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典型设计案例

机房整体建设方案

一．机房设计基本理念的变化

在IT行业，实际应用中存在的问题以及随着技术的进步不断提出的新的要求，是新的设计理念的产生和新产品开发生产的基础和动力，同时也是检验新的系统方案设计和新产品是否符合要求，有没有推广应用前景的客观的标准。对于使用者来说，充分了解应用中的问题，才能客观地准确地去评价系统方案设计和产品的先进性，才能有针对性地选用既符合使用要求又性能价格比高的解决方案和相应的产品。

对于数据中心的基础设施来说，包括了诸如不停电供电系统，空调制冷系统，IT设备（机柜/机架）微环境，系统管理，机房建设等方面，被称之为NCPI（Network Critical Physical Infrastructure），涵盖了与数据中心基础设施有关的全部内容。

新的设计理念在指导和改变着传统的机房设计理念和设计方法，明显的变化体现在以下四个方面：

1．对供电系统的设计不能局限在只是通过变压器和主电源开关给机房提供满足功率容量和电压制式要求的动力电，而是要对整个机房乃至IT设备微环境(机柜/机架)的供电质量、可靠性和可用性、电力传输、各种设备的匹配和连接等一系列问题做全面的研究和设计；

2．对机房空调制冷系统的研究和设计不能局限在保证机房内的温度和湿度，还要保证IT设备微环境（机柜/机架）的温度和湿度，这方面研究理念一个重要变化是“如何把IT设备产生的热量有效的带走”，保证IT设备在极好的温、湿度环境下工作；

3．对整个机房的集中管理获得所有系统设计和机房建设者的普遍重视。提高管理水平是提高系统可靠性和可用性的关键因素之一，同时也是提高使用维护水平降低人为故障的有效措施；

4．机房是作为固定资产投资建设的，在IT技术快速发展和变化周期缩短到3-5年的形势下，如何缩短建设周期和提高对应用要求迅速变化的适应能力变得尤为重要。

在新的设计理念的影响和指导下，施耐德电气旗下的APC一改传统的设备提供商为系统方案提供商。遵循“标准化”和“模块化”的原则，创造性地推出了“英飞集成系统”。它是实施新的NCPI设计理念的具体和成熟的方案，是一个完整和系统的IT基础物理设施集成化产品，它由电力供应、空气调节、IT机械支撑和系统管理等子系统组成。

例如：单从UPS供电保护方式上看，历来就存在两种典型的机房设计方式：分散式与集中式；

可以说，两种方式各有优劣；分散式具有配置灵活、允许逐步投资、不容易产生大面积瘫痪的优点，但是却由于设备数量众多，造成管理困难、实际后备时间参差不齐的缺点；而集中式由于设备数量相对较少，因此易于管理，但是很难实现系统容量的按需配置，容易出现由于系统容量估计过高造成资金投入的浪费，或由于估计过低造成不能满足负载要求而被迫另行建设；

总结集中式与分散式的优缺点，同时融合UPS技术和空调制冷技术的发展趋势，APC推出了一种新型的机房系统---区域供电方式的新型数据中心系统InfraStruXureTM系统。

比较以往的数据中心机房建设和采用APC InfrarStruXureTM的系统有什么不同？

可以看到，以往在数据中心机房中占据了10-15%使用面积的UPS系统似乎是不见了，从而使得负载机架数量可以增加了20-30%，实际上这是采用InfraStruXureTM 系统取代了以往的UPS供电系统，采用了机柜式电源阵列（具有N+1冗余能力），UPS系统完全融入了负载机柜中，这同样也使得UPS输出与负载之间的距离极短，减少了故障的可能性。

同时，由于技术更新快，在商业运作过程中仅仅考虑可用性及的成本这些问题已远远不够。对于客户来说，产品的灵活性(或者说产品的适应性)，以及降低总体拥有成本(TCO，包括购买成本和使用成本)已成为同等重要的问题。

InfraStruXureTM系统全面地将电源、制冷系统、机柜、管理、和服务有机地结合起来。通过标准化的模块及快装组件配置提供灵活多变的解决方案。

InfraStruXureTM整体机房系统至少可以为客户带来如下优势：

采用标准化和模块化的系统组件，提高机房系统的可用性。可以做到工厂定制化，大量减少现场工作环节，能够做到质量和标准的统一。同时，系统的标准化和模块化及其热插拨技术也大大缩短了平均故障恢复时间(MTTR)及降低人为错误的可能性。

采用标准化和模块化的系统组件，用户可以做到“按需配置，边成长边投资”，而不是象以往一样“一步到位”，既减少投资风险和浪费，又做到了灵活配置。随需变化不仅强调节约用户的初期投资成本，更通过提高系统效率来降低用户的实际使用成本，从而降低用户的总体拥有成本(TCO)，让用户“买得起车，也用得起车”。

采用标准化和模块化的系统组件，提高了机房系统部署的速度，极大地提高了机房基础设施的灵活性。

二．数据中心机房方案比较

项目	APC整体机房方案	传统机房方案	结论
服务对象	适应于机柜里面安装的机架式甚至刀片式设备	只适应机房里面安装的塔式设备	APC是目前全球提供全方位机柜级别的中高功率密度解决方案的公司。是目前先进且能够满足今后变化发展的IT设备的需求的系统。具有10年整体寿命周期的总体经济性，高的可用性、适应性和灵活性，在线低成本可扩容性，可在线模块化维修。
技术形成年代	2002年	1980年
方案特点	可以适应机柜级别的中高功率密度的解决方案。	只适应于机房级别低功率密度的解决方案。
机房布局	开放式机房布局。UPS电源、配电柜、空调和机柜的外形一致，并且可以直接并排在一起。空间利用率高。	多个小房间分隔，UPS电源、配电柜占据单独的房间，空调占据单独的房间。机房空间利用率低。	APC的机房布局气派大方美观，适合今后扩容，空间利用率高，对装修要求简单。是今后很长一段时间内的主流方案。
UPS电源	模块化热插拔冗余并联电源。形成N+X冗余。黑色机柜外形，可并排放在主机房。	固定功率两台1＋1并机或其他类似系统。灰色柜体，安装在独立电源间	模块化、热插拔即插即用是所有计算机IT设备的特点，UPS电源也采用此技术是UPS电源技术的一大进步。可带来：方便的扩容，高可用(靠)性，维护简单，运行成本低。空间利用高。
配电柜	智能化精密配电柜。配置液晶显示器、通信网卡、监控系统、2段配电母排、维护旁路、负载热插拔空气开关。可监控每个支路开关电流，实现精密配电。黑色机柜外形，可直接安装在服务器机柜旁边。	普通配电柜。可选装智能仪表、RS485通信接口，不能精密配电。普通负载开关。	精密智能配电柜使用户可以了解每个服务器机柜的用电情况，对可能出现的过载实现预警，降低局部过载断电的次数，提高配电可用性。热插拔开关使用户可在线增加供电回路，安全方便。就近配电，便于配电线缆连接，减少配电转接环节及带来的隐患，提高了整个配电系统的可用性。
走线模式	可以直接服务器机柜顶部走线。采用无工具安装形式，随机柜安装。	高架地板下走线。或天花板吊线架上走线。	机柜顶部走线可杜绝水淹，虫鼠等危害，电线短路发热冒烟起火可及时发现。工程量小，对机房装修无特殊要求，也不会阻挡地板下的冷空气流动。同时方便以后供电回路的布线扩容。是目前先进的走线模式。
制冷系统	分区型机柜级别水平送风制冷系统。每个机柜极大散热能力1－20KW。与服务器机柜并排摆放。	集中型机房级别下送风系统。每个机柜极大散热能力1－3KW。放置在机房角落靠墙。	APC提供中高密度的制冷解决方案，可以满足小型机、刀片式服务器的高密度散热需求，提高IT设备的可用性。送回风距离短，冷热空气不混合。效率高，运行费用低。机柜式、模块化结构，维修方便，扩容简单。安装及维护工程量小。
气流循环	一部机柜级别空调为1－10个机柜服务，空调将冷空气以较低压力往前吹，排入到本排机柜列的前面，形成冷通道。机柜里面的服务器风扇转动，吸入机柜前面通道里的冷空气，安装的服务器多吸入的冷空气也多。热风从服务器的后端排出到机柜后门，机柜列的后面形成热通道。热通道的热空气被空调吸入重新变成冷空气，形成新的循环。空调控制的是空调送风20度。	传统下送风空调是为整个机房制冷服务。空调将冷空气以较大压力压入高架地板，在高架地板下面形成正压箱。冷空气从机柜正下方的线缆开孔压出，上升，进入机房。机柜里的服务器从前面吸入空气，从后面排除热空气。机房里的混合空气以自然回风或天花回风的模式回流到空调顶部。空调控制的是机房回风为22度。
机柜系统	1070mm深42U机柜。承重1300公斤。前门圆弧设计。打孔门通风率64％以上。可后部垂直安装配电条。顶部走线槽走线，上下走线。滑轮和调平固定螺栓。	1000mm深42U机柜。承重500公斤。前门平板设计，玻璃门或打孔门，打孔门通风率45％。可水平1U安装插线板。只可上下走线。滑轮和调平固定螺栓。	兼容性强，可扩容性强，更容易提供机柜级别的配电、走线、制冷、安全等的解决方案。
机柜摆放	机柜面对面、背对背摆放，形成冷热通道布局。杜绝冷热风混合。打孔地板安装在机柜正面。	所有机柜面向一个方向。机柜正下方的地板割大方孔。线缆从此方孔进入机柜
机柜附件	提供无工具安装的垂直安装插线板、顶部走线槽，机柜温湿度监控，送风单元，排风单元，KVM，LCD鼠标键盘套件等众多附件，满足数据中心业务需要。	水平插线板等。
对机房要求	要求机房净空>2500mm，对高架地板和天花吊顶无任何要求。	要求机房净空>2500mm，高架地板>300mm。地板下要求做保温。
监控系统	基于网络传输的机房环境、视频、安防监控系统。TCP/IP模式，布线扩容简单，速度快，数据量大。	传统的485模式的本地监控系统。布线复杂，扩容麻烦。可用性低。	结构简洁，功能强大、性价比极高的监控系统。

总结

现代整体数据机房解决方案具有以下优势：

可以作为中高功率密度机柜级别解决方案。

完全针对机架式产品的需求，提供全新的中高密度制冷、供配电、走线、监控、兼容解决方案服务器

系统性。

采用完全, 系统的、整体的、统一设计的方式, 来构建基础设施，各个部件之间有机结合。

高可用性。

主要的UPS供配电系统、机柜级别的可适应的制冷系统均为冗余配置，采用高性能服务器机柜及机柜级配电，以及可提前预报警的监控系统，均有效提高了系统的可用性。

可扩容能力。

UPS供电系统、配电系统、走线系统、机柜级别制冷系统均为模块化设计，非常方便在线扩容。

可维护性。

采用IT产品的设计思路，标准化、模块化、热插拔结构。多个场地只需要库存很少的备件，而且用户可自己更换维修，大大缩短维修时间，减少维修成本。

总体拥有成本低。

考虑到5－10年的总体采购、运行、维护管理、扩容、占地的成本，该方案由于效率高、维护简单、扩容成本低，导致10年寿命周期总体成本比传统方案低15－30％。

空间利用率高。

开放式空间布局，中高密度设计，使得同样的面积可以摆放更多的服务器IT设备。

对机房要求低。

减少隔断、门等的数量，对天花和高架地板无要求，不用做地板下的保温等，相关机房工程量少。

业务的重要性已经关系到我们的职业，面对众多的关键设备和重要的系统，我们需要摒弃传统的机房建设思路；取而代之，以系统性的眼光，着眼于您的数据中心，更多解决方案请致电我公司商务部（0791-82170805李工）。我们富有行业经验的工程师团队，将为你的数据中心提供系统性建设方案；并对其提供全面的技术支持和管理协助。