納一個電腦機房及其維護區域。電腦機房是數據中心的重要部分，放置核心的資料處理設備。數據中心還可能包括一個位於電腦機房的電信間，用於支持其他空間的水平佈線，如員工辦公室、業務中心、電氣間、機械間，及其他位於電腦機房外的數據中心空間。數據中心數據中心，無論是滿足單一公司的需求的規模或者是彙集了數千個客戶網站的規模，其本質，都是為數據資訊提供傳遞、處理、儲存服務。所以，數據中心必須非常可靠和安全，並可適應不斷的增長與變化。設計一個數據中心，除了需要確定規模與其可容納的資料處理伺服器與儲存設備的數量之外，還需要考慮很多的要素。地點選擇、電源容量、備援級別、冷卻設備數量、安全控制的嚴格程度，以及纜線類型的選擇，而這些只是成功新建或擴建數據中心眾多要素中的一部份。數據中心分類企業的數據中心－企業型EDC(EnterpriseDataCenter)指一個企業的資訊及數據的中心貯存處，可供週邊網路化的企業或組織貯存、管理和傳散資訊，為關鍵的數據處理提供不間斷的服務。網際網路的數據中心－主機託管型IDC(InternetDataCenter)指ISP或網路管理公司中用來貯存網站及提供資訊給其他客戶的專門性設施。這種DataCenter可能包括一個網路操作中心(networkoperationscenter)，它是種自動化系統，會不斷監控伺服活動及網站流量以及網路表現，並對大大小小的異常狀況提供報告，使相關人員可以在問題發生前作出預防措施。數據中心設計要求可用性－7x24x365availability冗餘－Power&networkredundancy安全－Physical&networksecurity空調－Air-conditioning/thermalmgt.消防－Firesuppressionsystems環境監測－Environmentalmonitoring數據中心的建置數據中心在一個有限區域集中了大量的電子設備，所以需要有效組織空間，以滿足不斷的增長與變化的需求。空間配置涉及的方面包括：電力供應與外部網路連接的入口。HVAC(冷暖空調，有時也稱作機械設施)。網管中心、通訊室、辦公區、備援電源及電腦機房等。另外還包括機架、機櫃、精密空調設備等，這些設備的設置需要考慮空間的高效利用及安全隔離。典型數據中心樓層圖數據中心設計的考量可擴展–基礎架構的所有元件必須是可擴展的，能根據用戶的要求和業務的需求不斷增長不間斷–基礎架構的元件必須提供備份或特殊的容錯功能安全–基礎架構必須提供端到端的安全模式，以免任何數據和基礎設施被入侵或竊取易管理–易於組態、網路健康狀況偵測和故障診斷，這個對實現高可用性、延展、安全性是至關重要的，而且須配合環境的增長而加強可靠–系統元件的一致性，當預計到會有變化為減少風險可採用備份的解決方案數據中心的分級美國正常運行協會（UptimeInstitute）對數據中心劃分成1~4等級；1級可靠性沒有冗餘；4級則提供了最高等級的故障容錯率；在4個不同等級中，包含了對建築結構、安全性、電氣，接地、機械、及防火保護等的不同要求。AccessProvidersZoneDistAreaOffices,OperationsCentre,SupportRoomsTelecomRoomComputerRoomEquipDistAreaEquipDistAreaAccessProvidersSecondaryCustomerMaintenanceHole(Tier2andhigher)DataCentreSecondaryEntranceRoom(Tier3andhigher)MainDistArea(Tier1andhigher)SecondaryDistArea(OptionalforTier4)HorizDistAreaHorizDistAreaPrimaryEntranceRoom(TierI1andhigher)EquipDistAreaHorizDistAreaPrimaryCustomerMaintenanceHole(TierIandhigher)Tier299.75%Tier399.98%Tier499.995%UptimeTier199.67%Source:TheUptimeInst.2001各級備援的數據中心比較CablingRequirements•HighDensity•HighReliability•HighPerformance•SpeedofDeployment•Scalable/Manageable•StandardsCompliant•FutureProofed10G各級備援的數據中心比較Tier1Tier2Tier3Tier4Uptime99.67%99.75%99.98%99.995%1day5hours22hours1.75hours26minAnnualDowntimeFault-tolerantdatacentrescannotaffordtorelyonmanulaprocessesDifferentTiersofdatacenters數據中心基礎設施最新設計標準草案歐洲標準50173-5(2006):網路佈線系統規範:數據中心TIA/EIA-942(April2005):數據中心電信基礎建設標準TIA/EIA-942中認可的傳輸媒介-ANSI/TIA/EIA-568-B.2ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1_雙絞銅線建議採用Cat6等級銅線-ANSI/TIA/EIA-568-B.3ANSI/TIA/EIA-568-B.3-1_多模光纖建議採用OM3雷射優化多模光纖-ANSI/TIA/EIA-568-B.3_單模光纖-75Ohm同軸線基本的數據中心拓樸架構Source-TIA-942MainDistributionArea(Routers,bacboneLAN/SANswitches,PBX)HorizDist’nArea(LAN/SAN/KVMswitches)EquipDist’nArea(Rack/Cabinet)HorizDist’nArea(LAN/SAN/KVMswitches)EquipDist’nArea(Rack/Cabinet)EquipDist’nArea(Rack/Cabinet)HorizDist’nArea(LAN/SAN/KVMswitches)ZoneDistAreaEntranceRoom(CarrierEquip&Demarcation)AccessProvidersAccessProvidersOffices,OperationsCentre,SupportRoomsTelecomRoom(Office&OperationsCentreLAN)BackboneCablingBackboneCablingHorizontalCablingHorizontalCablingHorizontalCablingHorizontalCablingHorizontalCablingBackboneCablingComputerRoom標準摘要(－）電纜介質類型100歐姆雙絞線（ANSI/TIA/EIA-568-B.2）建議六類（ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1）多模光纜：62.5/125或50/125um（ANSI/TIA/EIA-568-B.3）建議選用50/125um，850nm工作波長的鐳射優化多模光纜（ANSI/TIA/EIA-568-B.3-1）單模光纜（ANSI/TIA/EIA-568-B.3）734和735類型-75歐姆同軸電纜（符合TelcordiaGR-139-CORE）及同軸連接頭（ANSIT1.404）這類電纜和連接頭被用於支持T-3，E-1及E-3電路基本佈線拓撲結構進入場所(ENTRANCEROOM）主配線區域（MDA）水平配線區域（HDA）區域配線區域（ZDA）設備配線區域（EDA）數據中心基礎建置考量-通訊線路由進線室進線室也是承載了私有環狀網路的單模光纖入口點。將數據中心連接到內部私有網路以及外部服務供應商的主動式設備都安裝在這裏。該設備將來自服務供應商的數據訊號，轉換到透過主幹纜線傳遞到主配線區域的電路通道中。主配線區域主幹連接透過線槽從進線間路由到機房內，最後連接在主配線區域的instaPATCHPlus面板上。需要注意的是，MDA需要置放在機房中央，這樣可以盡量縮短主幹至水平配線區域的連接長度。到通訊室的PBX的佈線連接也會路由到MDA。注意：另一個可選的主幹佈線方式為集中主幹架構，省掉MDA直接將水平佈線區域連接到進線間。不過，MDA的設置可以增強配線的彈性，並且更容易擴展。數據訊號透過主幹纜線路由到水平配線區域。數據中心基礎建置考量-通訊線路由水平配線區域水平配線區域中的主動式設備，會將光訊號轉為電子訊號，並傳往各排設備。UTP纜線從配線架面板以扇形散佈至各機架/機櫃。注意：若規劃使用高頻寬，也可採用多模光纖，但該設備需要擁有光學介面。設備配線區域此處是纜線連接到設備前最後的交叉連接配線。注意：本例中不包括分區配線區域。供參考的是，分區配線區域不安裝主動式設備，只有被動式設備，如配線架面板。TIA-942中闡明分區配線區域(在佈線規範中也被當成合併點)距離主配線設施應至少15公尺，這是由於串音和回傳損失的原因。數據中心基礎建置考量-電力線路由跨越電力線路網格主幹通訊纜線需要與主電力線路相垂直佈放，水平纜線放置在熱空氣通道線路槽中，與電力線路槽相距0.6公尺(2英尺)，以確保不會引發電氣干擾的問題。電力電力線路置於地板下冷空氣通道的線槽中。電源分配單元(PDU)安置在每條通道盡頭的交叉點處。每一個機架/機櫃經由一條電力線路連接到電力網上。備用電源由UPS提供，柴油發電機透過PDU連接到電力網上。當發生電力中斷時，PDU自動切換到備用電源上。圖中的機房使用專用的備用電力線路，機房外的部分(如，網管中心、通訊室、辦公室等)則使用另外的專用電力線路連接到備用電源。在初步的用電使用計劃制訂好以後，應與電力供應商確定需求，現代機房耗電量相當大，60–100安培的電流負荷是很常見的情況。空調機房空調將符合要求的冷氣送入地板下的冷氣通道，冷氣被機架和機櫃吸入後，再經由熱空氣通道返回機房空調。如果兩空氣通道的距離小於24公尺(80英尺)，則不要讓兩台機房空調為同一通道方向供氣。注意：新型的刀鋒型伺服器可能需要水冷。採用何種冷卻方式，請遵循設備生產商的建議。標準摘要(二）基本要求Minimumclearheight=2.6mMinimumdoor=1mwide,2.13mhighMinimumfloorloading=7.2kPa(distributed);recommendedmin12kPaDedicatedairconditioningtemperature20to25Cr