电子信息机房建设.ppt
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1、电子信息机房建设,目 录,机房建设概述 机房等级划分 机房建设发展历程 机房建设发展趋势 机房建设内容,机房建设重点 机房建设通病 机房供配电的几种典型设计 UPS工作原理,一、机房建设概述,我们将计算机机房、通讯机房、互联网数据中心IDC(Internet Data Center)机房、屏蔽机房等统称为电子信息系统机房,简称机房。 机房系统工程是一项集建筑装饰学、电工学、美学、环境保护、安全防范技术,空气调节技术,暖通净化技术,计算机专业技术,消防技术,弱电控制专业,抗干扰技术,防雷防过压技术。智能化管理等综合学科的系统工程,并涉及到综合布线,网络系统集成等技术领域的专业化学科。 机房是数据
2、大集中而形成的集成IT应用环境,是各种业务的提供中心,是数据处理、数据存储和数据交换的中心。数据中心实现了IT基础设施、业务应用、数据的统一、安全策略的统一部署与运维管理。 机房建设工程是随着信息化系统对环境的要求越来越高而出现的新兴行业,涉及到电子工艺、建筑结构、空气调节、给水排水、电器技术和消防安全等多种专业,它是为解决诸如温湿度、洁净度、电磁场强度、防静电、供配电、接地与防雷、消防安全等综合技术问题,为电子计算机系统稳定可靠运行和工作人员提供良好的工作环境。,二、机房等级划分,1 电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失; 2 电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。,1 网络运
3、行中断将造成较大经济损失; 2 网络运行中断将造成公共场所秩序混乱。,不属于A级或B级的电子信息系统机房为C级。,A级 (容错型),C级 (基本型),B级 (冗余型),机房等级划分主要是按照电子信息系统机房设计规范规定,主要体现在供电等级的划分,是根据计算机的工作性质及其重要性来划分,分为三级 A级负荷计算机房。此类机房是指如国防建设、生产、交通运输、金融财政、航空管理等部门的机房。这些部门的机房如遇突然断电使计算机中断工作的话,将导致严重的人身伤亡等恶性事故,造成无法弥补的重大损失。所以这类机房应采用一类供电不间断供电系统。 B级负荷计算机房。此类机房是指如科研单位和一些应用计算机控制系统的
4、生产单位的机房,这些单位的机房一旦突然中断供电将使生产、运输、通信等受到一定程度的影响,给国民经济造成一定的损失。这类机房一般采用二类供电需建立带备用的供电系统。 C级负荷计算机房。此类计算机房是指应用计算机做些一般的统计、查询、情报检索工作单位的机房。这些机方如突然中断供电虽会使工作受一定影响,但一般不会引起太大的损失。这类机房一般采用三类供电常规供电系统。,供配电主要配置指标,供配电主要质量指标,为单台计算机(大、中、小型机) 专门建设 没有标准、摸索建设 只有降温措施、没有温度控制 风道送风 没有温度控制,也没有测试和指标 稳压器供电 没有对电力干扰(尖峰、浪涌)的防范 没有对除尘措施,
5、限于换鞋、穿白大褂 系统稳定工作时间只有几十分钟到几个小时,三、机房建设发展历程,早期机房(19601980),早期机房(19601980),为单个计算机系统设计 专用的机柜(大、中、小机柜) 开始逐步制订标准 机房的集中冷却到恒温恒湿专用空调机 UPS的引进和应用 防静电概念的引进和防静电地板的使用 单个指标的测试和监控 大机房面积、宽设备运输通道 自动和半自动消防系统应用 新风系统和机房正压防尘 系统稳定工作时间为几天,中期机房(19801990),中期机房(19801990),IT设备小型化 服务器逐步成为主体,多台计算机服务器联网 网络设备大量使用 对数据存储介质,对数据的严格保护 制
6、订了标准,用许多教训得到的标准 广泛使用恒温、恒湿空调 供电系统的完善 防雷标准的完善 综合监控系统 专门的机房装修设计 IT稳定工作时间为几十天,近期机房(19902000),近期机房(19902000),IT设备的进一步小型化 所有设备进机架,机架成为机房主体 合理的可用性设计 实用性、先进性 安全可靠性 灵活可扩展性 标准化 可管理性,可维护性 更加重视数据的保存环境 更加严格的机房建设、检测与监督 IT工作时间基本上连续的(365*24) 系统稳定几个月或连续稳定,现代机房,现代机房,现代机房,现代机房,大功率的小型机 刀片式服务器 5KW/个机柜 重视气流组织的运行 国际上出现相关建
7、设标准 机房根据安全性和可用性分级 容错性设计 模块化 重视检测和评估,高密度机房,高密度机房,高密度机房,高密度机房,随着相关技术的研究开发、规范标准、系统结构、功能应用、产品特性、材料工艺以及管理要求等诸多方面的衍变与发展,涉及机房工程的技术演变与发展趋势呈现多维多态特性,由此形成了新一代机房工程建设的理念(绿色、环保、节能、安全、可用)与策略NCPI(网络关键基础设施),四、机房建设发展趋势,现代机新理念设计的当代机房,新理念设计的当代机房,新理念设计的当代机房,NCPI四个基本要素,新理念机房建设架构,新理念机房建设规划与设计、工程实施、工程验收,机房规 划设计,机房供 配电,UPS供
8、 电系统,机房空 调制冷,机房布线,机房安全,机房装修,机房妨雷,系统管理,数据中心UPS供电系统典型结构示意图,智能管理系统: 自诊断及保护功能、通信功能、管理软件,企业管理: 中央管理器 容量管理器 变化管理器,物理威胁管理: 环境及安全,分布式软件: UPS监控及操作系统安全宕机,设备管理 : 监控管理 电池监控,MGE UPS管理产品,服务器访问: 远程服务器操作-KMM、KVM,NCPI设计理念的形成过程 -供电系统设计理念的变化,近5年来对网络基础物理设施提出的问题,生命周期成本问题:优化投资问题、装配速度问题、服 务费用问题、投资风险问题,适应性和扩展性问题:系统和部件的标准化与
9、规范 化、不可预测的功率密度问题、如何适应不断变化的其他需求,系统可用性问题:人为操作失误问题、如何把UPS与关键 负载之间的故障点减至最少、减少大面积断电的故障点、谐波干扰 问题、信息共享问题,管理性问题:分路管理问题、监控负载机柜的电源状态、线 缆管理的问题、预防性故障分析的问题,维护服务问题:降低系统的复杂性问题、减少平均维修时 间MTTR的问题、带电操作的问题、供应商之间的相互推诿的问题,一个完整的系统中除了UPS系统外,还可能有变压器、瞬态 电压浪涌抑制器、电网进线开关柜、负载配电柜、柴油发电机、 交流稳压器、变压器、电池系统、各种开关、断路器、保险、转 插,上百乃至几百个级连接点和
10、相应的传输线。由于这些部件和 环节在可靠性模型中的串联特性,以及它们之间的相互影响,就 使得系统可靠性大幅度降低。,研究工作从单台UPS设备向整个供电系统变化,设计理念变化(一),对系统研究的问题包括,系统中各种设备和环节的相互匹配和可靠性问题; 系统可靠性和冗余配置问题; 可修复和降低修复时间问题; UPS设备的模块化冗余系统结构问题; 各种设备和环节连接技术的研究和规范化问题、 供电系统的布局(集中式、区域式、分散式)问 题等,对设备的研究要适应系统研究的变化,设计理念变化(2),越来越多的厂商和用户已经形成这样一个共识:在UPS性能指标已完全满足计算机网络设备要求的情况下,真正能为用户带
11、来价值的是其可用性。,对系统可靠性的研究向可用性研究变化,系统在使用过程中,可以正常使用的时间与总时间之比。可用平均无故障工作时间MTBF和平均修复时间MTTR表示,在概念上它包含了系统中设备的可靠性、可管理性和可维护性。可用性高意味着给用户更多的正常使用时间,把故障后不可用时间降到最低限度。,可用性定义为:,“不停电”观念的变化,市电故障后延时1015分钟供电,保证计算机数据存储并安全关机。 系统要求可靠性,不停电保护系统,市电故障后保证系统不间断继续供电。 系统要求可用性,不停电供电系统,提高设备的可靠性措施,提高设备的MTBF- 提高功率器件的规格和档次(IGBT等) 改进控制技术,提高
12、逻辑控制电路规格和档次(CPU,DSP) 采用更先进的主电路结构 严格生产工艺,加强质量管理(ISO9000),此方法有效,但是困难大,效果有限 因为:组成UPS主机的上千个元器件和几千个接点,在可靠性等效图上是串连的,整个系统的可用性是这上千个元器件和几千个接点可用性的乘积 受其它元部件工艺和技术革新和发展的限制,系统不可用时间比例,提高可用性的措施之二-冗余配置,系统运行总时间=1,系统可用时间比例A,两个系统串联,两个系统冗余并联,(空间状态图),保证计算机和网络IT设备正常运行的条件除了配置UPS供电设备外,还必须有与之配套的完整的供电系统、空调及通风系统、机架及IT设备线缆的支撑系统
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