大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)建設(shè)分析

郭娟黎，周正

（廣州市設(shè)計(jì)院）

大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)建設(shè)分析

郭娟黎，周正

（廣州市設(shè)計(jì)院）

隨著計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)話題，論文從大型數(shù)據(jù)中心的基本建設(shè)入手，并結(jié)合數(shù)據(jù)中心日后使用、維護(hù)、管理等多個(gè)方面，著重介紹弱電專業(yè)各系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，并針對(duì)其特殊性詳細(xì)說(shuō)明。

數(shù)據(jù)中心；弱電專業(yè)；特殊性

1 研究背景

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心是在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高速發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)運(yùn)而生的一種新型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。其以龐大的數(shù)據(jù)機(jī)房以及優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基本架構(gòu)，為上至政府職能部門(mén)、企事業(yè)單位，下至個(gè)人用戶，提供包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析、處理、儲(chǔ)存等各項(xiàng)業(yè)務(wù)服務(wù)。雖然數(shù)據(jù)中心的發(fā)展時(shí)間較晚，但是憑借著目前市場(chǎng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)高度的依賴以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸式的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的成長(zhǎng)速度可謂突飛猛進(jìn)，從幾年前幾十、幾百個(gè)機(jī)柜的建設(shè)規(guī)模，到如今上萬(wàn)機(jī)柜的容量。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)規(guī)范要求已經(jīng)幾乎不能滿足其發(fā)展規(guī)模［1～2］。

另外，數(shù)據(jù)中心作為一處電子信息設(shè)備高度集中化，模塊化的特有建筑類型，其運(yùn)行、管理離不開(kāi)弱電專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，尤其對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心而言，很多功能的實(shí)現(xiàn)同其他類型建筑存在著較大差異，通過(guò)前期合理的規(guī)劃和實(shí)施，可以讓弱電系統(tǒng)更好地為數(shù)據(jù)中心的管理與使用提供便利。

2 數(shù)據(jù)中心弱電智能化系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心的弱電建設(shè)至少應(yīng)該包含以下相關(guān)系統(tǒng)：

1）綜合信息通信系統(tǒng)；

2）綜合安全防范系統(tǒng)；

3）綜合設(shè)備管理系統(tǒng)；

4）綜合集成管理系統(tǒng)；

5）機(jī)房工程［3～4］。

而對(duì)于數(shù)據(jù)中心更加詳細(xì)的子系統(tǒng)劃分以及其功能應(yīng)用，詳見(jiàn)表1。

胃癌的化療藥5‐Fu通過(guò)抑制胸苷酸合酶而阻斷DNA合成，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，產(chǎn)生抗腫瘤作用。為探索低毒、高效的新化療方案，王正文等［15］用染料木黃酮聯(lián)合5‐Fu分別處理人低分化胃癌細(xì)胞BGC‐823［14］和人中分化胃癌細(xì)胞 SGC‐7901，結(jié)果表明染料木黃酮聯(lián)合5‐Fu不僅可以通過(guò)上調(diào)Bax的表達(dá)和下調(diào)Bcl‐2的表達(dá)誘導(dǎo)BGC‐823細(xì)胞的凋亡，還可以通過(guò)上調(diào)Bax的表達(dá)和下調(diào)mt P53、Bcl‐2的表達(dá)誘導(dǎo)SGC‐7901細(xì)胞凋亡，兩藥聯(lián)用較單獨(dú)作用效果明顯。因此，染料木黃酮可以通過(guò)調(diào)節(jié)mt P53、Bcl‐2及Bax細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)與5‐Fu聯(lián)用誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

3 大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)特殊建設(shè)區(qū)域分析

3.1綜合信息通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心中基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以劃分為生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)音通訊網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部辦公網(wǎng)絡(luò)、公共外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等。下面，將對(duì)數(shù)據(jù)中心中所包含網(wǎng)絡(luò)的特殊性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3.1.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)中心與其他建筑類型比，較為特殊的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心在使用上的核心功能就是依托于內(nèi)部的數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)行、或者保存，并將結(jié)果返回給使用者；而大型數(shù)據(jù)中心要為海量的使用者提供數(shù)據(jù)服務(wù)，所以其對(duì)于進(jìn)出數(shù)據(jù)中心的核心鏈路要求非常高。在其建設(shè)前，應(yīng)該通過(guò)預(yù)估相應(yīng)的業(yè)務(wù)量同服務(wù)器數(shù)量，完成對(duì)總帶寬需求的判斷，同時(shí)數(shù)據(jù)中心的通信網(wǎng)絡(luò)要能夠支持SDH、ATM、FR、DDN、E1等當(dāng)前主流的通信方式。以保證整個(gè)中心的數(shù)據(jù)鏈路暢通。

3.1.2語(yǔ)音通訊網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)中心在語(yǔ)音通訊網(wǎng)絡(luò)上與其他建筑類型也存在著較大差異，其主要特點(diǎn)為對(duì)于電話的總裝機(jī)量相較于同樣體量的建筑，數(shù)量會(huì)明顯大得多。其原因有兩點(diǎn)：其一，對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言，內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性至關(guān)重要，服務(wù)器運(yùn)行的設(shè)備區(qū)因此屬于高度安全防范區(qū)域，在這個(gè)安全級(jí)別下，要求工作人員及來(lái)訪者的通信方式是受限制的狀態(tài)，自用的電子設(shè)備在未經(jīng)授權(quán)情況下，不允許帶入；其二，在服務(wù)器運(yùn)行的設(shè)備區(qū)，會(huì)有遠(yuǎn)強(qiáng)于其他區(qū)域的電磁干擾情況，在這樣的環(huán)境下，自身的移動(dòng)通信設(shè)施很難正常工作，而對(duì)于服務(wù)的調(diào)試工作需要設(shè)備區(qū)人員同外界人員時(shí)刻聯(lián)系，以保證調(diào)試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。所以，針對(duì)于上述兩點(diǎn)，在大型數(shù)據(jù)中心服務(wù)器設(shè)備區(qū)，同外界聯(lián)系的唯一手段就是依靠于設(shè)置的語(yǔ)音通訊網(wǎng)絡(luò)，其在每一個(gè)模塊化機(jī)柜通道內(nèi)，都會(huì)設(shè)置多部語(yǔ)音通訊設(shè)備，用于內(nèi)網(wǎng)之間、內(nèi)外之間的通訊需求。

表1　數(shù)據(jù)中心弱電智能化包含系統(tǒng)

3.1.3網(wǎng)絡(luò)安全需求

數(shù)據(jù)中心作為信息資源的聚集地，承載著用戶的核心業(yè)務(wù)和機(jī)密數(shù)據(jù)，同時(shí)為內(nèi)部、外部提供業(yè)務(wù)交互和數(shù)據(jù)交換，因此網(wǎng)絡(luò)的安全需求較為特殊，其網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容。

1）合理的劃分?jǐn)?shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部分不同區(qū)域之間的訪問(wèn)權(quán)限，必要時(shí)可以采取不同應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，不同用戶之間的物理隔離。通過(guò)這樣的方式，保證數(shù)據(jù)中心服務(wù)客戶的通信是在正確的授權(quán)許可下進(jìn)行的，同時(shí)，防止黑客、計(jì)算機(jī)病毒等非法的訪問(wèn)及惡意破壞事件的發(fā)生；

2）需要加裝相關(guān)的技術(shù)安全防范手段為數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸提供保障，要求數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不允許出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或者被讀取和更改的情況發(fā)生；

3）為數(shù)據(jù)中心提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)自身加以安全保護(hù)，保證網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠持續(xù)的高可靠運(yùn)行。

3.2綜合安全防范系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心的綜合安全防范系統(tǒng)整體較其他公建存在一定差異，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心雖然有嚴(yán)格管理的重點(diǎn)安全防范區(qū)域，但是，它不像一些特殊單位那樣，可以做到同外界極少接觸。大型的數(shù)據(jù)中心往往要接待大批客戶的考察、參觀等，所以，在數(shù)據(jù)中心安全防范體系中，應(yīng)該以訪客登記管理為核心，以出入口控制及安檢門(mén)閘作為支持，視頻安防監(jiān)控及入侵報(bào)警作為配合的整體安防模式。要求只有獲得相應(yīng)授權(quán)的人才能夠進(jìn)入相應(yīng)的授權(quán)區(qū)域，對(duì)于非授權(quán)人員和管制物品，必須有效攔截在授權(quán)區(qū)域以外。

而為了保證數(shù)據(jù)中心安全防范系統(tǒng)模式更加合理有效，大型的數(shù)據(jù)中心建議采用安全區(qū)域等級(jí)劃分的手段對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行管理。安全防范系統(tǒng)針對(duì)不同的安全區(qū)域等級(jí)進(jìn)行合理的監(jiān)控。一般可將數(shù)據(jù)中心安防區(qū)域劃分為4個(gè)等級(jí)。

1）一級(jí)安防區(qū)域：主要包括專屬機(jī)柜運(yùn)行區(qū)、設(shè)施運(yùn)行區(qū)及監(jiān)控中心等，其要求為獨(dú)立授權(quán)，全天候無(wú)死角安防監(jiān)控。進(jìn)入該區(qū)域要進(jìn)行安全檢查和設(shè)備管制。

2）二級(jí)安防區(qū)域：主要包括客戶辦公區(qū)，維修測(cè)試間等，這部分區(qū)域要求實(shí)現(xiàn)進(jìn)出授權(quán)管理，非授權(quán)用戶禁止入內(nèi)。

3）三級(jí)安防區(qū)域：主要包括訪客參觀、茶水餐飲、貨物進(jìn)出、裝卸區(qū)等，這部分要求對(duì)于進(jìn)出人員要進(jìn)行身份確認(rèn)工作。

4）四級(jí)安防區(qū)域：數(shù)據(jù)中心園區(qū)以內(nèi)，該部分主要包括視頻安防監(jiān)控，需要對(duì)園區(qū)出現(xiàn)的突發(fā)事件，或者其他情況進(jìn)行迅速處理。

3.3綜合設(shè)備管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心除了在其他共建設(shè)施當(dāng)中需要綜合管理的設(shè)備外，其一個(gè)主要特點(diǎn)是需要對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的環(huán)境監(jiān)測(cè)管理。因?yàn)?，?shù)據(jù)中心設(shè)備運(yùn)行區(qū)域全是服務(wù)器這類集成度很高的電子設(shè)備，而其對(duì)于環(huán)境要求要比其他物件高得多，所以數(shù)據(jù)中心通過(guò)統(tǒng)一的操作平臺(tái)和統(tǒng)一的通信平臺(tái)，完成對(duì)監(jiān)控場(chǎng)所內(nèi)所有高低壓配電系統(tǒng)、UPS主機(jī)、電池、環(huán)境溫濕度、空調(diào)、漏水、消防、防雷等各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化管理，并實(shí)時(shí)獲取各子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。其基本要求如表2所示。

3.4數(shù)據(jù)中心弱電智能化專業(yè)綜合布線

數(shù)據(jù)中心作為電子設(shè)備高度聚集的場(chǎng)所，其本身又是服務(wù)提供商，對(duì)于數(shù)據(jù)鏈路的需求可以說(shuō)是其他共建設(shè)施難以匹敵的，其綜合布線的主要特點(diǎn)為兩個(gè)方面：其一，數(shù)據(jù)中心對(duì)于線纜需求量極大，每排服務(wù)器、每個(gè)機(jī)柜都需要配備通信線纜，另外，每排服務(wù)器機(jī)柜的列頭柜，依據(jù)不同使用需求，需要合理配備更加特殊的傳輸線纜；其二，數(shù)據(jù)中心不同功能區(qū)域之間，不同網(wǎng)絡(luò)之間也存在著大量的線纜敷設(shè)，其中包括局域網(wǎng)線纜敷設(shè)、存儲(chǔ)網(wǎng)線纜敷設(shè)、屏蔽機(jī)房線纜敷設(shè)、接入機(jī)房線纜敷設(shè)等。

針對(duì)這樣的實(shí)際情況，弱電智能化專業(yè)需要合理統(tǒng)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)中心，尤其是大型數(shù)據(jù)中心的線纜使用量，需要明確數(shù)據(jù)中心中相關(guān)服務(wù)器的運(yùn)行以及連接方式；另外，合理規(guī)劃線纜路由以及相應(yīng)線槽大小，以及豎向管井與水平配線。這些方面在大型數(shù)據(jù)中心的實(shí)施建設(shè)中，將會(huì)顯得尤為重要。下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單示意圖來(lái)表述數(shù)據(jù)中心相關(guān)綜合布線的架構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

表2　數(shù)據(jù)中心環(huán)境主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容

圖1　數(shù)據(jù)中心綜合布線示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將會(huì)隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展而越來(lái)越迅速，大規(guī)模、高要求的數(shù)據(jù)中心將會(huì)是未來(lái)建設(shè)的主要發(fā)展方向，針對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，弱電智能化的配套發(fā)展也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，在滿足其基本的使用需求外，更應(yīng)該從使用和管理的角度不斷完善。讓弱電智能化為數(shù)據(jù)中心提供更加便利的使用環(huán)境，更加準(zhǔn)確的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和更加完善的服務(wù)內(nèi)容。

［1］2014-2020年中國(guó)云計(jì)算行業(yè)深度及發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告（2015中國(guó)報(bào)告大廳發(fā)）.

［2］全球及中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）IT項(xiàng)目可行性分析與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告（2015版）.

［3］數(shù)據(jù)中心通信設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)（TIA-942）［S］.

［4］電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50174—2008）［S］.

Analysis of Large Data Center Weak Current System Construction

GUO Juan-li， ZHOU Zheng

（Guangzhou Design Institute）

With the rapid development of computer and the Internet industry， the construction of data center has become a hot topic， this paper， starting from the basic construction of large data center， combined with use， maintenance， management several aspects， focus on weak current system application of data center， and its particularity will be discussed in detail.

data center； weak current system； particularity