最全IDC数据中心知识讲解.docx
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最全IDC数据中心知识讲解
最全IDC数据中心知识讲解
数据中心（InternetDataCenter，简称IDC）机房设计集建筑、结构、电气、暖通空调、给排水、消防、网络、智能化等多个专业技术于一体。
IDC机房应具有“良好的安全性能，可靠而且不能间断”的特点。
数据中心等级划分：
数据中心的等级分为A级、B级和C级：
A级为容错型
B级为冗余型
C级为基本型
一般情况下：
基本上银行系统的机房多按A级标准做；
政府部门及企业根据客户要求按照B级来设计；
事业单位及教育部门可根据C级设计。
机房其功能间比较详细划分的话，大概的功能间划分为：
设备区域和辅助区域；
设备区域分：
主机区、小型机区、网络区、UPS电源室、打印机区、介质库、空调区等；
辅助区域分：
监控室、测试室、值班室、气瓶间、新风室、参观走廊、缓冲间等；
IDC应符合电信级机房的建设规范，具备并符合机房功能、机房建筑、机房环境、供电系统、空调系统、布线系统、网络系统、KVM系统、网管系统、网络安全系统、数据存储备份系统等基本条件。
IDC网络建设
Internet接入网络结构实例
网络建设
网络包括其LAN、WAN和与Internet接入等方面。
LAN的建设：
包括其LAN的基础结构，LAN的层次，LAN的性能。
WAN的建设：
即IDC的各分支机构之间相互连接的广域网的建设等。
用户接入系统建设：
即如何保证IDC的用户以安全、可靠的方式把数据传到IDC的数据中心，或对存放在IDC的用户自己的设备进行维护，这需要IDC为用户提供相应的接入方式，如拨号接入、专线接入及VPN等。
IDC与Internet互联的建设：
邮件系统、网站系统等与Internet互联。
IDC的网络管理建设：
由于IDC的网络结构相当庞大而且复杂，要保证其网络不间断对外服务，而且高性能，必须有一高性能的网络管理系统。
网络的安全：
主要通过防火墙和入侵检测系统来体现。
防火墙：
可以将网络划分成几个安全等级不同的部分，对于要求安全等级高的部分，还可以通过部署多级防火墙来提供安全保护。
入侵检测系统：
可以对恶意的入侵行为进行探测，进行记录。
服务器建设
基础服务系统服务器和应用服务系统服务器
基础系统服务器：
这类服务器是保障IDC为用户提供各种服务的前提，这类服务器有DNS服务器、目录服务器、网络管理服务器、防火墙服务器、各类安全服务器、IDC系统性能监控服务器等等。
数据库服务器：
它是保证IDC可以为用户提供各种应用服务的基础，IDC的数据库服务器必须能支持大容量访问、多种数据库等。
数据备份服务器：
它是IDC为客户提供安全服务的内容之一，保证客户的数据安全可靠。
由于IDC的服务器种类繁多、有多种数据库，所以数据备份要支持多机型、多种数据格式等等，而且容量要大。
应用服务器：
是IDC为用户提供相关应用服务的服务器。
具有很好的扩展性，以及支持各类应用软件的数量要多。
服务器的负载均衡：
服务器的负载均衡可由硬件设备（如网络交换设备）或软件的方法实现。
存储系统的建设
存储系统是IDC的重点建设内容之一，作为一个IDC，其存储系统是相当庞大的，特别是在现在的企业中，数据的容量以由GB级增长到TB级。
（1）磁盘阵列；
（2）磁带机；
（3）NAS
（4）虚拟机备份
（5）……
软件系统的建设
软件系统
Web系统：
IDC开展Web-Hosting服务内容之一，Web系统软件应支持在一个系统上能建立为多家企业服务的Web系统功能等。
电子邮件系统：
电子邮件系统应支持多种电子邮件协议，如SMTP、POP3、IMAP4、Web-Mail和Voice-Mail等，同时电子邮件系统应有很好扩展性等。
数据库系统：
IDC应建立多厂家的数据库系统，如应有Oracle、Informix、SQLServer、SyBase等厂家的数据库，以满足不同用户的需求。
安全系统：
如防火墙软件（硬件防火墙除外）、防黑客入侵、防病毒软件等。
这是保证IDC为用户提供安全服务器的前提。
数据备份软件：
支持多备份设备、多种厂家的机器、多种数据库等等。
应用开发系统：
IDC应提供相应的开发系统平台，提供相应的开发工具，满足用户或IDC开发相应应用的需求。
IDC基础系统建设
机房布局
数据中心机房建设是一个系统工程，它由：
主机房（包括网络交换机、服务器群、存储器、数据输入/输出配线、通信区和网络监控终端等）
基本工作间（包括办公室、缓冲间、走廊、更衣室等）、
第一类辅助房间（包括维修室、仪器室、备件间、存储介质存放间、资料室）
第二类辅助房间（包括低压配电、UPS电源室、蓄电池室、精密空调系统用房、气体灭火器材间等）
第三类辅助房间（包括储藏室、一般休息室、洗手间等）组成的。
如果把机房比做一个机器人的话，可以这样形象比喻：
机房装饰为机器人的外金属壳造型；
机房电气则为机器人动力的生命源；
机房空调通风则是机器人自身的温度调节系统；
机房综合布线则是机器人的思维和感知系统；
机房安防监控系统相当于机器人的眼睛；
机房集中监控系统相当于机器人的嘴巴；
机房KVM系统相当于一个遥控，由人来远程操控机器人；
机房气体消防是机器人的一套自我保护功能。
机房装修—一般规定
1.计算机房的室内装修工程施工验收主要包括吊顶、隔断墙、门、窗、墙壁装修、地面、活动地板的施工验收及其他室内作业。
2.室内装修作业应符合《装饰工程施工及验收规范》、《地面及楼面工程施工及验收规范》、《木结构工程施工及验收规范》及《钢结构工程施工及验收规范》的有关规定。
3.在施工时应保证现场、材料和设备的清洁。
隐蔽工程（如地板下、吊顶上、假墙、夹层内等）在封口前必须先除尘、清洁处理，暗处表层应能保持长期不起尘、不起皮和不龟裂。
4.机房所有管线穿墙处的裁口必须做防尘处理，然后对缝隙必须用密封材料填堵。
在裱糊、粘接贴面及进行其他涂复施工时，其环境条件应符合材料说明书的规定。
5.装修材料应尽量选择无毒、无刺激性的材料，尽量选择难燃、阻燃材料，否则应尽可能涂防火涂料。
机房装修-—吊顶
计算机机房吊顶板：
表面应平整，不得起尘、变色和腐蚀；其边缘应整齐、无翘曲，封边处理后不得脱胶；填充顶棚的保温、隔音材料应平整、干燥，并做包缝处理。
按设计及安装位置严格放线：
吊顶及马道应坚固、平直，并有可靠的防锈涂复。
金属连接件、铆固件除锈后，应涂两遍防锈漆。
吊顶上的灯具、各种风口、火灾探测器底座及灭火喷嘴等：
应定准位置，整齐划一，并与龙骨和吊顶紧密配合安装。
吊顶内空调：
其内表面应按设计要求做防尘处理，不得起皮和龟裂。
固定式吊顶的顶板应与龙骨垂直安装：
双层顶板的接缝不得落在同一根龙骨上。
螺钉间距：
沿板周边间距150-200mm，中间间距为200-3000mm，均匀布置。
活动式顶板的安装：
必须牢固、下表面平整、接缝紧密平直、靠墙、柱处按实际尺寸裁板镶补。
根据顶板材质作相应的封边处理。
安装过程中随时擦拭顶板表面：
并及时清楚顶板内的余料和杂物，做到上不留余物，下不留污。
机房装修—隔断墙
无框玻璃隔断，应采用槽钢、全钢结构框架。
墙面玻璃厚度不小于10mm，门玻璃厚度不小于12mm.表面不锈钢厚度应保证压延成型后平如镜面，不不平的视觉效果。
石膏板、吸音板等隔断墙的沿地、沿顶及沿墙龙骨建筑围护结构内表面之间应衬垫弹性密封材料后固定。
当设计无明确规定时固定点间距不宜大于800mm.
竖龙骨准确定位并校正垂直后与沿地、沿顶龙骨可靠固定。
有耐火极限要求的隔断墙竖龙骨的长度应比隔断墙的实际高度短30mm，上、下分别形成15mm膨胀缝，其间用难燃弹性材料填实。
全钢防火大玻璃隔断，钢管架刷防火漆，玻璃厚度不小于12mm，无气泡。
安装隔断墙板时，板边与建筑墙面间隙应用嵌缝材料可靠密封。
用自攻螺钉固定墙板宜符合：
螺钉间距沿板周边间距不大于200mm，板中部间距不大于300mm，均匀布置，其他要求同上。
机房装修—铝合金门窗和隔断
铝合金门框、窗框、隔断墙的规格型号应符合设计要求，安装应牢固、平整，其间隙用非腐蚀性材料密封。
当设计无明确规定时隔断墙沿墙立柱固定点间距不宜大于800mm.
门扇、窗扇应平整、接缝严密、安装牢固、开闭自如、推拉灵活。
施工过程中对铝合金门窗及隔断墙的装饰面应采取保护措施。
安装玻璃的槽口应清洁，下槽口应补垫软性材料。
玻璃与扣条之间按设计要求填塞弹性密封材料，应牢固严密。
机房装修分墙、顶、地、隔断四部分；机房的选材从防火、防静电等方面考虑。
1、墙：
一般选材为彩钢板、铝塑板、刷漆等；
2、顶：
一般都选择微孔铝合金天花，铝合金天花分两种，一是方板，一是条形板，根据客户喜欢，现在稍微上点规模的机房都选择无吊顶，因为方便上走线等；
3、地：
架空地板，即防静电地板，防静电地板根据档次不同，分全钢的、复合的、硫酸钙的等；
4、隔断：
玻璃隔断、轻钢龙骨石膏板隔断两种；玻璃隔断根据防火分区的不同分为防火玻璃和钢化玻璃隔断；轻钢龙骨石膏板隔断分单层单面石膏板和双层双面石膏板隔断，也是根据防护分区不一样来划分的。
供配电系统
电气分两部分，UPS配电和市电配电；
UPS配电是为服务器及网络等重要设备供电；
市电是为空调、新风、照明、维修插座等配电。
供配电—电气系统
供配电系统：
应为380V/200V、50HZ，计算机供电质量达到A级。
供配电方式：
为双路供电系统加UPS电源及柴油发电机设备，并对空调系统和其他用电设备单独供电，以避免了空调系统启停对重要用电设备的干扰。
供电系统的负荷包括如下：
服务器功率：
单台服务器功率╳服务器台数=总功率
UPS总功率：
一般采用n+1备份方案，亦即并联UPS台数多加壹台，以防止某一台机组出现故障。
目前UPS效率均在90%以上，故按照服务器总功率可以计算出UPS的总KVA数。
恒温恒湿精密空调负荷：
工作区面积╳200~250kcal/hr/m2 =总的空调所需制冷量
办公区空调、照明等负荷
其它用负荷
由上可以计算出一个数据中心机房所需的用电负荷总功率。
供配电—电源
一类电源为UPS供电电源，由电源互投柜引至墙面配电箱，分路送到活动地板下插座，再经插座分接计算机电源处，电缆用阻燃电缆，穿金属线槽钢管敷设。
二类电源为市电供电电源，由电源互投柜分别送至空调、照明配电箱和插座配电箱，再分路送至灯具及墙面插座。
电缆用阻燃电缆，照明支路用塑铜线，穿金属线槽及钢管敷设。
三类电源为柴油发电机组，是作为特别重要负荷的应急电源，应满足的运行方式为：
正常情况下，柴油发电机组应始终处于准备发动状态，当两路市电均终断时，机组应立即启动，并具备带100%负荷的能力。
任一市电恢复时，机组应能自动退出运行并延时停机，恢复市电供电。
机组与电力系统间应有防止并列运行的连锁装置。
柴油发电机组的容量应按照用电负荷的分类来确定，因为有的负荷需要很大的启动功率，如空调电动机，这就需要合理选择发电机组容量，以避免过大的启动电压降，一般根据上述用电负荷总功率的2.5倍来计算。
供配电—UPS电源系统
UPS的用途主要有两方面：
一是应急使用，防止突然断电而影响设备正常工作，给用电设备造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电力线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为用电设备提供高质量的电源。
UPS主要由整流系统、储能系统、变换系统和开关控制系统四个部份组成，在电力供电系统供电时整流系统就是一个将交流电（AC）转化为直流电（DC）的装置，经滤波稳压后供给逆变器或者给储能系统充电，起到充电器的作用。
UPS电池柜
UPS专柜
供配电—配电柜
配电箱、柜应有短路、过流保护，其紧急断电按钮与火灾报警联锁。
配电箱、柜安装完毕后，进行编号，并标明箱、柜内各开关的用途以便于操作和检修。
配电箱、柜内留有备用电路，作机房设备扩充时用电。
供配电—插座
机房内用电插座分为两大类：
UPS插座
市电插座
机房各工作间均留有备用插座安装在墙壁下方供设备维修时用。
供配电—电缆（电线）
电缆（电线）在铺设时应该平直，电缆（电线）要与地面、墙壁、天花板保持一定的间隙。
不同规格的电缆（电线）在铺设时要有不同的固定距离间隔。
电缆（电线）在铺设施工中弯曲半径按厂家和当地供电部门的标准施工。
铺设电缆时要有留有适当的余度。
地板下的电缆穿钢管或在金属线槽里铺设。
照明系统
机房照明及应急照明系统
主机房按《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）要求，照度为400Lx；
电源室及其它辅助功能间照度不小于300Lx；
在机房各处安装了疏散指示灯、安全出口标志灯，照度大于1Lx；
机房内、走廊、楼梯口装有应急备用照明灯，照度不小于30Lx.
注：
（Lx：
光照度（简称照度）：
是表示受光表面被照亮程度的一个量，表示照度的单位是勒克斯（Lux）代号（Lx））。
照明系统—照明灯具
照明灯具采用嵌入式安装。
事故照明用备用电源自投自复配电箱，市电与UPS电源自动切换。
灯具内部配线采用多股铜芯导线，灯具的软线两端接入灯口之前均应压扁并搪锡，使软线与固定螺丝接触良好。
灯具的接地线或接零线，必须用灯具专用接地螺丝并加垫圈和弹簧垫圈压紧。
在机房内安装嵌装灯具固定在吊顶板预留洞孔内专设的框架上。
灯上边框外缘紧贴在吊顶板上，并与吊顶金属明龙骨平行。
在机房内所有照明线都必须穿钢管或者金属软管并留有余量。
电源线应通过绝缘垫圈进入灯具，不应贴近灯具外壳。
机房防雷接地系统
防雷和接地属于一个专业，但是在机房内属于两个独立的系统。
防雷系统是在配电柜内加装防雷器，一般做到三级防雷；大楼总配电柜有一级防雷、机房总进线端做二级防雷、UPS输出端做三级防雷；
接地系统机房内分四种，安全保护接地、直流及交流工作接地、防雷接地、计算机系统接地等，接地电阻小于1欧姆；按照规范应该分开来做接地，可是最终都是接到大楼的总接地端子上，最终都是把四种接地统一由一根电缆引到大楼的总接地端子上；我们所做的接地总的作用其实就是一个静电泄露系统。
接地系统
机房接地形式为机房专用直流逻辑地，设一组新的接地极，接地电阻小于1Ω；机房配电系统的交流工作地、安全保护地采用建筑物本体综合接地（其电阻小于4Ω）。
（1）电源防雷可采用三级防雷措施：
A、“第一级防雷器”：
在大楼总进线的低压配电房处进行第一级避雷保护。
B、“第二级防雷器”：
在机房的UPS的输入端或在机房所在楼层的分层配电处进行第二级避雷保护。
C、“第三级防雷器”：
在机房的各工作点进线的输入端加装第三级避雷保护。
对于重要设备（如服务器、交换机、路由器等）可加装精细电源防雷器。
（2）网络通信线路防雷应满足以下要求：
A、进入网络中心机房的通信线路光纤，可不进行防雷保护，但应在通信线路进大楼处将金属护管和光纤的金属保护层做等电位连接。
B、进入网络中心机房的通信线路若采用铜缆，除了应在通信线路进大楼处将金属护管和光纤的金属保护层做等电位连接外，还要将铜缆接入专用网络避雷器后，再与网络设备相连。
（3）接地机房的接地应当有直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地、防雷保护接地等四种接地方式。
A直流工作接地：
计算机电路的逻辑地，即直流公共连接点，接地电阻应按计算机系统具体要求确定，应小于1Ω。
B交流工作接地：
交流电源的中性线接地，地极电阻应小于4Ω。
C安全保护接地：
设备外壳的安全接地，地极电阻应小于4Ω。
D防雷保护接地：
在有防雷设施建筑体中可不另设此接地，在没有防雷设施接地建筑体中应该设防雷地线，其接地电阻应小于10Ω。
防雷系统
大楼沿低压线路进户的传导直击雷是不大可能的。
中心机房内设备主要需要进行直接雷击引起的电阻耦合方式（地电位反击）的防护、以及附近高层建筑落雷时造成的电感性、电容性耦合干扰的防护。
1.等电位接地的处理
接地是避雷技术最重要的环节，而且小型机以上的计算机系统对接地要求也很高，其接地地阻通常要求小于1欧姆以下。
但对于避雷技术来说，地阻小于4欧姆即可。
应将避雷接地、电器安全接地、交流地、直流接地统一为一个接地装置，避免不同的地之间产生反击。
2.电源部分防雷设计
根据雷电流大、防雷器存在残压及设备耐冲击水平低的特性，应遵循多级保护，层层泻能的原则，选择安装避雷器，进行电源线路的过压保护。
3.信号系统的防雷设计
机房的数据通信线路有以太网双绞线、DDN专线、光纤线路以及电话线备份线路，必须对进出机房的的所有通信线路进行防雷处理，才能保护机房的安全。
机房综合布线系统
综合布线也叫网络布线，之所以把综合布线称为机房的思维和感知系统，他是通过网络把所有的服务器全部连接起来，机房的所有信息全部通过网络来传输的；连接方式简单的说就是通过电信公司的总进线连接到机房的网络机房，由网络机房再统一布线到每台服务器等。
现代的建筑物，其楼内信息传输通道系统（布线系统）已不仅仅要求能支持一般的语音传输，还应能够支持多种计算机网络协议及多种厂商设备的信息互连，可适应各种灵活的、容错的组网方案；同时由于新技术、新产品不断出现，传输线路要能够在若干年里适应发展的需要。
因此建立一套能够全面支持各种系统应用如通信网络中心、数据处理中心，本身又具有开放、兼容、可靠性高、实用性强、易于管理、具有先进性、面向未来的综合布线系统，对于现代化建筑是必不可少的。
综合布线系统—机房地面
数据中心的总体建筑结构根据电信级数据中心的特点设计建造。
地面具有高达8级的抗震强度，每平方米有1600公斤的承重能力，可在各种特殊情况下最大限度地保障客户设备和数据的安全。
综合布线系统—地板工程
活动地板在计算机房中是必不可少的。
机房采用的是架空抗静电全钢活动地板，地板敷设高度为0.4米，地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施（插座、插座箱等）。
面上铺设抗静电活动钢质地板，规格600*600*35，铺设高度约抬高500px安装（在操作间及设备间设置），地板下刷防尘漆，活动抗静电钢质地板强度高，受温湿度影响小，不易变形，表面坚固耐磨，性能和安全性检测符合EEC106指导性标准，防火性能按最高的防火标准设计和测试，当发生静电时，快速释放静电。
活动地板铺设时要支撑牢靠，接缝严密、间缝顺直、整体平整度好。
综合布线系统—机柜详细分配图
综合布线系统—网络拓扑图
机房消防系统
1、设计依据
《建筑防火设计规范》GB50016-2014
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013
2、消防自动报警及控制系统的组成
消防控制中心包括智能火灾报警控制主机，用于集中报警及控制。
消防控制中心外围报警及控制包括光电感烟探测器、感温探测器、组合控制器和气瓶等。
上述设备位于各楼层现场和端子箱内。
消防报警及灭火系统—消防系统
无管网（柜式）七氟丙烷气体灭火系统，是轻便可移动式自动探测火灾、自动报警、自动灭火的现代化消防设备，其灭火效能高，灭火速度快、毒性低、对设备无污损，灭火装置性能优良，其控制部分可与消防控制中心相衔接。
之所以机房内采用气体消防也是对设备的一个保障；我们常见的消防为水喷淋消防、泡沫、干粉等，但是以上消防均不能运用于机房内，所以我们机房内均采用气体消防；气体消防也适合于档案室和图书中心；
它的工作模式是全淹没式，在瞬间把气体释放到机房内，把机房的氧气挤压出去，火没有氧气就不能燃烧；自然就起到灭火的作用；
气体消防分两种模式：
一种是无管网，一种是有管网。
无管网是用在面积小的机房内，把钢瓶直接放置在机房内，如有火情直接由气瓶喷气灭火；就是我们常见的落地式的，把气瓶放置在机房的角落；无管网消防适合与100平方米以内的机房；
有管网消防就是针对大的机房，单独设立一个气瓶间，把所有的气瓶集中放置在气瓶间内，通过管路连接走到每个需要做气体消防的房间内，包括天花上及地板下等；如有火情，气体通过管路送到有火情的房间内；来达到灭火的效果；
气体消防对机房有严格的要求，要求每个防护分区必须密封，材料均采用防火材料，防火门等；而且所有的防火门均为外开等。
机房视频监控和门禁系统
集中监控系统就是要达到机房无人职守的时候工作人也能够知道机房设备及环境的情况；
集中监控主要监控内容：
UPS设备监控、配电状态监控、空调设备监控、新风量监控、消防监控、温湿度监控、漏水监控等；
能够达到短信报警、声光报警、语音报警等，如果设备不一样还可以通过Email报警、有的设备可以满足通过短信或者电脑直接查询到机房的现状。
保安监控系统
在公共区域和出入口处、机房内机架间、VIP机房、核心机房、网管中心、动力机房，楼梯与走廊，电梯等均装有摄象机，进行7×24全方位闭路电视监控录像。
录象保留30天。
专业保安人员24×7×365小时机房值守，随时巡视。
在机房的进出入大门里安装被动红外探头，设防其间所有非正常开启将立即触发报警。
监控系统
1、机房中有大量的服务器及机柜、机架。
由于这些机柜及机架一般比较高，所以监控的死角比较多，因此在电视监控布点时主要考虑各个出入口，每一排机柜之间安装摄象机。
如果在各出入口的空间比较大，可考虑采用带变焦的摄象机，在每一排的机柜之间，根据监视距离，配定焦摄象机即可。
如果机房有多个房间的话，可考虑在UPS房和控制机房内安装摄象机。
2、产品选型及技术要求：
电视监控系统图像信号应满足：
复合视频信号幅度（1±0.3）V（峰-峰）
黑白电视水平清晰度>=350TVL
彩色电视水平清晰度>=270TVL
黑白电视灰度等级>=8
信噪比>=38
门禁系统
门禁管理系统的主要目的是保证重要区域设备和资料的安全。
系统实现对来访者的身份确认和通道控制。
卡片采用感应式卡片、指纹、瞳孔等技术。
卡出入系统具有权限设置的功能，即每张卡可进出的时间、可进出哪道门，可为不同的卡片持有者不同的权限。
每次有效的进入都有存档或统计。
电锁应采用安全可靠的产品，有电闭锁或无电闭锁根据用户要求可调。
紧急情况下或电锁出现故障的情况下应有应急钥匙可将门打开。
门禁系统最好采用计算机控制系统。
全套系统最好有备用电源。
机房KVM系统工程
最早的机房机柜内都是下面装服务器，最上面配一套显示器、键盘、鼠标，如果要查数据，工作人都要到机房内去访问；而现在只需要通过KVM系统，就是可以坐在监控室内直接访问服务器等；
KVM系统解释为远程监控系统；KVM的含义是英文的鼠标、键盘、显示器的打头字母；
KVM分模拟和数字的，所谓模拟的主要是针对鼠标、键盘、显示器的延长线接到监控室，然后有一个切换器，来访问机房的服务器；非常局限，只适合短距离的，如果人在其他地方就没有办法访问
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