数据中心机房搬迁和扩容方案1.docx
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数据中心机房搬迁和扩容方案1
XXXXX科技股份有限公司
智慧应用事业部
数
据
中
心
机
房
优
化
及
搬
迁
方
案
2015年1月22日
一、概述
1、现状分析
安泰数据中心机房位于时代数码港20楼,经过近一年多的运行,发现大楼的电源系统经常性的出现断电现象;数据中心的出口采用的是电信的50M专线,在过去的一年中,曾出现过服务中断达到24小时以上。
同时,目前的数据中心已经不能满足业务快速发展带来的空间需要。
空间不足:
目前20楼中心机房总面积约为20平米左右,里面含有7个机柜,服务器约15台左右,网络设备约20台左右,包含办公网络与数据中心网络,空间使用率已达到75%以上,按照部门现在的业务发展速度,该机房已不能满足近一年的需要。
环境制约:
目前机房采用的是50(2P)的挂壁式空调,当夏季气温偏高时,机房内的温度难以控制,曾出现过由于温度升高导致消防栓漏水的现象。
安全隐患:
目前机房在大楼新建时未进行合理规划,所属楼层为20楼,空调外机没有地方放置,暂放置在隔断的小房间内,通过窗户对外散热,无法对机房的温度进行有效控制,且夏季温度偏高,存在安全隐患;机房内屋顶设有消防栓,夏季容易产生漏水现象;机房内中央空调为大楼统一控制,晚上中央空调处于关闭状态;中心机房与办公网机房同在一处,且机房内设有门禁系统的控制开关,经常有人需要进出机房调试设备或者检修空调等,不利于机房的管理。
网络架构:
目前数据中心网络采用单出口、单链路的架构,当电信的出口故障时,数据中心对外提供的服务将无法继续;在网络架构中,所有的链路全部为单链路(服务器与网络设备之间、网络设备与网络设备之间、出口与运营商之间),如果单链路中的某一个点出现问题,将导致服务终端。
在现有的网络架构中,未考虑到网络安全因素,易出现网络入侵等事件。
备用电源:
目前机房采用10KVA的UPS电源,其上不但接有数据中心的设备,而且接有办公网络的设备,当UPS供电时,负载已达到100%,已不能满足后期业务发展的需要。
在此背景下,我部门提出了对数据中心进行优化及搬迁的方案,以解决当前所面临的各种问题,从而确保数据中心满足部门未来三年的业务发展需要。
2、建设内容
根据总体规划,现将机电产业园光伏厂房中原设计为仓库的位置规划为中心机房,该房间总面积约50平米左右,位于三楼,全部用于放置数据中心的相关设备。
本次规划中涉及到以下几个方面:
(1)机房整体的装修;
(2)强电系统与备用电源UPS的部署;
(3)弱电及硬件架构规划与部署;
(4)网络架构与网络安全规划;
(5)机房监控与门禁系统部署;
(6)机房空调部署;
机房规划示意图如下:
机房规划示意图
3、规划原则
(1)前瞻性及灵活性
本机房的规划及配套电源设计应立足于业务系统长远的发展需求,统一规划、统一布局,为系统的进一步扩容预留充足的配套资源。
(2)高可靠性
配套电源及机房空调设备的持续高可用性是保障系统高效、稳定运行必不可缺的前提条件。
网络架构的冗余性是保障业务7x24小时不间断的基础。
(3)安全性
机房的物理安全以及网络安全是机房建设中必不可少的因素。
物理安全,是指防火、防盗、防水、防小动物入侵等;网络安全,是指防病毒、防入侵、防漏洞等。
(4)管理方便性
机房的通过远程视频监控、环境监测报警以及本地化值班处理问题的模式,可以使得在数码港以及在现场的管理人员实现有效的信息互动,便于机房日常管理。
二、建设方案
1、机房整体的装修
在机房的整体装修中,采用HDG.600无边静电地板进行铺设,距离地面高度为20~25cm左右,吊顶采用硫酸钙板进行吊顶,照明使用九盏新亚格600*600规格的栅灯。
照明系统分为机房正常照明与机房事故照明,正常照明系统接入市电,事故照明接入UPS。
2、强电系统与备用电源UPS的部署
2.1强电系统部署
根据规划,每个机柜下面需要配备两个16A输出的电源面板,一个为市电电源,一个为UPS电源。
所有开关均带漏电保护,并加装浪涌防雷器。
UPS主机为三进三出,UPS的接入线取自动力柜的三相市电,由于已有一台10KVA的UPS,故将原10KVA的UPS分配给含网络机柜在内的三个机柜和监控、门禁、机房事故照明。
剩下的机柜全部由20KVA的UPS进行平均分配。
若设备后期UPS负载已超过额定值,可根据实际情况增加相应功率的电池组。
强电接入一共设计两个配电柜,一个为市电的动力柜,一个为UPS配电柜,机房内所有的电源都需配备独立的控制开关,以便在故障检修或者其他原因引起的事故时能够进行有效的控制。
机房的强电主干线上需配备独立的三相四线多功能电表,记录机房的电量消耗情况。
机房接地系统,通过导线将电路中的某一点或者某一金属壳体连接在一起,形成电气通路,使危及人身或者设备的电流易于流到大地。
从而保障机房工作人员以及机房设备的安全。
强电设计图如下:
图1.强电动力柜
图2.UPS电力柜1
图3.UPS电力柜2
2.2备用电源UPS部署
原数据中心已有一台10KVA的UPS,由于设备的增加,该UPS已不能再负载其他的新增设备。
故本次规划中,新增了一台20KVA的UPS。
按照设计,每个机柜中的最大负载为4KW,即按照8台设备,每台设备500W计算,但实际的负载基本应该维持在3KW以内。
根据UPS设计原理,配置的负载应该在实际的负载上乘以系数1.5,且考虑到暂时使用不了太大的UPS,故本次选用了20KVA的UPS,若后期需要扩容,再进行增加即可,这样确保了资源被充分利用。
按照要求,主机采用工频机(三进三出),UPS的负载为20KVA,延时时间为4小时左右。
一共需要64节蓄电池以及两个电池组机柜,每个机柜中能够安装32块蓄电池。
另外,由于考虑到楼板的承重有限,为安全考虑,准备将UPS电池组柜的资金拿来定做UPS电池架,使楼板的承重面积达到最大。
3、弱电及硬件架构规划与部署
3.1弱电规划
机房内的所有弱电线路全部采用地下铺设方式,由主机柜到各服务器机柜,本次规划中一共有12台机柜,故需在主机柜上规划12个24口配线架,各服务器机柜上分别规划一个24口配线架。
后期因业务扩展而新增的设备,可以直接通过配线架连接到现有的网络中。
3.2硬件架构规划
由于考虑到后期的业务发展,本次的硬件架构中新增了六个图腾的机柜,原数据中心已有6个机柜,加上本次新增的8个,一共为14个机柜。
这14个机柜分为两排摆放,每排六个。
每个机柜上配备一个“8位16A输入10A输出”的PDU与一个“IEC14接口8位16A输入10A输出”的PDU。
每个机柜最大容量为8台,最大负载不得超过4KW。
所有的设备通过配线架与主机柜进行连接。
4、网络架构与网络安全规划
4.1设计思路
网络安全:
通过在出口和内网服务器接入位置部署防火墙,保障三到四层的安全。
在网络中间部署T200-S设备,通过深入到7层的分析与检测,实时阻断网络流量中隐藏的病毒、蠕虫、木马、间谍软件、网页篡改等攻击和恶意行为,实现对网络应用、网络基础设施和网络性能的全面保护。
在服务器上部署专业的杀毒软件,保证内网的安全性。
业务逻辑隔离:
针对不同的业务,划分为不同的VLAN,这样就为用户到服务器提供了一种端到端业务传输通道,把不同用户、不同应用的数据横向隔离开来,保证数据传输的私密性和安全性,确保用户群组获得正确的资源和网络流量的安全隔离;
严格的远控管理:
为保证数据中心能够被授权的用户访问,全网采用VPN方式进行远程管理,替换掉原数据中心中的teamview管理方式,且用户需要经过严格的授权,不同权限级别的人员所能够访问的服务器是不一样的。
全网冗余链路:
为保证数据中心7x24的运行,所有链路均采用冗余设计,防止单点故障而导致的业务中断现象。
4.2详细设计
1)增加高性能出口安全设备,从而提高出口的安全性、可靠性和
出口带宽。
在提供传统防火墙、VPN功能基础上,同时提供病毒防护、漏洞攻击防护、P2P/IM应用层流量控制和用户行为审计等安全功能;
2)更改核心交换机为千兆三层交换机,提供强有力的转发性能;
3)更改接入交换机为千兆二层交换机,保证服务器上行带宽及转
发率;
4)增加2台高性能应用控制网关,提供全面的应用识别能力,进
行精细化的流量管理,及完善的安全审计;
5)保证各个业务系统的逻辑隔离,保证IP地址的全局唯一性,避免IP地址冲突影响正常的网络访问。
6)增加一台存储型备份服务器,对主要服务器进行增量备份,确保数据的可恢复性。
7)增加一条联通20M出口链路作为备用链路,当电信出口故障时,业务流量能够通过联通出口进行转发。
同时,双出口也为后期可能需要的负载均衡设备预留了空间。
8)每台服务器均安装服务器版杀毒软件,确保内网各服务器的安全性。
网络拓扑:
以一台S5500-HI系列交换机作为核心交换机。
H3CS5500-HI系列交换机是H3C公司最新开发的增强型IPv6强三层万兆以太网交换机产品,具备先进的硬件处理能力和丰富的业务特性。
支持最多6个万兆接口,实现业界1U设备最高的端口密度以及灵活的端口扩展能力;支持IPv4/IPv6硬件双栈及线速转发,使客户能够从容应对即将带来的IPv6时代;除此以外,其出色的安全性、可靠性、PoE供电能力和多业务支持能力使其成为大型企业网络和园区网的汇聚、中小企业网核心、以及城域网边缘设备的第一选择。
以S5120-52C-HI前兆交换机作为接入交换机。
H3CS5120-HI系列交换机是H3C公司自主开发的新一代千兆以太网交换机。
具备先进的硬件处理能力、丰富的业务特性以及灵活的端口扩展能力,支持H3C特有的IRF2(第二代智能弹性架构)功能,给用户带来一个简单的、高性能的、高可靠的网络,适合数据中心服务器群接入和企业网千兆接入。
S5120-HI硬件支持双可插拔电源,支持绿色节能模式,支持EEE节能特性;支持BIMS管理及带外管理口,可满足大型数据中心对交换机高可靠性、易管理性、绿色节能等严格要求。
新增一台F1000-C-G与现网出口防火墙联动,增加出口可靠性;F1000-C-G是H3C公司面向大中型企业用户开发的新一代专业防火墙设备。
支持外部攻击防范、内网安全、流量监控、邮件过滤、网页过滤、应用层过滤等功能,能够有效的保证网络的安全;采用ASPF(ApplicationSpecificPacketFilter)应用状态检测技术,可对连接状态过程和异常命令进行检测;提供多种智能分析和管理手段,支持邮件告警,支持多种日志,提供网络管理监控,协助网络管理员完成网络的安全管理;支持多种VPN业务,如L2TPVPN、GREVPN、IPSecVPN、SSLVPN等,可以构建多种形式的VPN;提供基本的路由能力,支持RIP/OSPF/BGP/路由策略及策略路由。
新增一台F100-C-G与现网服务器防火墙联动,增加服务器上行链路可靠性,F100-C-G是H3C公司推出的新一代防火墙产品,能够满足中小企业不断变化的网络环境和日益丰富网络应用的需要。
SecPathF100-C-G继承H3C一贯的高性能、高可靠硬件平台,能够为用户提供线速、稳定的应用体验。
SecPathF100-C-G不但可以提供传统的基础安全功能,如状态检测、NAT、VPN、链路负载均衡等;同时通过统一的软件平台和处理引擎,SecPathF100-C-G有效整合防火墙、入侵防御、应用层流量识别与控制、防病毒功能,为用户提供一体化的应用安全防护。
该设备将数据库服务器等重要的服务器进行了隔离,外网无法直接探测到改隔离区域的服务器。
新增两台台T200-S用来防攻击和防病毒;H3CSecPathT200-SIPS(IntrusionPreventionSystem)集成入侵防御与检测、病毒过滤、带宽管理和URL过滤等功能,是业界综合防护技术最领先的入侵防御/检测系统。
通过深入到7层的分析与检测,实时阻断网络流量中隐藏的病毒、蠕虫、木马、间谍软件、网页篡改等攻击和恶意行为,实现对网络应用、网络基础设施和网络性能的全面保护。
SecPathT200-SIPS适用于企业用户、行业用户的互联网出口和广域网边界。
为数据中心的所有服务器安装杀毒软件,杀毒软件采用趋势科技的防病毒套装网络版,80%以上的攻击与病毒感染均来自于内部,所以内部服务器的安全防范也极为重要。
网络中所有链路均采用冗余设计,服务器采用双网卡桥接模式,当某一链路故障时,另一链路能够正常使用。
两台核心交换以及两台接入交换之间采用IRF2弹性构架技术,在逻辑上将两台设备虚拟化为一台,一方面便于管理,另一方面为接入设备提供了备用的冗余链路;所有网络设备之间级联均采用以太通道的方式连接,不仅提高了数据转发率,而且可以防范由于单点故障引起的业务中断。
出口采用双出口链路,使用电信的50M专线为主线,联通的20M专线为备用链路,一旦电信的链路中断时,业务流量能够迅速转移到联通的出口,保证对外提供7x24不间断服务。
整体网络架构体现了冗余链路的概念,同时更体现了架构的灵活性,可以说这是一种弹性的构架。
当后期由于业务量增加而导致的设备增加或者设备更新,我们可以不用改变原有的网络架构,直接在该架构上进行增加设备即可。
链路的冗余,可以使业务在不中断的前提下进行设备的更新或者维修。
5、机房监控与门禁系统部署
机房监控分为机房视频监控与机房环境监测。
机房视频监控采用四路半球彩色摄像机,分别对两排机柜进行交替监控,其中一个监控正对机房入口,对进出机房进出人员记录。
视频监控硬盘录像机采用1T硬盘,可持续录像达7天以上。
机房环境监测使用原机房内的环境监测设备,所监测的范围包括水浸、电流电压、UPS、温湿度等,并且具有报警功能。
机房内安装水感线(覆盖整个机房)、烟感报警器、温湿度感应器等传感器,确保机房内的环境安全。
机房环境监测箱安装在机房门外,确保出现故障时值班人员第一时间进行处理,同时也便于值班人员的巡视。
机房门采用2100*1200的防火防盗门,配备门禁系统。
门禁系统接入UPS电源,以防由于断电引起的机房门无法关闭现场。
机房内需配备二氧化碳灭火器,放置于方便取用的位置,确保发生明火现象时能第一时间进行处理。
6、机房空调部署
机房空调采用格力50(2P)柜机一台,以及原机房挂壁空调。
柜机空调需具有加电自启的功能,以防机房断电后空调关闭导致的温度升高。
空调的放置位置需避免阳光的照射,避免因为阳光照射引起的空调老化。
空调外机放置在三楼墙外侧,使用脚架进固定。
三、材料清单
请参见附页。
以上是智慧应用事业部数据中心机房优化及搬迁方案。
妥否?
请领导批示。