新基建:数据中心规划与设计
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3.2 数据中心的物理模型

数据中心作为通信与IT信息系统的大脑与中枢,完成信息的集中管理、集中存储、集中传输、集中交换,从而实现信息集中效益。

数据中心的内容涵盖站点、基础架构、技术与系统架构、应用及数据、业务和IT流程、组织与运营、企业与信息化战略等全方位内容。数据中心的逻辑组成如图3-5所示。

在层次上,数据中心可划分为如下几层。

第一层:站点准备,包括机房装修和接地、供电系统、数据中心制冷系统、门禁和监控系统、结构化布线系统、火灾监控等。

第二层:IT基础架构,网络、服务器和存储、安全、备份和灾难恢复、管理系统、光传送和SAN等。

第三层:应用层,如数据服务、电子邮件、安全增值、VPS、CDN加速等。

图3-5 数据中心的逻辑组成

第四层:服务层,包括维护咨询、安全咨询、服务咨询、评估服务、ITSM咨询等。

上述数据中心的逻辑组成比较全面,也比较复杂。

为简化起见,按数据中心的设备、设施物理连接方式,比较简单的划分是把数据中心划分为基础设施层、网络层、服务器/存储层、应用层4个层次模型。简化的数据中心四层物理模型如图3-6所示。

图3-6 简化的数据中心四层物理模型

第一层为基础设施层,常翻译为Infrastructure或Facility,部分资料定义为机电系统(Mech & Electronics,来源于国外对基础设施形象定义)。基础设施包括数据中心场地、供电系统、制冷系统、机柜、监控系统、消防系统等,是看得见摸得着的系统。

第二层为网络层,为数据中心提供网络布线系统、局域网系统(LAN)、广域网系统(WAN)及存储局域网系统(SAN)等。

第三层为服务器/存储层。服务器提供计算能力,并具备一定存储功能。存储器提供专门的海量数据存储。

第四层为应用层,如Web应用、E-mail系统、ERP系统、CRM系统等。信息是无穷无尽的,所以应用系统也是无穷无尽的。随着人类社会的发展、信息化进步,应用系统越来越多,用于承载这些应用的数据中心也随之迅速发展。

数据中心逻辑组成、数据中心的物理模型及数据中心物理模型的定义如图3-7所示,仍然不便于分析基础设施的作用与功能,所以可以进一步简化模型。在数据中心中,存在两个层面的平台:信息平台和基础设施平台。

图3-7 数据中心物理模型的定义

1. 信息平台

信息平台完成信息处理、信息交换、信息传输、信息存储等,是数据中心四层模型中上三层,即网络层、服务器/存储、应用层等的简化。

2. 基础设施平台

基础设施(Infrastructure或Facility)为信息平台提供可靠能源、纯净能源、安全运行环境、高速互联网络等。

1)可靠能源

为信息平台(网络层、服务器存储器等)提供可靠能源与电力,保障信息平台永远在线,保证服务器、存储器、交换机等重要负载永远在线。

有关数据中心的可靠性模型及其研究将在第4章重点展开。

2)纯净能源

为信息平台提供纯净的能源供电系统:保障IT设备不受电网环境的污染和干扰侵害。

3)安全运行环境

为信息平台提供和维护恒温、恒湿、洁净的机房空气环境,提供火灾、雷击、水浸等灾害防护,并为基础设施平台和信息平台提供数据中心运行环境和运行状况监控,实现数据中心机房的无人值守。

4)高速互联网络

综合布线系统为数据中心提供高速内部互联互通网络基础设施,承载数据中心内信息平台高速数据交换与传输。

本书重点对基础设施平台相关物理、逻辑组成部分展开讨论,包括数据中心选址与布局、装饰装修、供电系统建设、防雷与接地系统、制冷系统设计、弱电系统、综合布线系统、消防系统等。