郭娟黎，周正

（廣州市設(shè)計院）

大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)建設(shè)分析

郭娟黎，周正

（廣州市設(shè)計院）

隨著計算機與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)已經(jīng)成為一個熱門話題，論文從大型數(shù)據(jù)中心的基本建設(shè)入手，并結(jié)合數(shù)據(jù)中心日后使用、維護、管理等多個方面，著重介紹弱電專業(yè)各系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，并針對其特殊性詳細說明。

數(shù)據(jù)中心；弱電專業(yè)；特殊性

1 研究背景

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心是在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高速發(fā)展過程中，應(yīng)運而生的一種新型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。其以龐大的數(shù)據(jù)機房以及優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基本架構(gòu)，為上至政府職能部門、企事業(yè)單位，下至個人用戶，提供包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析、處理、儲存等各項業(yè)務(wù)服務(wù)。雖然數(shù)據(jù)中心的發(fā)展時間較晚，但是憑借著目前市場對于網(wǎng)絡(luò)高度的依賴以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸式的增長，數(shù)據(jù)中心的成長速度可謂突飛猛進，從幾年前幾十、幾百個機柜的建設(shè)規(guī)模，到如今上萬機柜的容量。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)規(guī)范要求已經(jīng)幾乎不能滿足其發(fā)展規(guī)模［1～2］。

另外，數(shù)據(jù)中心作為一處電子信息設(shè)備高度集中化，模塊化的特有建筑類型，其運行、管理離不開弱電專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，尤其對于大型數(shù)據(jù)中心而言，很多功能的實現(xiàn)同其他類型建筑存在著較大差異，通過前期合理的規(guī)劃和實施，可以讓弱電系統(tǒng)更好地為數(shù)據(jù)中心的管理與使用提供便利。

2 數(shù)據(jù)中心弱電智能化系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心的弱電建設(shè)至少應(yīng)該包含以下相關(guān)系統(tǒng)：

1）綜合信息通信系統(tǒng)；

2）綜合安全防范系統(tǒng)；

3）綜合設(shè)備管理系統(tǒng)；

4）綜合集成管理系統(tǒng)；

5）機房工程［3～4］。

而對于數(shù)據(jù)中心更加詳細的子系統(tǒng)劃分以及其功能應(yīng)用，詳見表1。

胃癌的化療藥5‐Fu通過抑制胸苷酸合酶而阻斷DNA合成，誘導(dǎo)細胞凋亡，產(chǎn)生抗腫瘤作用。為探索低毒、高效的新化療方案，王正文等［15］用染料木黃酮聯(lián)合5‐Fu分別處理人低分化胃癌細胞BGC‐823［14］和人中分化胃癌細胞 SGC‐7901，結(jié)果表明染料木黃酮聯(lián)合5‐Fu不僅可以通過上調(diào)Bax的表達和下調(diào)Bcl‐2的表達誘導(dǎo)BGC‐823細胞的凋亡，還可以通過上調(diào)Bax的表達和下調(diào)mt P53、Bcl‐2的表達誘導(dǎo)SGC‐7901細胞凋亡，兩藥聯(lián)用較單獨作用效果明顯。因此，染料木黃酮可以通過調(diào)節(jié)mt P53、Bcl‐2及Bax細胞凋亡相關(guān)蛋白的表達與5‐Fu聯(lián)用誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。

3 大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)特殊建設(shè)區(qū)域分析

3.1綜合信息通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心中基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以劃分為生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、語音通訊網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部辦公網(wǎng)絡(luò)、公共外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等。下面，將對數(shù)據(jù)中心中所包含網(wǎng)絡(luò)的特殊性進行簡要分析。

3.1.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)中心與其他建筑類型比，較為特殊的網(wǎng)絡(luò)，因為數(shù)據(jù)中心在使用上的核心功能就是依托于內(nèi)部的數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對數(shù)據(jù)的運行、或者保存，并將結(jié)果返回給使用者；而大型數(shù)據(jù)中心要為海量的使用者提供數(shù)據(jù)服務(wù)，所以其對于進出數(shù)據(jù)中心的核心鏈路要求非常高。在其建設(shè)前，應(yīng)該通過預(yù)估相應(yīng)的業(yè)務(wù)量同服務(wù)器數(shù)量，完成對總帶寬需求的判斷，同時數(shù)據(jù)中心的通信網(wǎng)絡(luò)要能夠支持SDH、ATM、FR、DDN、E1等當前主流的通信方式。以保證整個中心的數(shù)據(jù)鏈路暢通。

3.1.2語音通訊網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)中心在語音通訊網(wǎng)絡(luò)上與其他建筑類型也存在著較大差異，其主要特點為對于電話的總裝機量相較于同樣體量的建筑，數(shù)量會明顯大得多。其原因有兩點：其一，對于數(shù)據(jù)中心而言，內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性至關(guān)重要，服務(wù)器運行的設(shè)備區(qū)因此屬于高度安全防范區(qū)域，在這個安全級別下，要求工作人員及來訪者的通信方式是受限制的狀態(tài)，自用的電子設(shè)備在未經(jīng)授權(quán)情況下，不允許帶入；其二，在服務(wù)器運行的設(shè)備區(qū)，會有遠強于其他區(qū)域的電磁干擾情況，在這樣的環(huán)境下，自身的移動通信設(shè)施很難正常工作，而對于服務(wù)的調(diào)試工作需要設(shè)備區(qū)人員同外界人員時刻聯(lián)系，以保證調(diào)試結(jié)果的準確可靠。所以，針對于上述兩點，在大型數(shù)據(jù)中心服務(wù)器設(shè)備區(qū)，同外界聯(lián)系的唯一手段就是依靠于設(shè)置的語音通訊網(wǎng)絡(luò)，其在每一個模塊化機柜通道內(nèi)，都會設(shè)置多部語音通訊設(shè)備，用于內(nèi)網(wǎng)之間、內(nèi)外之間的通訊需求。

表1　數(shù)據(jù)中心弱電智能化包含系統(tǒng)

3.1.3網(wǎng)絡(luò)安全需求

數(shù)據(jù)中心作為信息資源的聚集地，承載著用戶的核心業(yè)務(wù)和機密數(shù)據(jù)，同時為內(nèi)部、外部提供業(yè)務(wù)交互和數(shù)據(jù)交換，因此網(wǎng)絡(luò)的安全需求較為特殊，其網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)一般包括三個方面的內(nèi)容。

1）合理的劃分數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部分不同區(qū)域之間的訪問權(quán)限，必要時可以采取不同應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，不同用戶之間的物理隔離。通過這樣的方式，保證數(shù)據(jù)中心服務(wù)客戶的通信是在正確的授權(quán)許可下進行的，同時，防止黑客、計算機病毒等非法的訪問及惡意破壞事件的發(fā)生；

2）需要加裝相關(guān)的技術(shù)安全防范手段為數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸提供保障，要求數(shù)據(jù)在傳輸過程中不允許出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或者被讀取和更改的情況發(fā)生；

3）為數(shù)據(jù)中心提供對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺自身加以安全保護，保證網(wǎng)絡(luò)平臺能夠持續(xù)的高可靠運行。

3.2綜合安全防范系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心的綜合安全防范系統(tǒng)整體較其他公建存在一定差異，因為數(shù)據(jù)中心雖然有嚴格管理的重點安全防范區(qū)域，但是，它不像一些特殊單位那樣，可以做到同外界極少接觸。大型的數(shù)據(jù)中心往往要接待大批客戶的考察、參觀等，所以，在數(shù)據(jù)中心安全防范體系中，應(yīng)該以訪客登記管理為核心，以出入口控制及安檢門閘作為支持，視頻安防監(jiān)控及入侵報警作為配合的整體安防模式。要求只有獲得相應(yīng)授權(quán)的人才能夠進入相應(yīng)的授權(quán)區(qū)域，對于非授權(quán)人員和管制物品，必須有效攔截在授權(quán)區(qū)域以外。

而為了保證數(shù)據(jù)中心安全防范系統(tǒng)模式更加合理有效，大型的數(shù)據(jù)中心建議采用安全區(qū)域等級劃分的手段對數(shù)據(jù)中心進行管理。安全防范系統(tǒng)針對不同的安全區(qū)域等級進行合理的監(jiān)控。一般可將數(shù)據(jù)中心安防區(qū)域劃分為4個等級。

1）一級安防區(qū)域：主要包括專屬機柜運行區(qū)、設(shè)施運行區(qū)及監(jiān)控中心等，其要求為獨立授權(quán)，全天候無死角安防監(jiān)控。進入該區(qū)域要進行安全檢查和設(shè)備管制。

2）二級安防區(qū)域：主要包括客戶辦公區(qū)，維修測試間等，這部分區(qū)域要求實現(xiàn)進出授權(quán)管理，非授權(quán)用戶禁止入內(nèi)。

3）三級安防區(qū)域：主要包括訪客參觀、茶水餐飲、貨物進出、裝卸區(qū)等，這部分要求對于進出人員要進行身份確認工作。

4）四級安防區(qū)域：數(shù)據(jù)中心園區(qū)以內(nèi)，該部分主要包括視頻安防監(jiān)控，需要對園區(qū)出現(xiàn)的突發(fā)事件，或者其他情況進行迅速處理。

3.3綜合設(shè)備管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心除了在其他共建設(shè)施當中需要綜合管理的設(shè)備外，其一個主要特點是需要對數(shù)據(jù)中心設(shè)備運行區(qū)域進行詳細的環(huán)境監(jiān)測管理。因為，數(shù)據(jù)中心設(shè)備運行區(qū)域全是服務(wù)器這類集成度很高的電子設(shè)備，而其對于環(huán)境要求要比其他物件高得多，所以數(shù)據(jù)中心通過統(tǒng)一的操作平臺和統(tǒng)一的通信平臺，完成對監(jiān)控場所內(nèi)所有高低壓配電系統(tǒng)、UPS主機、電池、環(huán)境溫濕度、空調(diào)、漏水、消防、防雷等各項設(shè)施進行實時監(jiān)控和智能化管理，并實時獲取各子系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)。其基本要求如表2所示。

3.4數(shù)據(jù)中心弱電智能化專業(yè)綜合布線

數(shù)據(jù)中心作為電子設(shè)備高度聚集的場所，其本身又是服務(wù)提供商，對于數(shù)據(jù)鏈路的需求可以說是其他共建設(shè)施難以匹敵的，其綜合布線的主要特點為兩個方面：其一，數(shù)據(jù)中心對于線纜需求量極大，每排服務(wù)器、每個機柜都需要配備通信線纜，另外，每排服務(wù)器機柜的列頭柜，依據(jù)不同使用需求，需要合理配備更加特殊的傳輸線纜；其二，數(shù)據(jù)中心不同功能區(qū)域之間，不同網(wǎng)絡(luò)之間也存在著大量的線纜敷設(shè)，其中包括局域網(wǎng)線纜敷設(shè)、存儲網(wǎng)線纜敷設(shè)、屏蔽機房線纜敷設(shè)、接入機房線纜敷設(shè)等。

針對這樣的實際情況，弱電智能化專業(yè)需要合理統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)中心，尤其是大型數(shù)據(jù)中心的線纜使用量，需要明確數(shù)據(jù)中心中相關(guān)服務(wù)器的運行以及連接方式；另外，合理規(guī)劃線纜路由以及相應(yīng)線槽大小，以及豎向管井與水平配線。這些方面在大型數(shù)據(jù)中心的實施建設(shè)中，將會顯得尤為重要。下面通過一個簡單示意圖來表述數(shù)據(jù)中心相關(guān)綜合布線的架構(gòu)（見圖1）。

表2　數(shù)據(jù)中心環(huán)境主要監(jiān)測內(nèi)容

圖1　數(shù)據(jù)中心綜合布線示意圖

4 結(jié)束語

數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將會隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展而越來越迅速，大規(guī)模、高要求的數(shù)據(jù)中心將會是未來建設(shè)的主要發(fā)展方向，針對于大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，弱電智能化的配套發(fā)展也應(yīng)該與時俱進，在滿足其基本的使用需求外，更應(yīng)該從使用和管理的角度不斷完善。讓弱電智能化為數(shù)據(jù)中心提供更加便利的使用環(huán)境，更加準確的監(jiān)控數(shù)據(jù)和更加完善的服務(wù)內(nèi)容。

［1］2014-2020年中國云計算行業(yè)深度及發(fā)展趨勢分析報告（2015中國報告大廳發(fā)）.

［2］全球及中國互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）IT項目可行性分析與發(fā)展趨勢預(yù)測報告（2015版）.

［3］數(shù)據(jù)中心通信設(shè)施標準（TIA-942）［S］.

［4］電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》GB 50174—2008）［S］.

Analysis of Large Data Center Weak Current System Construction

GUO Juan-li， ZHOU Zheng

（Guangzhou Design Institute）

With the rapid development of computer and the Internet industry， the construction of data center has become a hot topic， this paper， starting from the basic construction of large data center， combined with use， maintenance， management several aspects， focus on weak current system application of data center， and its particularity will be discussed in detail.

data center； weak current system； particularity