網(wǎng)絡中心機房建設的若干關鍵問題研究

1、網(wǎng)絡中心機房建設的若干關鍵問題研究摘要：網(wǎng)絡中心機房是一個言息網(wǎng)絡系統(tǒng)的關鍵所在，為了把中心機房建設成為一個安全、穩(wěn)定的場所；在分析影響網(wǎng)絡中心機房建設的各種因素的鄲出上,重點對其中比較重要的供電電源、空氣調節(jié)、電磁屏蔽、防雷防災、集中監(jiān)控等幾個方面進行了較深入螃討；實際應用效果表明，在機房建設過程中把以上幾個問題解決好基本上就可以保障網(wǎng)絡中心機房能夠安全、穩(wěn)定地運行。關鍵詞：機房建設電源空氣調節(jié)電磁屏蔽防雷加空0引言網(wǎng)絡中心'機房是一個信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的核心，運行著大量的網(wǎng)絡設備、服務器以及存儲設備，是關系到信息網(wǎng)絡系統(tǒng)安全運行的重要場所。近年來，由于機房建設問題而引起的設備或系統(tǒng)故障時

2、常見諸報端，機房建設的有關問題也越來越引起各單位網(wǎng)絡建設人員、網(wǎng)絡管理人員的高度重視。網(wǎng)絡中心'機房建設是一項系統(tǒng)工程，涉及因素包括溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、屏蔽、防漏水、電源、照明、防雷、防靜電、接地、消防及安全保衛(wèi)等，忽視其中彳個可一項，都有可能帶來無法彌補的損失。本文將重點討論供電電源、空氣調節(jié)、電磁屏蔽、防雷防災、集中監(jiān)控等因素，并通過一個實例展示應用效果。1網(wǎng)絡中心機房建設的幾個關鍵問題1.1 供電電源機房電源的不間斷穩(wěn)定供電是保障機房設備安全運行的要出，一旦機房電源突然停電，硬件設備和軟件系統(tǒng)都將突然停止運行，造成的損失不可估量。因此，必須對電源的安全穩(wěn)定供電給予足夠

3、的重視?，F(xiàn)代機房通常采用UPS（不間斷供電系統(tǒng)）電源系統(tǒng)來保證不間斷穩(wěn)定供電，UPS的選用應考慮以下幾個問題。1.1.1 市電接入方式。應保證雙回路市電輸入，最好采用多回路市電輸入，從而降低市電斷電所帶來的風險。1.1.2 UPS供電方式。UPS供電方式有單機供電和雙機冗余并機供電兩種方式,單機供電方式只能保證單臺UPS的穩(wěn)定供電，而雙機冗余并機供電方式能保證一臺UPS不工作的情況下也能穩(wěn)定供電。因此，有條件的情況下，應盡量采用雙機冗余并機供電。1.1.3 UPS結構的選擇。目前大功率UPS從結構上來講分為兩種，傳統(tǒng)結構柜式UPS和新型模塊化熱插拔式UPS。模塊化熱插拔結構的UPS采用懈拔模塊

4、更換的方式進行維修，可以方便地進行功率擴容，且采用冗余備份的輸出方式，能有效降低系統(tǒng)的總體斷電風險，缺點是目前價格較高。因此，在有資金保證的情況下，應優(yōu)先選擇模塊化熱插拔結構的UPS。1.1.4 UPS功率大小的確定。機房的實際最大使用功率應為UPS單機設計功率的50%，即確保平時工作時雙機的平均負載為UPS單機設計功率的25%。當機房的實際最大使用功率大于UPS單機功率的50%時，應對UPS的主機功率進行擴容。1.1.5 電池容量的選擇。UPS電源一般采用鉛酸免維護蓄電池為后備能源，目前市面上與UPS配套的蓄電池一般為12V,7AH-100AH.電池容量應按照實際負載來計算，不能按照滿載來計

5、算，因為UPS本身就不允許工作在滿載情況下。除以上幾個問題外，還應考慮后期維護問題,以及在機房配備維修用的不經(jīng)過UPS的獨立電源插座。1.2 空氣調節(jié)空氣環(huán)境的好壞對機房的安全運行至關重要，空吊環(huán)境的調節(jié)主要依靠空調制冷系統(tǒng)和新風置換系統(tǒng)來實現(xiàn)。其中空調制冷系統(tǒng)的主要作用是調節(jié)機房的溫度、濕度條件，新風置換系統(tǒng)的主要作用是向機房輸送具有一定潔凈度的新鮮空氣。1.2.1 空調制冷系統(tǒng)的選擇。近年來，隨著機房設備數(shù)量的不斷增長和新技術的應用，性能優(yōu)越的制冷系統(tǒng)變得前所未有的重要。選擇空調制冷系統(tǒng)應考慮的因素主要有計算機設備的功耗、發(fā)熱量、設備的潔凈度要求、設備進出口空氣的溫差以及機房內環(huán)境溫度、濕

6、度等。對于大中型網(wǎng)絡中心機房來說，最優(yōu)的運行環(huán)境是溫度在2224之間，相對濕度在35%50%之間，空調制冷系統(tǒng)應選用能夠滿足上述要求的成熟產(chǎn)品，資金充裕的單位應優(yōu)先考慮使用精密空調。1.2.2 新風系統(tǒng)的選擇。為保持機房內的正壓和濕度要求，機房必須補充新風，并對新風進行過濾，使之達到一定的凈化要求。新風量的計算要適宜，新風量偏小時，將造成機房內氧分壓偏低，不利于工作人員的健康;而新風量偏大時，造成不必要的能源消耗。建議按維持機房所需正壓值和每人之40m3/h兩項中的較大值計算新風量。由于維持機房正壓所需新風量難以計算，根據(jù)經(jīng)驗及參照潔凈室的設計，可按1-2次換氣/h來計算新風量。若機房四周圍護

7、結構的密封性較好，可采用之1次換氣/h來計算新風量；若空封性較差,可適當提高換氣次數(shù)并采取密封措施。1.2.3 此外，防塵也是機房空氣調節(jié)應考慮的重要因素。如果一個機房的空氣潔凈度不夠，設備表面就會產(chǎn)生灰塵,影響散熱，在夏天灰塵碰到冷凝水會產(chǎn)生酸性或堿性的混合物腐蝕設備，進而危害設備的安全運行。因此，應采取一定措施保證機房的密閉性，防止灰塵進入。實踐經(jīng)驗表明，比較有效并且節(jié)能的措施是對機房的空間圍護結構采取密封措施，特別應注意活動地板下和吊頂內的密封，所有穿過機房圍護結構的管線敷設后均應將孔洞封堵嚴密防止漏風。1.3 電磁屏蔽計算機及網(wǎng)絡設備運行時存在著大量的電磁輻射和電磁泄漏，對工作人員的人

8、身安全、各種設備的運行安全以及信息網(wǎng)絡的信息安全都構成了重大威脅。因此，在進行機房建設時，必須做好機房的電磁屏蔽工作，防止電磁輻射和電磁泄漏。電磁屏蔽是以電磁屏蔽體隔離的原理控制電磁場干擾由一個區(qū)域向另一個區(qū)域感應和輻射傳播。如果電磁屏蔽做的好，則既可以防止來自機房外部的電磁輻射干擾，又可以防止機房內部產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息通過電磁輻射向外傳播。電磁屏蔽的建設主要包括兩方面的工作，一是屏蔽層的設立，二是屏蔽層接地。屏蔽層的設立。設立屏蔽層的關鍵在于屏蔽材料的選擇，屏蔽材料一般可選取銅、鉛、鋁、鐵等導電率較高的普通金屬材料，要求較高的也可以采用玻莫合金、鐵硅硼合金、磁鋼等比較高端的材料。在實際應用中，由

9、于資金以及施工工藝的限制，不可能將面積達上百平方米甚至幾百平方米的機房使用金屬屏蔽層包裹起來，通常的做法是天花采用鋁合金板吊頂，地板采用含金屬屏蔽層的防靜電地板，機房四壁則采用在堵壁內埋設鍍鋅鐵絲網(wǎng)來作為網(wǎng)狀屏蔽材料，這樣在機房空間的六個面就形成了一個封閉的屏蔽層。屏蔽層接地。屏蔽層要有良好的接地才能達到理想的屏蔽效果,因此屏蔽層建設要充分考慮接地問題。對于墻壁內的網(wǎng)狀屏蔽層而言，四個立面的屏蔽層之間要采取焊接的方式連接在一起，以保證等電位；每隔3米左右還要設置接地引線，引線必須與屏蔽網(wǎng)焊接牢固，以確保屏蔽網(wǎng)成功接地。鋁合金吊頂骨架和防靜電地板的支撐架同樣要連續(xù)接地。實施機房屏蔽層接地工作還需

10、要注意，機房屏蔽層接t也不能與防雷接地連接，也不能與機房設備接地連接，以防止雷電入侵和影響機房設備的正常運行。1.4 防雷防災各種自然災害、人為災害都有可能對機房的安全造成不利影響，嚴重的甚至會造成設備損毀、網(wǎng)絡癱瘓、數(shù)據(jù)丟失等災難性后果。雖然災害發(fā)生的概率較低，但是一旦發(fā)生就有可能造成難以估量的損失，因此在機房建設中必須對防止自然災害和人為災害引起足夠重視。在各種災害中，雷擊對機房的危害最大，雷擊造成的過電壓會導致計算機系統(tǒng)設備損壞甚至系統(tǒng)癱瘓。雷擊對機房形成的危害主要有兩方面，一是直擊雷所產(chǎn)生的電磁場在機房供電系統(tǒng)中可能產(chǎn)生浪涌過電壓；二是感應雷,即雷電在附近的架空線路、埋i蜓路、金屬管線

11、等類似的傳導體上產(chǎn)生感應過電壓。感應雷擊對微電子設備，特別是計算機設備和網(wǎng)絡設備危害最大,據(jù)資料顯示，機房雷擊中有80%是由感應雷引起的,因此感應雷財戶是機房防雷的重點。機房的防雷措施主要包括電源系統(tǒng)防護、信號系統(tǒng)防護、接地系統(tǒng)及等電位連接三個主要方面。電源系統(tǒng)的防雷措施：電力電纜應埋地引入室內，埋地長度應大于15米，電源系統(tǒng)的各級配電柜之前以及重要用電設備應安裝相應的電涌過電壓保護器，按層層防護、分級泄流的原則，在各個界面進行相應的分級保護，最好為3級防護甚至更多，有效減小雷擊電流的能量，限制雷擊高壓脈沖,使之小于被保護設備的承受能力，從而有效預防雷擊電波從電源系統(tǒng)侵入，保護供電、用電設施。

12、信號系統(tǒng)的防雷措施：通信系統(tǒng)中各種計算機、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)、終端設備等各系統(tǒng)之間的通信連線縱橫交錯，非常復雜，有的連接線很長，這些通信連接線易受到雷電電磁脈沖的感應和影響而侵害設備，所以在各種設備的信號線進線端口和信號線外引端口應設置信號電涌保護器。接地系統(tǒng)及等電位連接措施：為了防止雷電電磁脈沖對電子機房的輻射干擾，提高電子機房的屏蔽功能，所有與建筑物組合在一起的大尺寸的金屬件，包括走線架、機架、金屬通信管道、金屬門窗等，都應等電位連接在一起，并與接地系統(tǒng)相連。接地系統(tǒng)的好壞將直接影響到防雷的效果，一般防雷接地電阻要求小于10Q,電氣接地電阻小于4。，當采用聯(lián)合接地方式時，接地電阻小于1。其

13、它各種災害對機房的安全運行也都會造成不同程度的威脅，威脅較大的災害主要有地震、火災、水災、選竊、人為破壞等，對于這些災害的防范均應在進行機房建設的過程中給予充分考慮,可采取建筑抗震、提高防火等級、加裝防選報警設施等措施來提高機房的防災水平。1.5 集中監(jiān)控對機房環(huán)境與機房設備進行集中監(jiān)控是目前匕瞰先進的機房監(jiān)控方式，與專人值班定時巡查的方式相比，這種射空方式不僅可以大大減輕管理人員的負擔，而且可以做到及時排除故喳，對事故發(fā)生的時間及責任也可以進行記錄、分析，從而顯著提高機房環(huán)境與設備的監(jiān)控與管理水平。因此，對機房環(huán)境與設備進行集中監(jiān)控和科學管理是機房建設應當考慮的重要問題。機房的集中監(jiān)控系統(tǒng)一

14、般應包括以下幾個方面：UPS監(jiān)控、空氣環(huán)境與空調監(jiān)控、漏水監(jiān)測與消防雌、門禁系統(tǒng)監(jiān)控、遠程監(jiān)控。UPS監(jiān)控。目前的UPS生產(chǎn)商通常都提供用于監(jiān)控的通信協(xié)議及智能通信接口,在機房集中監(jiān)控系統(tǒng)中可以利用這些協(xié)議和接口實現(xiàn)對UPS的監(jiān)控，一旦有部件發(fā)生故喳，系統(tǒng)應自動報警。為了及時掌握UPS的運行狀態(tài)，機房集中監(jiān)控系統(tǒng)還應當提供UPS的各種電壓、電流、頻率、功率等實時運行參數(shù)?？諝猸h(huán)境與空調監(jiān)控?？誵環(huán)境監(jiān)控主要包括溫度和濕度兩方面，溫度、濕度過高或過低都會嚴重影響機房設備的運行效率，甚至有可能造成設備宕機、網(wǎng)絡癱瘓等重大事故的發(fā)生，因此，對機房的空氣環(huán)境進行監(jiān)控是十分必要的。對于面積較大的機房，由

15、于q流及設備分布的影響，僅僅根據(jù)精空空調的回風參數(shù)來了解整個機房的溫度、濕度值是不夠的，應當通過適當加裝溫度、濕度傳感器來采集機房關鍵部位準確的溫度、濕度，從而讓管理員了解機房各點的實際溫度、濕度。此外，雌系統(tǒng)還應全面監(jiān)控空調各部件的運行狀態(tài)與參數(shù)，并可通過監(jiān)控系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡遠程來調節(jié)空調的運行參數(shù)。漏水監(jiān)測與消防監(jiān)控。由于機房地板下強電、弱電、地線、電纜縱橫交錯，一旦漏水，后果將不堪設想，因此對機房內的漏水狀態(tài)進行實時的檢測是十分必要的。漏水監(jiān)控的方式一般是采用耐腐蝕、高強度的感應繩與控制器及其他附件，用漏水繩將有水源的地方圍起來，一旦有液體泄漏接觸到漏水繩,控制器就會發(fā)出警報,及時通知有關

16、人員為E除。機房的消防監(jiān)控既可以單獨作為機房集中監(jiān)控的一部分,也可以作為機房所在建筑物的一部分，根據(jù)實際需要來處理。門禁系統(tǒng)監(jiān)控。為提高安全性，門禁系統(tǒng)設計時采用控制與讀卡分開的結構，門外安裝讀卡器，室內隱蔽處安裝門禁系統(tǒng)控制器，防止有人通過技術手段破壞并非法入侵，門禁系統(tǒng)具體由控制器、感應式讀卡器、電鎖和開門按鈕、通信轉換器組成。進入機房的人員必須刷卡并通過身份驗證才能通過門禁系統(tǒng)，在此過程中讀卡器讀取卡中的信息并發(fā)送到門禁系統(tǒng)主機，主機檢查卡的合法性，然后決定是否進行開門動作。門禁系統(tǒng)還應該提供通過聯(lián)網(wǎng)的計算機進行出入人員管理的功能。遠程斷空。遠程監(jiān)控就是管理人員在任意地方通過計算機遠程監(jiān)

17、控機房動態(tài)情況，監(jiān)控系統(tǒng)應能及時發(fā)現(xiàn)口響應非常情況，保證機房正常工作。遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體化球形攝像鏡頭、云臺、視音頻編解碼器、硬盤錄像機組成。應該注意的是，攝像頭的安裝一定要確保鏡頭能夠覆蓋整個機房范圍，且系統(tǒng)應該可以根據(jù)需要進行告警錄像、定時錄像和手動錄像，并能在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)上傳輸。圖像資料采用數(shù)字化方式存儲備案，如遇特殊情況，做到有案可查，并可以把相關資料提供給相關部門。機房集中監(jiān)控系統(tǒng)中所有的監(jiān)控設備應通過通信轉接器與監(jiān)控主機相連,并且能根據(jù)需要設置相應的告警值，由監(jiān)控系統(tǒng)提供相應的語音提示。機房一旦出現(xiàn)問題，集中監(jiān)控系統(tǒng)應當通過彈出警告信息、發(fā)出聲光警報、撥打電話和發(fā)送短消息等多

18、種方式通知管理人員,被通知者則可以通過集中監(jiān)控系統(tǒng)及時了解機房發(fā)生的故障部位，通過網(wǎng)絡遠程進行有關參數(shù)設置的修改。2應用實例我校于近期進行校園搬遷，并新建了網(wǎng)絡中心機房，老校區(qū)的中心'機房則同時廢棄，沒有備用系統(tǒng)，因此網(wǎng)絡中心機房的新建必須充分保證整個校園網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、不間斷運行。為了按時完成新中心機房的建設彳壬務，我們在項目規(guī)劃過程中即對上述五個問題進行了匕瞰深入地研究，并在新機房的建設過程中認真貫徹研究結果，取得了良好的應用效果，具體如下：供電電源：采用雙回路市電、UPS雙機冗余并機供電方式，且選用模塊化熱插拔式UPS;空氣調節(jié)：選用了性能較好的精密空調和新風系統(tǒng)，并且采取了嚴格的防塵措施；電磁屏蔽：通過鋁合金板吊頂、含金屬屏蔽層的防靜電地板、機房四壁在墻壁內埋設鍍鋅鐵絲網(wǎng)的方式設立屏蔽層，并且采取了嚴格的屏蔽層接地措施；防雷防災