數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與建設(shè)

內(nèi)容概要

　　《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與建設(shè)》在對(duì)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心技術(shù)現(xiàn)狀、存在的問題和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做了廣泛調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)數(shù)據(jù)中心面臨的提高可用性、高密度熱量管理和用電效率這三個(gè)核心問題，闡述了機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的可用性因素模型、數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值、規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)流程、系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)理念、能耗現(xiàn)狀與節(jié)能技術(shù)等新的設(shè)計(jì)和建造理念。并在這些新的理念的指導(dǎo)下，對(duì)供電、制冷、機(jī)房建設(shè)和系統(tǒng)管理等幾個(gè)主要的子系統(tǒng)的系統(tǒng)規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品性能和選用方法、工程實(shí)施和系統(tǒng)維護(hù)管理等做了較為詳盡的論述和介紹。

書籍目錄

第1章　當(dāng)代數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.1　數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1　數(shù)據(jù)中心技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素
1.1.2　數(shù)據(jù)中心的定義
1.1.3　新一代數(shù)據(jù)中心的基本特征
1.1.4　IT技術(shù)進(jìn)步對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)
1.2　數(shù)據(jù)中心機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施
1.2.1　機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的子系統(tǒng)
1.2.2　機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可用性因素模型
1.3　數(shù)據(jù)中心機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值
1.3.1　數(shù)據(jù)中心機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值
1.3.2　可用性——價(jià)值的第1個(gè)性能指標(biāo)
1.3.3　適應(yīng)性——價(jià)值的第2個(gè)性能指標(biāo)
1.3.4　TCO——價(jià)值的第3個(gè)性能指標(biāo)
1.3.5　優(yōu)化數(shù)據(jù)中心企業(yè)價(jià)值的策略
1.4　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的問題
1.4.1　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的10個(gè)基本事實(shí)
1.4.2　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的10個(gè)最常見的誤解
1.4.3　如何預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中心規(guī)模
1.4.4　如何確定數(shù)據(jù)中心機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施投資總成本
1.4.5　對(duì)如何確定數(shù)據(jù)中心功率密度規(guī)范的討論
1.5　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.5.1　數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)定位
1.5.2　確定數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模
1.5.3　數(shù)據(jù)中心選址
1.5.4　數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力評(píng)估
1.5.5　數(shù)據(jù)中心的可用性評(píng)估
1.5.6　數(shù)據(jù)中心的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估
1.5.7　數(shù)據(jù)中心的可服務(wù)性評(píng)估
1.6　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃流程
1.6.1　規(guī)劃設(shè)計(jì)流程需要規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化
1.6.2　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)流程
1.7　數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)
1.7.1　可修復(fù)和可快速修復(fù)功能是提高系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵
1.7.2　“系統(tǒng)模塊化”是可修復(fù)和可快速修復(fù)的根本條件
1.7.3　模塊化系統(tǒng)的定義與特征
1.7.4　模塊化是標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)
1.7.5　模塊化系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)價(jià)值的貢獻(xiàn)
1.8　數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀與節(jié)能技術(shù)
1.8.1　數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗面臨的困惑
1.8.2　數(shù)據(jù)中心高能耗的影響
1.8.3　數(shù)據(jù)中心能源效率指標(biāo)
1.8.4　當(dāng)前數(shù)據(jù)中心能效狀況
1.8.5　數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能效低下是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)造成的
1.8.6　設(shè)備容量利用率低下是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能效低的主要原因
1.8.7　綠色數(shù)據(jù)中心的節(jié)能戰(zhàn)略
1.8.8　機(jī)房建筑的節(jié)能策略
1.8.9　供電系統(tǒng)的節(jié)能策略
1.8.10　制冷系統(tǒng)的節(jié)能策略
第2章　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)
2.1　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)
2.1.1　交流輸入系統(tǒng)
2.1.2　UPS不停電供電系統(tǒng)
2.1.3　數(shù)據(jù)中心機(jī)架配電系統(tǒng)
2.2　傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中存在的問題
2.2.1　過度規(guī)劃和生命周期成本問題
2.2.2　供電系統(tǒng)的適應(yīng)性及可擴(kuò)展性
2.2.3　供電系統(tǒng)可用性的問題
2.2.4　設(shè)備選用和安裝使用問題
2.2.5　UPS對(duì)供電系統(tǒng)的可管理性問題
2.2.6　可服務(wù)性的問題
2.3　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的變化
2.3.1　研究工作從單臺(tái)設(shè)備向整個(gè)供電系統(tǒng)變化
2.3.2　對(duì)系統(tǒng)可靠性的研究向可用性研究變化
2.3.3　提高供電系統(tǒng)的適應(yīng)性
2.3.4　集成一體化設(shè)計(jì)理念
2.3.5　系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)成為供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則
第3章　UPS設(shè)備
3.1　UPS設(shè)備基本功能
3.2　UPS應(yīng)具備的電性能指標(biāo)
3.2.1　正確而科學(xué)地規(guī)定UPS的電性能指標(biāo)
3.2.2　UPS 對(duì)電網(wǎng)環(huán)境適應(yīng)能力指標(biāo)
3.2.3　UPS應(yīng)對(duì)負(fù)載提供符合要求的常規(guī)電性能指標(biāo)
3.2.4　輸出能力和可靠性
3.2.5　UPS系統(tǒng)配置功能
3.2.6　UPS系統(tǒng)智能管理和通信功能
3.3　UPS基本電路結(jié)構(gòu)形式分類與性能特點(diǎn)
3.3.1　后備式
3.3.2　線交互式
3.3.3　雙轉(zhuǎn)換（在線）式
3.4　Delta變換UPS
3.4.1　Delta變換UPS的電路組成和工作原理
3.4.2　Delta變換式UPS的在線工作狀態(tài)和高性能輸出指標(biāo)
3.4.3　Delta變換器是典型的輸入功率因數(shù)校正電路（PFC）
3.4.4　Delta變換UPS的功率傳輸過程與輸出能力
3.5　不帶輸出工頻變壓器UPS-高頻機(jī)
3.5.1　UPS電路的演變史反映了UPS電路技術(shù)的發(fā)展歷程
3.5.2　UPS輸出隔離變壓器的功能
3.5.3　無輸出變壓器UPS 的電路形式
3.5.4　無變壓器UPS的性能優(yōu)勢(shì)
3.5.5　無輸出變壓器UPS可輸出的功率等級(jí)
3.5.6　關(guān)于無輸出變壓器UPS工作可靠性的討論
3.6　模塊化UPS
3.6.1　模塊化UPS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及運(yùn)行模式
3.6.2　模塊化UPS的體系結(jié)構(gòu)來源于UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)
3.6.3　UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)的集成化、模塊化過程
3.6.4　功率電路模塊的變化
3.6.5　模塊化UPS的可靠性和可用性
3.7　直流輸出DC-UPS系統(tǒng)
3.7.1　計(jì)算機(jī)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電壓制式的演變過程
3.7.2　傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀與存在的問題
3.7.3　傳統(tǒng)UPS輸出直流化變革的理論基礎(chǔ)
3.7.4　直流輸出電壓的選擇
3.7.5　DC-UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.7.6　DC-UPS系統(tǒng)的可用性分析
3.7.7　DC-UPS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)
第4章　數(shù)據(jù)中心UPS供電方案設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
4.1　選擇配置供電系統(tǒng)方案的原則
4.1.1　數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)定位和對(duì)供電系統(tǒng)的可用性要求
4.1.2　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模與容量
4.1.3　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)流程
4.2　各種系統(tǒng)配置方法與性能比較
4.2.1　可用性分析和論證是確定供電方案的首要因素
4.2.2　典型的交流輸入不停電供電系統(tǒng)方案配置
4.2.3　UPS不停電供電系統(tǒng)的基本類型
4.2.4　其他冗余類型的UPS不停電供電系統(tǒng)
4.3　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用中存在的問題
4.3.1　雙市電輸入與UPS雙輸入的配置問題
4.3.2　冗余環(huán)節(jié)中的再冗余問題
4.3.3　STS對(duì)UPS雙總線系統(tǒng)的不利影響
4.3.4　供電系統(tǒng)零地電壓?jiǎn)栴}
4.3.5　當(dāng)代數(shù)據(jù)中心備用能源的配置問題
4.4　供電系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生與抑制技術(shù)
4.4.1　諧波的定義與產(chǎn)生過程
4.4.2　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中主要的諧波源
4.4.3　諧波的基本概念及特征參數(shù)
4.4.4　諧波對(duì)供電系統(tǒng)的影響
4.4.5　數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中諧波的產(chǎn)生和分析
4.4.6　諧波治理技術(shù)
4.4.7　各種諧波治理技術(shù)的性能比較
4.5　UPS供電系統(tǒng)備用電池
4.5.1　蓄電池組的特性參數(shù)
4.5.2　蓄電池容量的選配方法
4.5.3　蓄電池管理與維護(hù)中應(yīng)注意的問題
4.6　備用柴油發(fā)電機(jī)
4.6.1　柴油發(fā)電機(jī)的性能參數(shù)和輸出阻抗特性
4.6.2　柴油發(fā)電機(jī)在數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題
4.6.3　改善發(fā)電機(jī)與供電系統(tǒng)的配置
4.7　供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)
4.7.1　ATS轉(zhuǎn)換開關(guān)
4.7.2　STS轉(zhuǎn)換開關(guān)
4.7.3　機(jī)架小功率ATS轉(zhuǎn)換開關(guān)
第5章　數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷系統(tǒng)
5.1　傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)
5.1.1　當(dāng)代數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷系統(tǒng)負(fù)載的特點(diǎn)
5.1.2　傳統(tǒng)空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念面臨的挑戰(zhàn)
5.1.3　當(dāng)代數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的變化
5.2　數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷系統(tǒng)規(guī)劃
5.2.1　數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的要求
5.2.2　系統(tǒng)設(shè)備發(fā)熱量的組成
5.2.3　數(shù)據(jù)中心總熱負(fù)荷的估算
5.2.4　制冷系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃
5.3　數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題
5.3.1　IT設(shè)備散熱特點(diǎn)和對(duì)制冷的要求
5.3.2　數(shù)據(jù)中心機(jī)架氣流狀況與存在的問題
5.3.3　機(jī)架布局和設(shè)備分布問題
5.3.4　CRAC冷卻性能的設(shè)置
5.3.5　空氣送風(fēng)口與回風(fēng)口設(shè)計(jì)
5.4　制冷方案的類型及功能
5.4.1　制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的一般類型及功能
5.4.2　硬地板環(huán)境中冷卻系統(tǒng)的類型
5.4.3　活動(dòng)地板環(huán)境中冷卻系統(tǒng)的類型
5.5　提高制冷效果的一般性措施
5.5.1　防止和消除機(jī)架中冷熱氣流循環(huán)
5.5.2　減少和消除機(jī)房?jī)?nèi)冷熱氣流混合改善冷卻效果
5.6　高密度機(jī)架和機(jī)架群的制冷措施
5.6.1　功率密度的定義
5.6.2　高密度機(jī)架和機(jī)架群的制冷措施
5.7　空調(diào)制冷設(shè)備
5.7.1　數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)設(shè)備的要求
5.7.2　機(jī)房專用精密空調(diào)與普通舒適空調(diào)的區(qū)別
5.7.3　機(jī)房專用精密空調(diào)系統(tǒng)冷源的分類
5.7.4　機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)
5.7.5　機(jī)房除塵
5.8　數(shù)據(jù)中心制冷效果的勘測(cè)與維護(hù)工作
5.8.1　數(shù)據(jù)中心制冷效果的勘測(cè)與核查
5.8.2　機(jī)房制冷設(shè)備和系統(tǒng)的維護(hù)管理
第6章　數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)
6.1　數(shù)據(jù)中心機(jī)房對(duì)物理環(huán)境的要求
6.1.1　對(duì)溫度的要求
6.1.2　對(duì)濕度的要求
6.1.3　對(duì)潔凈度的要求
6.1.4　對(duì)有害氣體的要求
6.1.5　對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的要求
6.1.6　對(duì)電磁干擾的要求
6.1.7　機(jī)房的靜電防護(hù)
6.1.8　對(duì)照明系統(tǒng)的要求
6.2　數(shù)據(jù)中心對(duì)機(jī)房功能性的要求
6.2.1　數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)施的可用性功能分類等級(jí)
6.2.2　數(shù)據(jù)中心對(duì)機(jī)房各子系統(tǒng)功能的要求
6.3　供配電系統(tǒng)設(shè)備的布局設(shè)計(jì)與安裝
6.3.1　供配電系統(tǒng)設(shè)備布局設(shè)計(jì)與安裝工作的要求
6.3.2　配電級(jí)聯(lián)保護(hù)和斷路器的選擇
6.3.3　線纜選擇與安裝
6.3.4　供配電系統(tǒng)的安裝要求
6.3.5　IT設(shè)備專用電源插座（機(jī)架PDU ）
6.3.6　機(jī)房輔助設(shè)備用電插座
6.3.7　UPS系統(tǒng)設(shè)備的安裝與管理
6.3.8　電池的安裝與維護(hù)
6.3.9　機(jī)房照明系統(tǒng)
6.4　數(shù)據(jù)中心機(jī)房地線系統(tǒng)
6.4.1　接地的基本概念
6.4.2　數(shù)據(jù)中心機(jī)房的地線種類
6.4.3　供電系統(tǒng)接地類型
6.4.4　數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)接地原則
6.4.5　數(shù)據(jù)中心機(jī)房接地系統(tǒng)
6.5　制冷系統(tǒng)設(shè)備布局設(shè)計(jì)與安裝
6.5.1　數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)安裝要求
6.5.2　水冷機(jī)組的安裝
6.5.3　空調(diào)機(jī)組維護(hù)及故障的排除
6.6　機(jī)房場(chǎng)地設(shè)計(jì)與建設(shè)
6.6.1　規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)
6.6.2　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.6.3　機(jī)房室內(nèi)裝修
6.6.4　高架活動(dòng)地板
6.7　機(jī)房防雷系統(tǒng)
6.7.1　雷電的分類及傳導(dǎo)形式
6.7.2　現(xiàn)代防雷技術(shù)的基本措施
6.7.3　防雷保護(hù)的分區(qū)原則
6.7.4　數(shù)據(jù)中心防雷技術(shù)
6.7.5　防雷元器件及應(yīng)用
6.8　機(jī)房消防系統(tǒng)
6.8.1　數(shù)據(jù)中心機(jī)房發(fā)生火災(zāi)的原因

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   對(duì)于任何有軍事背景的人來說，這個(gè)道理很簡(jiǎn)單。我們可以將數(shù)據(jù)中心操作人員接受培訓(xùn)的時(shí)間與其他主要操作職位所接受的培訓(xùn)時(shí)間進(jìn)行比較。例如，一個(gè)核設(shè)施中的操作人員可能接受2000h的培訓(xùn)，空軍地勤人員接受培訓(xùn)的時(shí)間為1200h，而數(shù)據(jù)中心操作人員可能很少，甚至沒有接受過有關(guān)如何操作他們所管理的數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵子系統(tǒng)的培訓(xùn)。數(shù)據(jù)中心操作人員通常通過在工作中的動(dòng)手操作和不正規(guī)的培訓(xùn)獲得知識(shí)。盡管這些知識(shí)也是正確的，但那是通過犯錯(cuò)誤，甚至造成代價(jià)高昂的宕機(jī)而獲得的。 希望數(shù)據(jù)中心在運(yùn)行時(shí)絕少出現(xiàn)宕機(jī)是大家的共同愿望，但是要做到這一點(diǎn)，必須對(duì)操作人員進(jìn)行有效的投資，要對(duì)操作人員制定一套標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)計(jì)劃。在大部分情況下，培訓(xùn)內(nèi)容涉及與各生產(chǎn)商的密切合作，以便對(duì)與產(chǎn)品有關(guān)的操作問題有詳細(xì)了解。 事實(shí)7，統(tǒng)計(jì)資料顯示，數(shù)據(jù)中心將在未來5年內(nèi)由于緊急斷電系統(tǒng)跳閘而導(dǎo)致宕機(jī) 對(duì)于數(shù)據(jù)中心經(jīng)理來說，最可怕的噩夢(mèng)就是發(fā)生緊急斷電系統(tǒng)（EPO）的跳閘，無論是人為的還是自動(dòng)的，立即切斷給IT設(shè)備的供電對(duì)于硬件和應(yīng)用軟件極其有害。對(duì)于配備了最好的設(shè)備和最高冗余水平的數(shù)據(jù)中心，只要緊急斷電系統(tǒng)被啟動(dòng)，整個(gè)中心就會(huì)在1s之內(nèi)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。盡管這對(duì)數(shù)據(jù)中心的沖擊很大，但由于國(guó)家電氣和火災(zāi)法規(guī)的規(guī)定，在大部分情況下配置EPO功能還是不可或缺的。 在多數(shù)情況下，EPO的錯(cuò)誤配置很容易解決，由此產(chǎn)生的對(duì)數(shù)據(jù)中心的沖擊是可以避免的。但是，很多數(shù)據(jù)中心操作人員不了解這些系統(tǒng)是如何工作的，對(duì)故障和自動(dòng)跳閘也不敏感。現(xiàn)在部分業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心大概每5年經(jīng)歷一次故障性跳閘。對(duì)于任何希望達(dá)到99.999％可用性（5個(gè)9）的數(shù)據(jù)中心，一次EPO錯(cuò)誤就會(huì)使實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的所有希望付之一炬，盡管保持的無錯(cuò)誤記錄是那樣完美。

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