大型数据中心(IDC)建设及低PUE数据中心一点思路.doc

大型数据中心（IDC）的建设和低PUE数据中心的一点思路2011年一、大型数据中心（IDC）的建设大型数据中心（IDC）的建设是一项非常庞大的工程，涉及网络整体架构、选址、能源供应、机房架构、设备、基础建设、建造费用、运行成本、升级改造、维护等多个层次。每个层次的专业技术要求都很高高、技术门类跨度大，而且各个层次都相互影响和制约。想要做到完美设计，不仅要整个系统架构设计合理，还要各个子系统的合理配合，最重要的是要有一个完美团队。每个子系统团队不仅在各自领域要有精深的专业知识，还要有全局视野和知识面。 本文不涉及网络整体架构，仅仅谈及独立数据中心建设思路，仅做技术交流之用。1. 选址（1） 整体架构布局决定大的地理位置（2） 气候环境决定机房散热解决方案（3） 具体位置还要考虑能源供应、土地成本、特殊的散热方案需求等2. 能源供应（1） 充足、可靠、廉价的能源供应是至关重要的，关系到数据中心运行的可靠性和运行成本（2） 包括常规能源、新能源以及备用能源供应的综合设计（3） 一般来讲充足性稳定性成本，但是从企业自身角度考虑，运行费用（OPEX）也非常重要，考虑不同类型的数据中心有时候成本的权重会适当增加3. 机房架构（1） 机房架构涉及机房的各个功能模块：设备布局、能源供应、配电、消防、综合布线、散热、系统监控、防雷接地等（2） 结构的模块化应该成为基本的设计理念。模块化设计的理念应是整体和各个子系统中非常重要和不可或缺的，可以说无论软硬件的架构设计，不是模块化的设计都不能说是一种好的设计（3） 独立数据中心架构的模块化设计起码考虑15年以上的需求，要考虑现有需求和扩容需求。现有的集装箱机房很多仅仅是结构的模块化，并不一定满足整体的模块化设计。（4） 外围还要考虑能源供应、外部围护结构、位置空间等4. 设备（1） 各类数据中心主设备的尺寸、功率、工作环境温度、散热方式、热密度等都有不同，而且随着科技发展，各种参数都会发生改变（2） 特别是配电、散热方案一定是针对具体的设备类型、布局和环境要求进行（3） 对设备各种参数的了解是最起码的，各方面都必须要兼顾整体和个体需求5. 基础建设（1） 传统的办公大楼肯定是过时的，基础建设的不合理，后续设计只会削足适履（2） 一定是从内到外，各个子系统的模块化设计，合理布局，从而得到设计完美的外部建筑结构（3） 基础建设的几个主要的关键点是：内部布局结构、承重、防雷接地、消防、围护结构、材料性能，还有就是安全在此针对消防提出个人的一点看法，部分机房，如果设备元器件、设备框架、电线电缆、其它内部设备及维护环境，均已做到不燃或难燃级别，消防要求是否可以考虑做相应的调整，降低消防投入成本。6. 建造费用（1）建造费用主要是土地成本、基建成本、设备成本等（2）跟具体位置、大小等相关7. 运行成本（1） 设备能耗优选低能耗设备（2） 散热能耗优选低能耗散热方案（3） 电力成本优选价格低廉的电力供应或时段8. 升级改造和维护（1） 设计和建设做好了，后续就简单，费用就低（2） 设计不仅要着眼现在，更要了解未来技术趋势，适当考虑即可 以上任何一步都非常重要而且相互关联和影响，任何一项都需要很深的专业知识和设计，全局考虑有所取舍。任何一项展开来说都是长篇大论，很多都非我能力所及，因此不再深入。二、低PUE数据中心的一点思路目前，国内大型IDC机房建设的主要不足（参考网络文章）：（1） 设计标准落后，基础研究空白，缺乏统计数据。国内的相关设计，建设标准是过于陈旧，用于指导电信行业的TIA-942规范并不一定对所有用户适用（2） IDC机房所要支持的业务系统的要求，企业IT架构设计与具体的基础设施设计严重脱节（3） 设计、建造过多依靠经验，缺乏科学的方法和工具。现有机房工程公司已难以支持，而国内的专业建筑设计院过去很少接触IDC机房设计（4） 技术经济指标，节能措施缺乏计算和考虑，效率低下（5） 缺乏专业的工程管理（6） 设计、建设、运维各个阶段脱节-整体设计理念和全局的视野是系统工程项目的关键以上的总结非常准确，本人对每一项都深有体会。以下主要针对怎样建设低PUE数据中心给出一点分析和思路，权当抛砖。1. 现有数据中心的高PUE值的现象或因素（1） 基本均为空调制冷散热，制冷能效低（2） 风道设计不合理，或风道设计错误（3） 空调设计配套冗余过度（4） 机房内温湿度设计不合理，空调加湿除湿同时进行（5） 机房内温度过低（6） 围护结构设计不合理或无设计（7） 无空调制冷控制，空调无效运行时间长（8） 环境温度不同的设备同一空间放置，设置低温环境 根据本人经验，合理的风道设计和空调运行控制，就可以降低现有大部分机房空调电费的30%以上。2. 现有低PUE数据中心的一些方法（1） 合理的风道设计-最基本的（2） 设置合理的环境温度，无需过低的环境温度（3） 空调的合理控制，减少空调的无效运行，增加空调的使用寿命（4） 选取气候低温地区，利用自然冷源自然冷风、加湿冷风、冷风热交换等，亦可提高空调能效比google等欧美自建机房公司是低PUE机房的建设的先行者，因为运行成本降低节省的是真金白银。（5） 定点送风，直接将冷量送到设备或器件处，提高散热效率（6） 室外水冷散热，提高空调能效比3. 建设低PUE和低OPEX数据中心的一些方法（1） 设计先行选用先进可靠的设计方案（2） 利用现有低PUE数据中心的一些方法（3） 选用新型的设备选用高性能高容量设备（降低机房空间需求）、水冷机柜（散热效率高）、工作环境温度高的设备（提高环境温度）等（4） 利用廉价的自然冷源优先低温地区选址、利用江河湖海的散热、选取低温干燥地区采用水分蒸发降低空气温度-比如在水电站附近建设机房，不仅可以就近使用水电，而且可以利用水流和热交换器进行散热（5） 利用蓄冷技术，增加气温低时空调运行时间（提高空调运行能效），或在电费较低时运行空调（降低运行电费，最好事先跟电力公司签订一个长期低价时段电费的合同）（6） 随着新能源的技术进步，合理利用低价的太阳能和风能（7） 根据业务类型建立不同级别的数据中心，亦可有效降低成本和运行费用4. 建设低PUE建设的难度和障碍（1） 国内没有专业的IDC整体设计的设计单位，且对低PUE技术方案研究不足（2） 客户对新技术新方案持有怀疑态度，对可靠性稳定性节能率没有实际数据参考（3） 国内数据中心运营商绝大部分处于垄断行业，成本转嫁能力强，节能动力不足靠行政垄断的企业在技术革新和节能减排方面都没有多少动力可言，但是它们又是节能减排最大的客户和群体，往往这些垄断企业做节能减排会造成更大的浪费。（4） 或许是提供新型方案的国外设计公司所需费用昂贵（5） 国内还没有成熟配套设备的提供商，研发和定制费用高5. 低能耗数据中心的发展趋势（1） 主设备向器件级散热发展，自身散热能力提高，对环境温度要求降低（2） 利用自然冷源的技术和设备趋向成熟（3） 空调、通风、热交换等各种散热设备自身的能效比提高（4） 大型企业自建机房对低PUE数据中心的需求意愿提高（降低运行电费）（5） 数据中心建设公司为提高竞争力，主动开发设计和提供系统解决方案和设备研制6. 新型数据中心的完美设计（1） 整体和各层架构合理（2） 低PUE，高可靠性（3） 远程及实施监控，统一平台管理，立体显示（4） 模块化程度高，可靠性高维护简单（5） 更重要的是一个完美的技术团队技术交流QQ（和邮箱）：24600593