機房數據中心的概念、類型和發(fā)展趨勢
機房工程的類型及特點
機房建設工程的發(fā)展
現在機房建設中存在的常見問題
評價機房建設的幾個重要的因素
未來機房數據中心備受關注的幾個方面
現代機房的發(fā)展趨勢
一、數據中心的概念
數據中心(DataCenter)通常是指在一個物理空間內實現信息的集中處理、存儲、傳輸、交換、管理，而計算機設備、服務器設備、網絡設備、存儲設備等通常認為是網絡核心機房的關鍵設備。
關鍵設備運行所需要的環(huán)境因素，如供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、機柜系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等通常被認為是關鍵物理基礎設施。
二、機房工程（數據中心）的類型及特點
電子機房主要有計算機機房、電信機房、控制機房、屏蔽機房等。這些機房既有電子機房的共性，也有各自的特點，其所涵蓋的內容不同，功能也各異。
�。ㄒ唬┯嬎銠C機房
計算機機房內放置重要的數據處理設備、存儲設備、網絡傳輸設備及機房保障設備。計算機機房的建設應考慮以上設備的正常運行，確保信息數據的安全性以及工作人員身心健康的需要。
大型計算機機房一般由無人區(qū)機房、有人區(qū)機房組成。無人區(qū)機房一般包括小型機機房、服務器機房、存儲機房、網絡機房、介質存儲間、空調設備間、UPS設備間、配電間等;有人區(qū)機房一般包括總控中心機房、研發(fā)機房、測試機房、設備測試間、設備維修存儲間、緩沖間、更衣室、休息室等。
中、小型計算機機房可將小型機機房、服務器機房、存儲機房等合并為一個主機房。
�。ǘ╇娦艡C房
電信機房是每個電信運營商的寶貴資源，合理、有效、充分地利用電信機房，對于設備的運行維護、快速處理設備故障、降低成本、提高企業(yè)的核心競爭力等具有十分重要的意義。
電信機房一般是按不同的功能和專業(yè)來區(qū)分和布局的，通常分為設備機房、配套機房和輔助機房。
設備機房是用于安裝某一類通信設備，實現某一種特定通信功能的建筑空間，便于完成相應專業(yè)內的操作、維護和生產，一般由傳輸機房、交換機房、網絡機房等組成。配套機房是用于安裝保證通信設施正常、安全和穩(wěn)定運行設備的建筑空間，一般由計費中心、網管監(jiān)控室、電力電池室、變配電室和油機室等組成。
輔助機房是除通信設施機房以外，保障生產、辦公、生活需要的用房，一般由運維辦公室、運維值班室、資料室、備品備件庫、消防保安室、新風機房、鋼瓶間和衛(wèi)生間等組成。在一般智能建筑中通信機房經常與計算機網絡機房合建。
（三）控制機房
隨著智能化建筑的發(fā)展，為實現對建筑中智能化樓宇設備的控制，必需設立控制機房�？刂茩C房相對于數據機房、電信機房而言，機房面積較小，功能比較單一，對環(huán)境要求稍低。但卻關系到智能化建筑的安全運行及設備、設施的正常便用。
控制機房包括樓宇智能控制機房、保安監(jiān)控機房、消防控制室、衛(wèi)星接收機房、視頻會議控制機房等。這些控制機房的共同特點是機房內均有操作人員工作，在保證電子設備運行的同時還要保證操作人員的身體需要。根據設備及操作的要求，這些控制機房也有其相應的特點。
(1)樓宇智能控制機房。主要用于安放樓宇智能控制的主機及控制設備，對智能建筑內的公共照明、空調系統(tǒng)、電梯及建筑內的風、水、電等機電設備進行實時監(jiān)控，以確保智能建筑的安全運行。
(2)保安監(jiān)控機房。內設監(jiān)控主機及終端顯示設備，對建筑各出入口、車庫、走道、電梯轎箱等處進行視頻監(jiān)控、防盜報警等。
(3)消防控制室。是火災自動報警和聯動系統(tǒng)的控制中心，也是火災時滅火指揮和信息中心，具有十分重要的地位和作用�！陡邔用裼媒ㄖO計防火規(guī)范》和《建筑設計防火規(guī)范》等對消防監(jiān)控機房的設置范圍、位置、建筑耐火性能都作了明確規(guī)定，并對其主要功能提出原則性要求。
(4)衛(wèi)星接收機房。主要用于安放衛(wèi)星接收機、調制解調器、混合器、放大器、有線光纜接入設備、各頻段接受顯示器等。衛(wèi)星接收機房一般是位于建筑頂層，有利于衛(wèi)星電視信號的傳輸。
(5)視頻會議控制機房。主要用于安放視頻會議主控單元(MCU)、調音臺、音響擴聲系統(tǒng)、信號傳輸設備、控制臺設備、信號源機柜等。但由于一般的視頻會議控制機房面積較小，在設備布置時應根據房間的具體情況靈活布置。
（四）屏蔽機房
為了有效地防止電磁干擾式噪聲、輻射對電子設備和測量儀器的影響，并嚴防電子信號泄漏從而威脅到機密信息的安全，國家機關、軍隊、公安、銀行、鐵路等單位需要建立屏蔽機房。有保密要求的數據機房應建設屏蔽機房，確保數據在處理過程中，其信號不泄漏，從而滿足數據保密的要求。一些對抗電磁干擾要求較高的環(huán)境，如通信設備的測試試驗室等場所，需要建設屏蔽機房，以防止外界電磁信號的干擾。有強電磁干擾設備的機房應進行相應的電磁屏蔽處理，以避免干擾臨近機房設備的正常還行。
三、機房建設工程的發(fā)展
核心機房技術在20世紀80年代開始建立雛形，在21世紀得到了快速發(fā)展，這是由于IT技術的快速發(fā)展。IT技術不斷創(chuàng)新與革命，新材料、電力電子、制冷技術等基礎學科研究也取得了突破性進展，使機房技術在結構布局、供配電、制冷、監(jiān)控管理等方面產生了巨大變化。伴隨著計算機的產生，機房也應運而生。計算機技術的不斷發(fā)展，與之配套的機房也迅速發(fā)展，現已形成了一定規(guī)模的機房及相關產業(yè)。
在20世紀80年代初期，我國開始著手制定機房建設方面的國家標準。1982年我國頒布了GB2887一1982《計算站場地技術要求》匯統(tǒng)一了機房建設的各項指標，使機房建設從此有了統(tǒng)一的標準。
在此期間隨著UPS、機房專用空調等保障設備的引進，監(jiān)控設備、消防報警及滅火設備在機房中的使用，從硬件上為機房建設提供了系統(tǒng)的保證。計算機機房一般處于單個機房運行的狀態(tài)，即在機房內其處理、存儲的能力都比較強，但在不同地區(qū)的機房之間數據交換卻出現了一些問題。這樣各個行業(yè)及部門均在各處大量建設本地機房來處理、存儲本地數據以提高使用效率。
隨著網絡建設的飛速發(fā)展，使大量數據的傳輸成為可能，各個機房之間數據傳輸順暢，但隨之而來的新問題是分散在各地大量的中小機房的穩(wěn)定性及數據的安全性又出現了隱患。因此，在各個行業(yè)及部門均開始建設大規(guī)模的數據中心機房，對數據的處理、存儲進行集中，以提高穩(wěn)定性并有效降低了運行及維護成本。各個數據中心機房采用高速網絡相連通，使各個數據中心機房形成一個強大的機房群，進一步提高了機房的可靠性及設備的使用效能，并使建設統(tǒng)一的冗災備份成為可能。
現在的機房建設已成為一個由多個專業(yè)組成的系統(tǒng)工程，它包括了智能建設工程的各個專業(yè)，主要包括:裝飾系統(tǒng)；電氣系統(tǒng);接地及防雷系統(tǒng);空調通風系統(tǒng);火災自動報警及自動滅火系統(tǒng);PDU配電系統(tǒng);屏蔽工程;綜合布線系統(tǒng);安全防范系統(tǒng);設備及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng);大屏幕顯示系統(tǒng);KVM系統(tǒng);多媒體會議系統(tǒng);背景音樂及廣播系統(tǒng);總控中心系統(tǒng)(ECC)等。由于機房建設涵蓋了智能建筑工程的各個專業(yè)。
四、現在機房建設中存在的常見問題
隨著機房的不斷發(fā)展，機房建設的一些問題也逐漸顯露出來。
(1)機房建設概念上存在各種問題。有人將機房建設歸結為機房裝修工程，認為機房建設就是裝修工程;也有人將機房建設歸屬到大樓弱電工程的一個分支專業(yè)。這些問題的存在導致無法抓住機房建設的重點，而將機房建設引人誤區(qū)。機房工程是多專業(yè)、多學科、技術含量高的綜合工程，在智能建筑工程中處于核心的位置。因此，必須明確機房工程的重要性才能做好機房建設。
(2)機房各系統(tǒng)的均衡問題。機房工程是一個系統(tǒng)工程，是由多個系統(tǒng)協同工作來實現的。但有的用戶無限制地抬高某一系統(tǒng)的可靠性，而忽視了機房整體性能的平衡問題，最終導致機房因其他系統(tǒng)的薄弱而出現問題，導致影響機房系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以不能過分強調某一系統(tǒng)的可靠性，而無限度地抬高整個機房建設的費用。
(3)機房的通用性問題。在機房規(guī)劃初期，計算機及其他設備還沒有確定，如果不認真作好用戶需求分析，只根據經驗進行組建，那么所進行的規(guī)劃設計往往帶有一定的盲目性，無法針對功能需求、設備數量進行相關設計，容易造成難以彌補的缺憾。這樣通常導致機房建成后不久就要進行機房改造來滿足新增設備的需要。
鑒于以上這些問題的存在，機房建設者不僅要有正確的機房建設理念，也要有一定的可擴展性。
五、評價機房建設的幾個重要的因素的
(1)機房的性能和能耗比將成為機房評估的一個重要指標。隨著節(jié)能意識的加強，各種節(jié)能措施將被實施，如高效率UPS(尤其在負載率的運行狀態(tài))、圍護結構的絕熱處理、低傳熱系數玻璃的采用等。另外，針對目前采用的房間內開放式制冷模式的"冷庫式"機房，在有些應用場合將被采用房間內密閉空間的封閉式制冷模式的"冰箱式"機房所替代，用以減少或消除圍護結構的能耗、提高制冷效率。
(2)"機架(機柜)就是機房"的概念將被接受。這是從"IT微環(huán)境"或機柜是模塊化的機房環(huán)境這方面考慮機房的作用，井以此為出發(fā)點來規(guī)劃、設計機房的模式。設計思路上“選址--布局--機房設備(指UPS、空調等)擺放--機柜擺放”的設計邏輯將完全逆轉。
(3)"一體化機房"或"整體機房"概念將被實施。標準化的、定制化的、預生產的、組件式(或稱積木式)的、整體設計的機房構建(或稱"搭建")模式將越來越普及，尤其是針對中小型機房用戶。
六、未來機房數據中心備受關注的幾個方面
�。ㄒ唬C房供配電方面
(1)由備用供電系統(tǒng)向不停電供電系統(tǒng)發(fā)展。柴油發(fā)電機將起到更重要的作用。同時，機房的配電系統(tǒng)將成為ups之后的另一個關注點。
(2)UPS供配電系統(tǒng)的標準化、模塊化設計將普遍被采用，以降低MTTR(平均修復時間)、提高可用性、擴展性、設備安裝施工質量，并可降低生產和銷售成本。
(3)機柜級配電的管理將受到重視。這是目前供配電系統(tǒng)"端到端"路徑中最薄弱的一環(huán)。同時，機柜配電設備PDU的管理(如負載率管理)，也是影響IT設備擴展性的重要障礙。
(4)直流供電系統(tǒng)有可能被提出并進行研究。隨著新出現的CPU工作電壓的不斷降低，抗干擾能力在不斷下降，交流供電系統(tǒng)中的諧波問題、地線噪聲問題帶來的影響越來越嚴重。直流供配電系統(tǒng)可能將成為一種被迫的選擇。
�。ǘ┛諝庹{節(jié)方面
(1)冷卻系統(tǒng)布局的變化。由機房作為制冷系統(tǒng)的模式向機柜或機柜群作為制冷系統(tǒng)的模式變化。"冰箱式"機房是"機柜群"模式的表現，機柜級空調機則是"機柜"模式的表現。對于功率密度更大的IT設備，甚至出現"機柜U"級制冷系統(tǒng)和"服務器"級制冷系統(tǒng)。
(2)"機房氣象學"概念的出現。機架式時代的全面到來，便機房內氣候出現明顯而劇烈的局部差異性，"機房環(huán)境"己不能表述IT設備個體的環(huán)境，著眼于機柜、甚至著眼于機柜"U"空間的"IT微環(huán)境"或"機房氣象"才能真正描述IT設備的工作環(huán)境。
(3)節(jié)能型制冷技術將得到開發(fā)和應用。例如，在冬季使用的、利用室外空氣作為冷源的熱交換設備，以及與樓宇空調系統(tǒng)共用(可提高效率)的制冷設備等。
（三）機房監(jiān)控管理方面
(1)IT設備的控管向集中化發(fā)展。機房內各種服務器設備，由于KVM(鍵盤顯示器鼠標切換器)的出現，改變了基于單機的設備管理模式。基于IP的、Intemet的、IPMI(智能平臺管理接口)的能夠管理不同平臺的遠程集中管理模式逐漸普遍被采用。
(2)機房設備的監(jiān)控管理向網絡化、標準化發(fā)展。各機房設備廠商使用各自通信協議的局面將被改變，串口將被網口取代，所有設備基于IP進行管理。
(3)機房設備的控制功能將加強。機房設備監(jiān)控系統(tǒng)的控制功能不再局限于設備開關機和對參數的設置，還可以針對機房環(huán)境、IT微環(huán)境的自動控制。例如，根據服務器的運算量，實時調節(jié)制冷系統(tǒng)的風量或空氣溫度，或當操作人員進入機房時自動開啟部分照明系統(tǒng)等。
(4)管理終端的變化。隨著無線移動通信技術的發(fā)展，為了滿足管理的實時性要求，移動PDA等將成為管理員最"順手"的管理終端。隨著３Ｇ時代的來臨，遠程監(jiān)控將得到更大的應用。
七、現代機房的發(fā)展趨勢
計算機技術在不斷發(fā)展，機房作為計算機安全、穩(wěn)定運行的平臺，也在隨之發(fā)展，主要
有以下幾方面趨勢。
(一)智能機房概念的引入讓機房建設上了一個新臺階隨著網絡、通信和計算機系統(tǒng)的大規(guī)模應用和發(fā)展，作為其核心的各種機房的重要性越來越突出。機房的動力、環(huán)境設備，如配電、不間斷電源、空調、消防、監(jiān)控、防盜報警等子系統(tǒng)，必須時刻保證能夠提供系統(tǒng)正常運行所需的環(huán)境。一旦動力、環(huán)境設備出現故障，或故障不能及時處理，就會影響到整個系統(tǒng)的運行，甚至損壞機房中的硬件設備，造成嚴重的后果。若金融、電力、通信等重要部門出現機房故障，將造成的不可估量的經濟損失和社會影響，因此許多機房不得不采取24h專人值班，定時巡查環(huán)境設備的措施。但是，這樣仍然存在著耗費人力資源、人長時間重復勞動易于疲勞和疏忽、巡查人員專業(yè)技能水平不足以排除故障和整個機房動力、環(huán)境設備監(jiān)控管理工作不科學和不規(guī)范等問題。針對這些問題，在機房建設中引入了智能機房集成管理系統(tǒng)，利用先進的計算機技術、控制技術和通信技術，將整個機房的各種動力、環(huán)境設備子系統(tǒng)集成到一個統(tǒng)一的監(jiān)控和管理平臺上，通過一個統(tǒng)一的簡單易用的圖形用戶界面，維護人員可以隨時隨地監(jiān)控機房的任何一個設備，獲取所需的實時和歷史信息，進行高效的全局事件管理。該系統(tǒng)為機房維護人員提供了先進的管理手段、實時的管理信息和豐富的歷史記錄，可以提高對機房系統(tǒng)設備的管理水平，實現科學管理，同時也節(jié)省了人力，減輕了維護人員的勞動強度，提高了對突發(fā)事件的快速反應能力，減少了事故帶來的危害和損失，從而使機房管理步人了一個新的境界，也為機房無人管理創(chuàng)造了條件。
(二)機房結構布置發(fā)生變化，將操作人員與計算機設備分開
在KVM系統(tǒng)出現以前，部分計算機設備必須在機房內對其進行維護。由于機房內設備運行的需要，一般采用地板下送風，且室內溫度較低，長期在這種環(huán)境中工作致使不少操作人員的身體健康受到嚴重威脅。另外，由于機房內經常有人員活動和機房外門的頻繁開啟，機房內的環(huán)境也難以保證。在KVM系統(tǒng)出現后，操作人員在操作室就可以對計算機設備進行全面的維護，不必再迸人機房內。這樣在機房內可以采用下送風的機房專用空調系統(tǒng)，在操作室內使用適合有人環(huán)境的舒適性空調系統(tǒng)，既保證了設備運行的需要，也保證了操作人員的身體健康，同時也保證了機房內的環(huán)境。隨著KVM系統(tǒng)和機房智能機房集成管理系統(tǒng)的使用，現在許多大型機房劃分為有人區(qū)和無人區(qū)。
(三)順應時代發(fā)展的需要，逐步建設綠色環(huán)保的節(jié)能機房
機房內有許多計算機設備及環(huán)境保障設備(如UPS電源、機房專用空調等)，這些設備使機房成為耗能大戶。隨著各系統(tǒng)技術的不斷發(fā)展，越來越多的機房建設使用了節(jié)能設備和新的節(jié)能技術，如采用高效能的UPS電源系統(tǒng)、低能耗的機房專用空調系統(tǒng)和機房智能照明系統(tǒng)，降低了機房的能耗。另外，潔凈消防滅火系統(tǒng)也使機房在使用中減少了對環(huán)境的危害。
(四)適應計算機設備的不斷發(fā)展，增加機房的靈活性
為了方便計算設備的更新、擴展和升級，在機房建設時需適當考慮各系統(tǒng)為設備發(fā)展留有一定的冗余和預留，減少因機房改造而帶來的系統(tǒng)停機時間。
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