導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)據(jù)中心機房方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心、電力輸配系統(tǒng)、不間斷電源、制冷機房、空調(diào)末端系統(tǒng)、節(jié)能

一、概述

隨著社會電子信息化程度的提高，企業(yè)的業(yè)務(wù)和管理朝著電子化和網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展，在這種背景下，通信運營商的IDC業(yè)務(wù)得到了迅速的發(fā)展。隨著電子信息及制造技術(shù)的飛速提升，數(shù)據(jù)中心機房的設(shè)備密集度大大提高，耗電巨大，發(fā)熱量更加集中，機房局部過熱現(xiàn)象增多，機房內(nèi)單位面積空調(diào)冷負荷急劇增加，由此引來的主設(shè)備運行故障和能耗逐年上升，甚至成為了制約通信業(yè)務(wù)發(fā)展的一大瓶頸。同時，具有重要戰(zhàn)略地位及發(fā)展?jié)摿?shù)據(jù)中心作為通信行業(yè)高能耗的代表也成為了大家關(guān)注的焦點，國內(nèi)外各大運營商及相關(guān)研究機構(gòu)都陸續(xù)開展了一系列數(shù)據(jù)中心節(jié)能試點改造，取得了良好效果。

本文主要從電源（包括電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源等）和空調(diào)（包括制冷機房、空調(diào)末端系統(tǒng)等）兩大方面對數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀及問題進行梳理，結(jié)合某運營商數(shù)據(jù)中心建設(shè)及改造案例，對數(shù)據(jù)中心機房提出系統(tǒng)的節(jié)能方案建議。

二、數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀

國內(nèi)某運營商的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：數(shù)據(jù)中心能耗呈逐年上升趨勢，2009年比2008年增長了約20%左右，到2010年底，數(shù)據(jù)中心占該運營商全國網(wǎng)絡(luò)運營總能耗的比例達到了13%（見圖1），特別是在一些IDC業(yè)務(wù)發(fā)展較好的大城市，該比例遠遠超出了全國平均水平，比如：上海市2010年數(shù)據(jù)中心能耗占比超過了25%，北京市則達到了50%以上。

圖2-1 某運營商2010年網(wǎng)絡(luò)運營能耗結(jié)構(gòu)

從機樓的角度來看，數(shù)據(jù)中心能耗主要由三個部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)通信設(shè)備、空調(diào)（制冷機房、空調(diào)末端系統(tǒng)）及電源（電力輸配系統(tǒng)、交直流不間斷電源），其能耗占比情況見圖2。

圖2-2 數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成

(數(shù)據(jù)來源：勞倫斯伯克利國家實驗室)

上述數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)通信設(shè)備的能耗占比最大。但某種程度上來說，主設(shè)備的節(jié)能環(huán)節(jié)是運營商無法真正掌握的。因此，運營商在盡量采購節(jié)能減排主產(chǎn)品的同時，需不斷加大力度，開展對數(shù)據(jù)中心空調(diào)及電源系統(tǒng)的節(jié)能建設(shè)及技術(shù)改造，以期實現(xiàn)節(jié)能降耗。

三、數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能研究

一般來說，數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)包括：外電引入、變壓器、發(fā)電機、電動機、交流不間斷電源系統(tǒng)、直流不間斷電源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及輸配電線路等。由于數(shù)據(jù)中心功率密度的提高，所消耗的電功率增加，在電力各環(huán)節(jié)能量損耗亦隨之增大，因此，電源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)均需采取節(jié)能措施。

一）、外電引入、變壓器、發(fā)電機及電動機系統(tǒng)節(jié)能研究

數(shù)據(jù)中心外電、變壓器、發(fā)電機及電動機等環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀、問題及節(jié)能建議見下表：

外電引入 變壓器及發(fā)電機 電動機

現(xiàn)狀及問題 目前數(shù)據(jù)中心所在機樓的外電引入多采用兩回路互為備用的10kV專線。相比更高電壓等級的外電引入，外電容量受到限制，線路損耗難以降低。 目前，不少機樓的變壓器實際使用負荷率較低，實際用電量與設(shè)計規(guī)劃用電量存在較大差距。 數(shù)據(jù)中心的電動機類負載主要是風(fēng)機和水泵，且多為Y系列，其效能較新型YX2系列電動機低；電動機未采用變頻調(diào)速等節(jié)能措施。

技術(shù)發(fā)展趨勢及建議 發(fā)展趨勢：1.20kV電壓已列入國家標準電壓。2.已經(jīng)具備全方位的成熟產(chǎn)品，包括20/0.38kV變壓器及相應(yīng)電壓等級的電纜。3.相比10kV供電系統(tǒng)，20kV系統(tǒng)在相同導(dǎo)線截面條件下，增加了近一倍供電能力；相同供電容量的前提下，降低電網(wǎng)損耗達75%，并節(jié)省外線建設(shè)投資約40%。當前，國內(nèi)外電氣行業(yè)在確定供電電壓等級均以節(jié)能為導(dǎo)向的趨勢，因此，如條件許可，建議采用20kV或更高等級的外電供電。 1.用電負荷合理分類及精細計算，應(yīng)科學(xué)的考慮設(shè)備運行的需用系數(shù)和同時系數(shù)，合理配置變壓器及應(yīng)急發(fā)電機組容量，降低設(shè)備的初期投資及運行損耗。2.應(yīng)根據(jù)實際情況靈活配置變壓器，變壓器采用2N配置時，每臺變壓器負荷率不大于50%；變壓器采用N配置時，每臺變壓器負荷率不大于70%；變壓器應(yīng)采用D，yn11接線方式。3.選用低損耗、節(jié)能環(huán)保、具有抗諧波能力及較高過載能力的變壓器產(chǎn)品；選用具有較高過載能力及較強帶非線性負載的能力的產(chǎn)品，選用具有一定抗諧波能力的發(fā)電機組。4.供電距離長及功率較大，有并機運行需求時，宜采用10kV高壓柴油發(fā)電機。5.通過加強諧波治理，提高變壓器及發(fā)電機的有效容量。 發(fā)展趨勢：1.660V電壓已列入國家標準電壓。2.10/0.66kV變壓器、660V電動機、660V電纜、母線及開關(guān)等相關(guān)產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)。3.變頻控制技術(shù)發(fā)展成熟及廣泛應(yīng)用。建議：1.采用高效率新一代的節(jié)能電機YX2系列；采取電動機變頻調(diào)速等節(jié)能措施。2.提高電動機供電電壓等級： （1）較大容量的電動機（如：耗電較大的水泵、空調(diào)冷水機組以及空調(diào)末端風(fēng)柜），建議采用660V電壓供電。 （2）大容量的電動機,單臺大于550kW的電動機（含電制冷機組），應(yīng)當采用10kV(6kV)電源供電；單臺大于350kW的電動機（含電制冷機組），宜采用10kV(6kV)電源供電。

某運營商案例 某運營商某省的IDC數(shù)據(jù)中心工程采用兩路20KV專線電源，正常供電時，兩段母線分段運行，兩路電源同時供電，運行效果良好。 某運營商某數(shù)據(jù)中心對部分較大容量的電動機（約30多臺空調(diào)主機、水泵等）采用660V供電，總功率達2500kW。

優(yōu)點如下：大量節(jié)省配電開關(guān)及配電導(dǎo)線的投資；線路損耗僅為380V電壓供電的33%，節(jié)能效果明顯。該數(shù)據(jù)中心對數(shù)臺大容量電動機（單臺達1000kW以上的冷水機組）采用10kV高壓供電。優(yōu)點如下：減少了低壓冷水機組所需的10/0.4kV變壓器以及大容量的低壓配電開關(guān)及控制設(shè)備；節(jié)省占地面積及一次性投資；減少年運行損耗，節(jié)能效果明顯。

表3-1數(shù)據(jù)中心外電引入、變壓器、發(fā)電機及電動機系統(tǒng)節(jié)能研究

二）、照明系統(tǒng)及輸配電線路節(jié)能研究

數(shù)據(jù)中心照明及輸配電線路環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀、問題及節(jié)能建議見下表：

照明 輸配電線路

現(xiàn)狀及問題 多數(shù)數(shù)據(jù)中心長期開啟全部燈具，部分機房照度偏高；多采用T8熒光燈，效率不高；燈具開關(guān)缺乏智能控制。 目前多數(shù)在用的數(shù)據(jù)中心機樓的高低壓配電房及發(fā)電機房、電力電池室等遠離數(shù)據(jù)主設(shè)備及空調(diào)等負荷中心區(qū)域，輸配電線路長，線路損耗較大。

建議 1.推廣使用高效光源：優(yōu)選細管熒光燈和緊湊型熒光燈，積極推廣高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。2.設(shè)置合理的照度，照度要求較高的場所采用混合照明。3.采取智能、合理的照明控制方案。 1.為減少投資并降低線路運行損耗：高低壓配電室、變壓器室、電力電池室等應(yīng)采用貼近用電負荷的布局，以縮短輸配電線路的距離；發(fā)電機房、低壓配電房與電力電池室應(yīng)盡量靠近，減少配電級數(shù)并縮短配電線路；樓層高的機房應(yīng)分層安裝變壓器，面積大的機房應(yīng)在中心位置設(shè)置變壓器，以減少輸配電線路長度。2.選用低損耗的新型輸配電母線及電纜。

表3-2 數(shù)據(jù)中心照明及輸配電線路節(jié)能研究

三）、交、直流不間斷電源系統(tǒng)節(jié)能研究

1. 傳統(tǒng)交流不間斷電源（塔式UPS）系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

當前，數(shù)據(jù)中心主設(shè)備一般要求交流電源輸入，多采用傳統(tǒng)的交流UPS系統(tǒng)供電模式，即：UPS系統(tǒng)將交流市電整流逆變后，為數(shù)據(jù)主設(shè)備提供220/380V的交流不間斷電源。其應(yīng)用現(xiàn)狀總結(jié)如下：

（1）傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)多采用N+1配置，等級較高的數(shù)據(jù)中心機房采用2（N+1）配置。

（2）.部分在網(wǎng)的早期UPS主機采用6脈沖整流，近年來基本都采用12脈沖整流。

（3）為了限制UPS系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波，部分UPS系統(tǒng)配置了有源濾波器。

（4）蓄電池后備時間大多按單機滿載30分鐘配置，有的數(shù)據(jù)中心配置達到了單機滿載1小時。

2. 傳統(tǒng)交流不間斷電源系統(tǒng)存在的問題

隨著數(shù)據(jù)中心高能耗問題的凸顯以及對設(shè)備運行可靠性要求的不斷提高，傳統(tǒng)交流UPS供電模式存在以下一些不足：

（1）采用了冗余并機技術(shù)，無論是N+1還是2（N+1）系統(tǒng)，在正常運行時，UPS主機的負載率均較低，再考慮到系統(tǒng)配置容量較實際偏大，使得系統(tǒng)的負載率更低，未在最佳效率點附近運行，系統(tǒng)損耗較大。

傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的負載率與效率的大致關(guān)系見下圖：

圖3-1 負載率與效率關(guān)系圖

經(jīng)調(diào)查，很多大型數(shù)據(jù)中心機房的UPS系統(tǒng)單機負載率一般在10%至30%之間，大多數(shù)只有20%左右，在發(fā)展過程中的數(shù)據(jù)中心機房UPS單機負載率甚至更低，單機負載率10%不到的也占很大部分。

（2）目前仍有采用6脈沖整流的UPS在網(wǎng)運行，且沒有采取相應(yīng)的諧波處理措施，導(dǎo)致系統(tǒng)額外附加功率損耗大。部分UPS系統(tǒng)雖然配置了諧波過濾器用于諧波治理，但治理后實際運行情況沒有進行相應(yīng)跟蹤，治理效果無法保證。

（3）交流UPS系統(tǒng)的后備蓄電池需經(jīng)過UPS逆變后才能供給負載，一旦UPS本身出故障，仍會造成負載停電。

3.數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)發(fā)展趨勢

（1）模塊化交流不間斷電源系統(tǒng)

為解決傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)由于負載率低導(dǎo)致的系統(tǒng)低效率及難以實現(xiàn)按需擴容等問題，“模塊化”的概念被引入了交流UPS設(shè)計生產(chǎn)領(lǐng)域，出現(xiàn)了模塊化交流UPS系統(tǒng)。一般來說，模塊化UPS系統(tǒng)由機架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、顯示通信模塊以及電池組構(gòu)成，系統(tǒng)組成模式與直流供電系統(tǒng)相似，可以方便實現(xiàn)N+X冗余，可根據(jù)實際負載量來配置合理的電源容量，其系統(tǒng)效率及供電可靠性相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)都得到了提升。

（2）高壓直流不間斷電源系統(tǒng)

直流供電方式早已得到了長期的、大規(guī)模的使用及驗證，該方式將交流市電整流后與蓄電池并聯(lián)，直接為通信設(shè)備提供直流電源，大大提高了供電可靠性和工作效率，諧波小，可以很方便的實現(xiàn)按需擴容。傳統(tǒng)的直流供電系統(tǒng)的電壓等級一般為－48V，大功耗的數(shù)據(jù)中心設(shè)備若采用-48V的供電電壓，會使得配電線路的損耗大大增加，因此需要提高直流供電的電壓等級，于是出現(xiàn)了“高壓直流供電方式”。與傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)比較，高壓直流供電系統(tǒng)的效率更高，系統(tǒng)損耗明顯降低。一般來說，直流電源模塊的效率一般都在93%以上，即使模塊使用率在40%，效率也可以達到92%，而UPS系統(tǒng)的實際滿載效率一般僅為85％以上，不超過90％。同時，高壓直流供電系統(tǒng)還大大提高了不間斷供電系統(tǒng)的可靠性。

4.建議

（1）優(yōu)先考慮在新建以及改造使用年限長、耗電量大、故障率高的傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心采用高壓直流供電系統(tǒng)或模塊化UPS系統(tǒng)。

（2）加強諧波治理。

5.某運營商案例

2010年某運營商先后在5個省建設(shè)了約23套高壓直流系統(tǒng)，用以取代傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)，建設(shè)規(guī)模及平均節(jié)電率情況見下表：

省份 系統(tǒng)數(shù)量(套) 相比傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)的平均節(jié)電率(%)

A 7 20%

B 2 15%

C 6 22%

D 4 12%（普通機房）

3 37%（數(shù)據(jù)中心）

E 1 29%

小結(jié) 23 22%

表3-3 某運營商高壓直流系統(tǒng)建設(shè)情況

四、數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究

1.數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能建議

數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)能耗主要包括制冷機房能耗和空調(diào)末端系統(tǒng)能耗，通過對某運營商多個數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)研及分析，節(jié)能建議如下表：

制冷系統(tǒng) 末端系統(tǒng)

建議 1.小型機樓或單個機房宜采用單元式風(fēng)冷型恒溫恒濕專用空調(diào)；新建大型數(shù)據(jù)中心機樓建議采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調(diào)系統(tǒng)，其冷凍水供回水溫差宜盡量加大。2.冬季可利用水冷機組的室外冷卻塔作為冷源也可積極利用自然冷源。3.機房布局應(yīng)合理，預(yù)留空調(diào)設(shè)備安裝空間，設(shè)備機柜的布置應(yīng)考慮空調(diào)制冷能力，少量高熱密度服務(wù)器可以考慮加裝柜門冷卻等分體式精確送風(fēng)空調(diào)降溫，高密度機架可采用液冷方式，避免出現(xiàn)局部過熱；高低密度設(shè)備宜分區(qū)布局、分區(qū)制冷。4.可考慮配套獨立的節(jié)能加濕裝置，減少專用空調(diào)加濕能耗。5.宜采用變頻或模塊化冷水機組，保證空調(diào)高效運行；可通過變頻技術(shù)提高冷凍泵冷卻泵效率。6.冷水機組電功率超過500kW時，宜采用10kV高壓制冷機組；冷凍泵冷卻泵電功率超過200kW時，宜采用10kV或660V電動機。 1.設(shè)備機房和電池電力室等輔助房間間隔開，主機房采用恒溫恒濕末端，輔助區(qū)域采用普通空調(diào)。2.機柜按照“背對背，面對面”排列，空調(diào)氣流方向與列走線架平行，保證通暢；優(yōu)化冷熱氣流路徑，減少混合。3.可考慮采用封閉冷通道，實現(xiàn)精確送風(fēng)，同時提高機房內(nèi)空調(diào)設(shè)定溫度，降低空調(diào)能耗。4.在有條件的情況下，使用有送、排風(fēng)通道的機柜進行精確下送風(fēng)，自然回風(fēng)或冷通道設(shè)地板風(fēng)口送風(fēng)，管道回風(fēng)的送風(fēng)方式。5.架空地板高度應(yīng)根據(jù)單機架功率大小進行合理規(guī)劃；架空地板下只準通風(fēng)，嚴禁布放線纜；架空地板下樓面和接觸空調(diào)冷風(fēng)的機房墻面建議采用不燃材料制造的隔熱保溫層，防止結(jié)露，減少冷量損失；新建架空地板下送風(fēng)機房前期裝機容量較小時，可考慮地板下做臨時隔斷，控制送風(fēng)空間，減少冷量浪費。6.有條件的老機房還可考慮進行下送風(fēng)上回風(fēng)或精確定點送風(fēng)改造。7.應(yīng)選擇高效風(fēng)機及風(fēng)柜，宜采用變頻裝置，降低能耗。

表4-1數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能建議

2.某運營商空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能案例

2010年該運營商組織了7個省，重點針對部分氣流組織不好、有局部過熱現(xiàn)象的數(shù)據(jù)中心進行了精確送風(fēng)改造，節(jié)能情況如下表：

省份 平均節(jié)電率 投資回收期(月)

a 11% 31

b 15% 18

c 16% 30

d 20% 17

e 15% 24

f 11% 31

g 17% 39

平均值 15% 27

表4-2某運營商數(shù)據(jù)中心精確送風(fēng)改造情況

除此之外，該運營商還先后在多個省份開展了數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)能改造工程，取得良好效果，如：

（1）大型數(shù)據(jù)中心采用集中式冷凍水型恒溫恒濕專用空調(diào),架空地板精確下送風(fēng),管道結(jié)合自然回風(fēng),氣流組織合理，提高空調(diào)系統(tǒng)整體能效比,節(jié)能效果顯著。

（2）合理設(shè)定機房溫濕度，分區(qū)精確供冷,提高效率，達到節(jié)能目的。

（3）部分專用空調(diào)取消加濕功能或配置獨立的加濕裝置，減少空調(diào)加濕能耗。

（4）采用自適應(yīng)控制系統(tǒng),根據(jù)機房負荷變化,自動調(diào)整空調(diào)運行數(shù)量,實現(xiàn)節(jié)能。

（5）改造老數(shù)據(jù)中心機房上送風(fēng)風(fēng)口以達到節(jié)能效果。

五、結(jié)束語

數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗涉及到多個方面，本文通過對國內(nèi)某運營商數(shù)據(jù)中心的實例分析，從電力和空調(diào)兩方面提出了節(jié)能降耗建議，目標是為了更高效的利用能源，建設(shè)節(jié)能環(huán)保的綠色數(shù)據(jù)中心。

參考文獻

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GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，2010-07-01施行

YD/T1051-2010《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》，2010-12-29

YDB037-2009《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》，2009-12-12

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《中國電信數(shù)據(jù)中心機房電源、空調(diào)環(huán)境設(shè)計規(guī)范（暫行）》，2005-12-01施行

篇2

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泰科電子安普布線

引領(lǐng)標準發(fā)展

當前的標準制定驅(qū)動未來的新產(chǎn)品發(fā)展。泰科電子在過去的40多年里參與了眾多全球和區(qū)域的標準組織。實際上,泰科電子是TIA-942數(shù)據(jù)中心標準委員會和EN50173數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施標準的主席單位。泰科電子正努力推動IEEE、ISO/IEC、CENELEC和TIA等標準化組織制訂未來的高速傳輸技術(shù)并在其中繼續(xù)發(fā)揮著重要的領(lǐng)導(dǎo)作用。

關(guān)鍵的環(huán)境和經(jīng)濟效益

客戶利用泰科電子安普布線的產(chǎn)品建設(shè)他們的綠色數(shù)據(jù)中心同時提升其環(huán)境保護的底線。以前信息系統(tǒng)更多關(guān)注設(shè)備級別的兼容性能,今天的重點已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色行動。

泰科電子是率先采用多種綠色行動的公司。今天安普布線產(chǎn)品全面符合減少有害物質(zhì)法案(RoHS) ,符合環(huán)保法規(guī)的MRJ21和MPOPTIMATE。布線系統(tǒng)利用其模塊化設(shè)計和可重復(fù)利用的特點積極促進綠色目標的實現(xiàn),同時大大降低了安裝成本及運行中的維護和變更成本。

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臺達MCISBU總經(jīng)理蔡文蔭博士表示：“全球企業(yè)維運高度仰賴信息設(shè)備，使得數(shù)據(jù)中心成為企業(yè)運營的重要助力。若要確保企業(yè)持續(xù)營運，首先就得讓數(shù)據(jù)中心的可靠度達到最高等級?！?/p>

藉此，臺達于2011年就向業(yè)界隆重推出了其InfraSuite

數(shù)據(jù)中心解決方案，InfraSuite系統(tǒng)，是臺達專為數(shù)據(jù)中心新推出的“網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)（NCPI）”。該架構(gòu)是一個整體的解決方案，具有可擴充性、可管理性、可維護性、高集成度、易于維護、標準化和模塊化的組件中嵌入專業(yè)預(yù)測性維護服務(wù)，通過該服務(wù)可以降低總擁有成本并增加可用性，代表著現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心所需的“行業(yè)最佳”的實踐方案。

眾所周知，在完整可靠的數(shù)據(jù)中心解決方案之中，供配電的核心部件UPS必須具備安全可靠、效率卓越，并且要能依照企業(yè)營運的成長需求擴充容量等特性。而此次臺達全新推出的以模塊架構(gòu)設(shè)計的三相不間斷電源——ModulonDPH，采用標準機柜式模塊設(shè)計，可以根據(jù)功率需求將25kW直接提升到200kW。而DPH支持單一機柜的N+X冗余架構(gòu)，無需另外加裝UPS，所以能大幅降低建置成本和設(shè)備所需空間，并且能隨著企業(yè)業(yè)務(wù)成長彈性增加容量，最大的容量擴充也可通過四臺DPH并機實現(xiàn)。

蔡博士進一步指出：“除了UPS的可靠度與擴充性外，當考慮到運營成本時，能耗一直是最重要的因素。處理能耗的基本方式就是使用節(jié)能設(shè)備?！盌PH是真正在線式雙轉(zhuǎn)換UPS，能為數(shù)據(jù)中心提供關(guān)鍵電源保護并達到卓越電力性能，在業(yè)界領(lǐng)先群雄。在30%負載和50%負載時，DPH的AC-AC整體效率分別為95%和96%，能節(jié)省至少6%的能耗，超越整機效率僅為92％的傳統(tǒng)機型。DPH在發(fā)揮全功率（kVA=kW）時可以達到最大供電容量。相較于輸出功率因數(shù)為0.8和0.9的系統(tǒng)，DPH的功率分別超出25%和11%，同時也省去UPS的降額問題，因此更能節(jié)省建置成本和營運費用。

除此之外，在數(shù)據(jù)中心的整體供配電方案上，DPH也提供了多樣選擇，既可以按照供電容量需求，在單一機柜整合電源分配，亦可以并聯(lián)機柜的配置進行整合，完美結(jié)合電源保護和電源分配，讓數(shù)據(jù)中心的電源管理更上一層樓。

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[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)資源；共享平臺；設(shè)計方案

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.02.246

1 引 言

經(jīng)管實驗中心有管理類、會計類、經(jīng)濟類專業(yè)實訓(xùn)軟件和電子資源供學(xué)生和老師使用學(xué)習(xí)。隨著課程數(shù)量增加，專業(yè)知識難度加大，中心的資源也逐漸豐富。資源涵蓋了商科領(lǐng)域各類軟件數(shù)據(jù)以及電子資源，涉及專業(yè)課程、考研、留學(xué)等方面。實訓(xùn)軟件以及電子資源種類繁多容易導(dǎo)致學(xué)生們難以迅速檢索，無法高效利用等問題，甚至有些資料對學(xué)生幫助很大但是并不為人所知。數(shù)據(jù)資源共享平臺的建立可以對各類軟件進行分類管理，方便學(xué)生查找并利用，使得不同專業(yè)不同目標的學(xué)生可以通過平臺進行學(xué)習(xí)與實踐。

2 可行性分析

2.1 經(jīng)濟可行性分析

經(jīng)濟可行性分析中最重要的內(nèi)容之一就是成本――效益分析。數(shù)據(jù)資源共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)項目要在經(jīng)濟方面評價其是否合理，需要對系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的花費與收益進行權(quán)衡比較。對于該系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)中最主要的成本就是平臺的創(chuàng)建與維護，因此不需要投入大量的經(jīng)費。

2.2 技術(shù)可行性分析

現(xiàn)有技術(shù)完全可以實現(xiàn)平臺開發(fā)與維護，利用現(xiàn)行技術(shù)完全可以在規(guī)定期限內(nèi)完成開發(fā)工作。困難是需要短期內(nèi)完成相關(guān)技術(shù)自學(xué)與應(yīng)用。

2.3 操作可行性分析

操作可行性主要是指后臺管理者的適應(yīng)性，因此界面設(shè)計時要充分考慮管理人員的習(xí)慣，使得操作簡單方便。例如：數(shù)據(jù)錄入迅速、規(guī)范、可靠；統(tǒng)計準確，制表靈活，適應(yīng)力強，容易擴充等。具有實用性、靈活性、開放性、可視性等特點。此外，操作可行性還應(yīng)考慮用戶使用的舒適性。例如：界面布局設(shè)計合理，查詢系統(tǒng)方便快捷，軟件資源豐富等。

通過以上經(jīng)濟、技術(shù)、操作可行性分析可以看出，本數(shù)據(jù)資源共享平臺開發(fā)合理，從多角度考慮都是可行的。通過運行此平臺，能夠使實驗中心的數(shù)據(jù)資源合理化分類，便捷化查找，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)效率。

3 平臺設(shè)計

數(shù)據(jù)資源共享平臺是為學(xué)生提供軟件資源和其他數(shù)據(jù)資源的重要手段，目的是提升學(xué)生的專業(yè)知識和實踐技能。共享平臺可以將繁雜的軟件進行系統(tǒng)的分類，提高數(shù)據(jù)資源的利用率，從而增大多方面效益。該數(shù)據(jù)資源共享平臺總體上分為三大模塊：學(xué)生實踐平臺、教師管理平臺以及綜合數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。教師們可以將教學(xué)用數(shù)據(jù)資源上傳到共享平臺上，后臺管理人員對不同軟件資源進行分類管理，學(xué)生們可以在平臺上下載相應(yīng)的軟件數(shù)據(jù)與電子資源進行學(xué)習(xí)與實踐。

3.1 系統(tǒng)功能

為了加強對數(shù)據(jù)資源共享平臺的管理，可以分為5個模塊：新聞公告、軟件資源、影音資源、資源下載、常用鏈接。學(xué)生可以根據(jù)不同的需求選擇不同模塊的資源進行在線訪問或下載。平臺具有分類匯總的功能，方便學(xué)生查找；并且可以免費下載多種網(wǎng)絡(luò)資源。平臺首頁可參考圖1設(shè)計實現(xiàn)。

3.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

該數(shù)據(jù)資源共享平臺分為兩大模塊：應(yīng)用模塊與管理模塊。

應(yīng)用模塊是為整個用戶提供服務(wù)的各個模塊的總和，包括用戶登錄、在線考試、信息瀏覽、用戶留言、修改密碼、信息查詢等功能。用戶登錄是進入系統(tǒng)的入口，登錄時要經(jīng)過身份驗證，只有在校生、教師、后臺管理員可以登錄。通過賬號和密碼驗證之后，根據(jù)身份的不同，用戶會訪問不同的頁面，使用系統(tǒng)提供與其身份相應(yīng)的各項功能，其他用戶只能瀏覽公開的信息。在線考試模塊面向?qū)ο笾饕菍W(xué)生用戶，指導(dǎo)教把考試題庫或者相應(yīng)的測評軟件上傳到共享平臺，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)做完規(guī)定項目。系統(tǒng)會自動評分并統(tǒng)計成績。在用戶留言模塊中，學(xué)生以及指導(dǎo)教師針對整個系統(tǒng)平臺提出意見與建議，可以通過留言或者私信的形式告知后臺管理者。學(xué)生還可以隨時針對其所學(xué)課程以及專業(yè)相關(guān)只是向其指導(dǎo)教師留言。從而實現(xiàn)學(xué)生、教師以及后臺管理人員三方面的交流。此外，該共享平臺還包括修改密碼、信息查詢等功能，方便廣大在校師生使用。

系統(tǒng)管理模塊用來協(xié)助后臺人員實現(xiàn)對整個平臺的管理，其中包括對系統(tǒng)的維護、測評監(jiān)控、新聞管理、留言管理、用戶管理、系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫備份等。后臺人員可以測評指標體系的動態(tài)維護，管理在線測評的開始以及結(jié)束時間。此外，還需要定期查看系統(tǒng)進展情況，處理異常測評、留言等信息，同時通知有關(guān)部門。

4 技術(shù)路線

實驗中心數(shù)據(jù)資源共享平臺在上述可行性分析、功能模塊設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合實時更新、自動分類、高效管理的目標，以及當下的主流技術(shù)，形成了如圖2所示的技術(shù)路線圖。

4.1 瀏覽器/服務(wù)器模式（Browers/Server）

B/S結(jié)構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。客戶機上只要安裝一個瀏覽器，服務(wù)器安裝SQL Server、Oracle、MYSQL等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過Web Server 同數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。

4.2 PHP技術(shù)

PHP（中文名：“超文本預(yù)處理器”）是一種通用開源腳本語言。語法吸收了C語言、Java和Perl的特點，利于學(xué)習(xí)，使用廣泛，主要適用于Web開發(fā)領(lǐng)域。PHP 獨特的語法混合了C、Java、Perl以及PHP自創(chuàng)的語法。它可以比CGI或者Perl更快速地執(zhí)行動態(tài)網(wǎng)頁。用PHP做出的動態(tài)頁面與其他的編程語言相比，PHP是將程序嵌入到HTML（標準通用標記語言下的一個應(yīng)用）文檔中去執(zhí)行，執(zhí)行效率比完全生成HTML標記的CGI要高許多；PHP還可以執(zhí)行編譯后代碼，編譯可以達到加密和優(yōu)化代碼運行，使代碼運行更快。

4.3 數(shù)據(jù)庫共享技術(shù)

數(shù)據(jù)庫共享技術(shù)體現(xiàn)在教師授課以及學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)等方面。任課老師可以把課程中所需要的軟件或者電子資源發(fā)到共享平臺上，學(xué)生們可以在任何電子設(shè)備上下載并使用。

4.4 數(shù)據(jù)庫挖掘與智能決策

通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，后臺管理人員可以統(tǒng)計軟件數(shù)據(jù)與電子資源的利用率。通過挖掘用戶登錄數(shù)據(jù)、軟件使用情況、數(shù)據(jù)下載記錄和用戶留言等數(shù)據(jù)，不僅為數(shù)據(jù)平臺的有效用途提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，還可為任課老師、學(xué)生、管理人員提供決策依據(jù)，為中心發(fā)展服務(wù)、為實踐教學(xué)發(fā)展服務(wù)、為學(xué)生培養(yǎng)服務(wù)。

5 結(jié) 論

數(shù)據(jù)資源共享平臺的建立可以解決軟件數(shù)據(jù)以及電子資源種類繁多、利用率低的問題。通過平臺的設(shè)計與實現(xiàn)，可以提高學(xué)院實踐課程任課老師的工作效率，便于管理人員統(tǒng)一管理和維護。通過可行性分析、平臺功能模塊設(shè)計、技術(shù)路線的論述，表明資源共享平臺的建立是可行的、有意義的。

參考文獻：

[1]劉軍民.軟件項目開發(fā)實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].大連：大連理工大學(xué)，2009.

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【關(guān)鍵詞】UDC 融合 數(shù)據(jù)中心 分布式架構(gòu)

1 概述

縱觀電信運營商近幾年的網(wǎng)絡(luò)演進趨勢，各大電信運營商正逐步向全業(yè)務(wù)縱深發(fā)展，在PSTN、GSM網(wǎng)絡(luò)、IP寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，涌現(xiàn)了3G、TD、WLAN和IMS等新興網(wǎng)絡(luò)，并產(chǎn)生了一系列的新業(yè)務(wù)。這些新網(wǎng)絡(luò)、新業(yè)務(wù)的發(fā)展，必將引起單用戶數(shù)據(jù)量、用戶數(shù)據(jù)的屬性、用戶數(shù)據(jù)總量的突增。受限于早期的技術(shù)水平和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電信運營商不同網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)據(jù)一直被分別存儲在不同的實體中，對每種新興網(wǎng)絡(luò)均設(shè)置了專用的用戶數(shù)據(jù)中心。這種相互獨立的用戶數(shù)據(jù)儲存會導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)不統(tǒng)一且難以管理，為種類繁多的業(yè)務(wù)發(fā)展帶來一系列挑戰(zhàn)，從而進一步增加了電信運營商的資本支出（CAPEX）和運營支出（OPEX）。

為了解決網(wǎng)絡(luò)中用戶數(shù)據(jù)分散、訪問接口多、數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)不一致等問題，用戶數(shù)據(jù)融合（UDC，User Data Convergence）作為用戶數(shù)據(jù)管理（SDM，Subscriber Data Management）的替代技術(shù)逐漸被各大運營商們所公認，并進行部署及應(yīng)用。

2 UDC技術(shù)介紹

UDC定義為對同一用戶的多個異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的多個業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲和訪問服務(wù)，是用戶數(shù)據(jù)管理方面的主流發(fā)展趨勢，對用戶數(shù)據(jù)管理平臺進行了深層次的架構(gòu)上的變革。

用戶數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵機制是將用戶數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)處理邏輯分離開來。后端用戶數(shù)據(jù)庫通過統(tǒng)一、可擴展的數(shù)據(jù)模型，提供基于用戶各種數(shù)據(jù)的存儲和訪問；而前端負責(zé)處理來自服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)的信令邏輯、業(yè)務(wù)請求等。

用戶數(shù)據(jù)融合可能包括與特定用戶相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如用戶特定業(yè)務(wù)邏輯、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等；還可能包括用戶終端上的用戶數(shù)據(jù)，如個人通信錄等。同時，用戶數(shù)據(jù)融合的部署方案應(yīng)該具備平滑演進、融合未來可能出現(xiàn)的用戶數(shù)據(jù)的能力。

UDC架構(gòu)很好地順應(yīng)了運營商對降低CAPEX/OPEX、高效運營的需求。融合的用戶數(shù)據(jù)庫可以數(shù)據(jù)中心的形式在各個運營商網(wǎng)絡(luò)集中部署，前端靠近運營商網(wǎng)絡(luò)的信令轉(zhuǎn)接點，處理用戶業(yè)務(wù)邏輯。

3 融合用戶數(shù)據(jù)中心部署方案

3.1 分布式HLR系統(tǒng)架構(gòu)

UDC在作HLR使用時稱為分布式HLR，與集中式HLR的主要區(qū)別在于信令處理設(shè)備和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的分離。UDC主要由以下三部分組成：

（1）前端設(shè)備（FE）

核心處理模塊：負責(zé)MAP、Diameter等信令消息的高層協(xié)議處理功能；

信令模塊：負責(zé)MAP等七號信令以及LTE HSS的Diameter等信令消息的底層協(xié)議處理功能；

E1中繼模塊：用于直聯(lián)、準直聯(lián)TDM七號信令鏈路接口；

IP模塊：用于IP信令及Diameter信令的接口，連接IP承載網(wǎng)絡(luò)。

（2）后端設(shè)備（BE）

AUC功能模塊：生成用戶鑒權(quán)數(shù)據(jù)等；

中央數(shù)據(jù)庫：存儲用戶數(shù)據(jù)，包括用戶簽約信息等。

（3）其它公共設(shè)備

交換矩陣：TDM交換總線、數(shù)據(jù)交換總線；

同步：時鐘同步、時間同步；

此外，還有BOSS接口、網(wǎng)管接口、輸入輸出設(shè)備（I/O設(shè)備）、維護終端等。

分布式HLR的技術(shù)本質(zhì)是用分布式軟件系統(tǒng)提供全面的HLR/AUC功能。除了滿足集中式HLR的各種技術(shù)要求之外，分布式HLR系統(tǒng)整體還具備以下技術(shù)特性：

（1）自身是一個由多種具有不同功能的設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，其中設(shè)備可以異地分布設(shè)置；

（2）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部設(shè)備通信全部通過IP網(wǎng)絡(luò)承載；

（3）自身具備地理容災(zāi)能力；

（4）具備大容量用戶數(shù)據(jù)存儲能力，并提供統(tǒng)一的用戶數(shù)據(jù)管理；

（5）具備與大容量用戶數(shù)據(jù)存儲相匹配的業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)管理性能；

（6）存儲容量、用戶數(shù)據(jù)內(nèi)容、業(yè)務(wù)處理能力及處理邏輯可以獨立靈活在線擴展。

3.2 分布式HLR部署方案

分布式HLR的BE設(shè)備負責(zé)存儲用戶數(shù)據(jù)，F(xiàn)E設(shè)備負責(zé)信令處理。FE和BE可以同局址放置，也可以分離放置。當采取同局址放置方式時，F(xiàn)E和BE間的信令消息可通過機房內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接；當采取分離放置方式時，F(xiàn)E和BE間的信令消息可通過IP承載網(wǎng)絡(luò)或IP專線方式進行連接。

從部署方式來看，分布式HLR的BE設(shè)備應(yīng)集中設(shè)置，減少網(wǎng)元數(shù)量，降低運營商的CAPEX/OPEX。各本地網(wǎng)可以通過設(shè)置返拉終端的方式，管理存放在BE中的本地用戶數(shù)據(jù)。FE可采取與BE集中放置或分散各本地網(wǎng)設(shè)置。一般而言，BE和FE分離設(shè)置沒有明顯意義，還可能帶來安全隱患和路由迂回，建議FE和BE同本地網(wǎng)放置。

分布式HLR部署方案如圖1所示：

同時，針對未來電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合趨勢，現(xiàn)階段在部署B(yǎng)E時，可考慮與IDC機房局址的融合。

3.3 分布式HLR承載方式

分布式HLR的承載方式主要是指FE與BE的數(shù)據(jù)訪問、BE與BE之間的數(shù)據(jù)同步。分布式HLR設(shè)備應(yīng)基于IP承載方式進行通信，F(xiàn)E與BE、BE與BE之間可以通過IP專線方式進行連接，也可通過運營商內(nèi)部專用的IP承載網(wǎng)絡(luò)進行連接。

考慮到MAP信令對于時延有較高要求，F(xiàn)E與BE之間若通過運營商內(nèi)部專用的IP承載網(wǎng)絡(luò)進行連接，IP承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有完善的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及接入的便利性、靈活性。IP承載網(wǎng)絡(luò)的QoS必須滿足MAP信令傳送的需求。

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【關(guān)鍵詞】電信數(shù)據(jù)平臺 Lambda架構(gòu) 離線批處理 實時計算

1 引言

電信數(shù)據(jù)平臺承載著電信網(wǎng)中各類用戶數(shù)據(jù)的收集過濾，存儲聚合，分析挖掘等功能，為企業(yè)對于用戶的各種決策提供一定數(shù)據(jù)支撐。同時，電信數(shù)據(jù)平臺也通過收集相關(guān)的信令數(shù)據(jù)，監(jiān)控電信網(wǎng)的實際運行情況，是企業(yè)的核心系統(tǒng)之一。

傳統(tǒng)電信數(shù)據(jù)平臺由數(shù)據(jù)倉庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集端收集各種信息，如用戶狀態(tài)，用戶位置，終端日志，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等一系列異構(gòu)的數(shù)據(jù)信息，并統(tǒng)一匯總到數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫中存儲有全量信息，通過運行各種ETL程序，將龐大的數(shù)據(jù)倉庫的信息分門別類轉(zhuǎn)移到例如Oracle，DB2，Sybase等各類關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的各個表中。數(shù)據(jù)分析人員一般通過類似于商業(yè)智能的平臺，通過撰寫SQL語句，提取關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中的有用數(shù)據(jù)，來簡單的分析各類問題。傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)平臺，具有集中式，造價昂貴，部署和運維復(fù)雜等特點。在相當長一段時期內(nèi)，由于單位時間生成的數(shù)據(jù)規(guī)模沒有顯著增加，沒有到達數(shù)據(jù)庫的使用瓶頸，傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)平臺可以較好的應(yīng)對各種需求。但隨著單位時間內(nèi)，采集端生成的數(shù)據(jù)飛速膨脹，每天生成數(shù)十億乃至上百億的各類異構(gòu)數(shù)據(jù)需要存儲和分析，傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)平臺逐漸暴露了其不足之處。

傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)平臺組織方案有以下兩個方面的不足需要改進。首先是對于海量數(shù)據(jù)存儲和查詢較為困難。中心型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫難以承受較高的用戶查詢負載，并且關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的成本開銷較為昂貴，并不支持簡單的線性擴展，若采用數(shù)據(jù)庫分庫和分表等輔助手段，則整個數(shù)據(jù)平臺的復(fù)雜性有較大提升并且難以維護，所以傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)平臺不能應(yīng)對海量數(shù)據(jù)的存儲和查詢。第二點不足是實時性不足。一般而言，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建就需要很長的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)倉庫經(jīng)ETL程序歸并到各類數(shù)據(jù)庫同樣耗時巨大且有很多冗余的處理，同時批處理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)的延時在小時級別以上，隨著越來越多數(shù)據(jù)采集端的部署，數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度越來越快，規(guī)模越來越大，實時對數(shù)據(jù)進行分析，并把結(jié)果進行可視化，對于實時監(jiān)控的需求越來越重要，傳統(tǒng)的電信數(shù)據(jù)平臺延時較大，不能夠適應(yīng)數(shù)據(jù)實時性的要求。

針對以上分析的不足，本文提出一種基于Lambda架構(gòu)的電信數(shù)據(jù)平臺解決方案。Lambda架構(gòu)，是Nathan Marz提出的一個實時大數(shù)據(jù)處理框架，具備高吞吐量和低延時的特點。本文結(jié)合Lambda架構(gòu)，闡述了新型電信數(shù)據(jù)平臺的基本構(gòu)成和各層的職責(zé)，同時也具體介紹了各層使用的互聯(lián)網(wǎng)開源大數(shù)據(jù)項目，描述了整個工作流程和數(shù)據(jù)流向，體現(xiàn)了新型電信數(shù)據(jù)平臺具備的高吞吐量，低延時，高容錯性的特點，解決了傳統(tǒng)電信數(shù)據(jù)平臺難以應(yīng)對海量數(shù)據(jù)存儲和查詢，以及不能實時分析的不足。為電信網(wǎng)各數(shù)據(jù)平臺在新需求下的轉(zhuǎn)型提供了一個良好的嘗試。

2 相關(guān)技術(shù)介紹

2.1 Lambda架構(gòu)

Lambda架構(gòu)是由Nathan Marz提出的一種大數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，結(jié)合了批處理計算和實時計算的特點，融合了不可變性，讀寫分離和復(fù)雜性隔離等一系列架構(gòu)原則，具備高容錯、低延時和可擴展等特點。一般分為批處理層，服務(wù)層和速度層，如圖1所示。

批處理層對全量數(shù)據(jù)進行迭代計算，全量數(shù)據(jù)可以認為是一個不可變的持續(xù)增長的數(shù)據(jù)集。批處理層對于全量數(shù)據(jù)進行批處理計算，得到批處理視圖，存儲到服務(wù)層。服務(wù)層可以根據(jù)查詢條件，對批處理視圖的結(jié)果進行再次合并等處理。批處理層通過定時的重復(fù)批處理視圖的更新，可以保證數(shù)據(jù)的高容錯性，但是計算時間一般較長，延時較大，適用于全局規(guī)模的分析和預(yù)計算。批處理層一般由大數(shù)據(jù)批處理框架來實現(xiàn)。

服務(wù)層的任務(wù)是對于用戶查詢提供支持。它根據(jù)查詢條件，隨機訪問視圖，組合批處理視圖和實時視圖的結(jié)果，最終反饋給用戶。服務(wù)層一般由NoSql數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，但是為了降低復(fù)雜性，不允許對視圖結(jié)果進行隨機寫操作，僅提供對于批處理視圖和實時視圖的加載和隨機讀取操作。

速度層負責(zé)實時計算增量數(shù)據(jù)。由于批處理計算比較耗時，隨時而來的實時增量數(shù)據(jù)等不到有效計算，通過引入速度層解決這一問題。速度層只處理最近的數(shù)據(jù)，采用快速，增量的算法，通過實時計算，維護較小規(guī)模的實時視圖，是對批處理視圖更新是較高延時的一種補充。同時，由于全量數(shù)據(jù)計算的準確性，允許批處理視圖最終覆蓋實時視圖。速度層一般由消息系統(tǒng)隨時拉取新增的數(shù)據(jù)，并通過實時流式計算框架完成實時視圖的生成。

2.2 Hadoop

Hadoop是一個處理海量數(shù)據(jù)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)。Hadoop 2.0架構(gòu)由HDFS，YARN和MapReduce構(gòu)成。HDFS是Hadoop中的分布式文件系統(tǒng)，它將海量數(shù)據(jù)存儲于DataNode中，由NameNode維護各DataNode的元數(shù)據(jù)信息。YARN是Hadoop中的資源管理系統(tǒng)，監(jiān)控每個節(jié)點，并協(xié)調(diào)MapReduce任務(wù)的分配。MapReduce是Hadoop中分布式數(shù)據(jù)處理框架，它將數(shù)據(jù)處理分為兩個階段，即Map和Reduce兩個階段，提供批處理并行計算的框架。對于Map階段，對輸入數(shù)據(jù)應(yīng)用Map Function，執(zhí)行結(jié)果為Key和Value的元組，相同Key的元組通過執(zhí)行Reduce Function進行合并，最終生成結(jié)果。Hadoop有很豐富的其他組件支持各種需求的分析，如Pig，Hive，Impala等，這些高級工具可以自動將高級原語翻譯為MapReduce任務(wù)執(zhí)行，有更好的使用體驗。本文，Hadoop作為Lambda架構(gòu)中批處理層實現(xiàn)，全量數(shù)據(jù)存儲在HDFS上，應(yīng)用MapReduce計算，生成批處理視圖。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合Nathan Marz提出的Lambda架構(gòu)和電信數(shù)據(jù)的特點，提出了基于Lambda架構(gòu)的電信數(shù)據(jù)平臺解決方案。本方案既可以通過全量數(shù)據(jù)的定期迭代計算，離線分析電信網(wǎng)收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，生成批量視圖，同時也可以通過流式計算框架，對增量數(shù)據(jù)進行實時分析，生成增量視圖。同時，將批量視圖和增量視圖聚合，一起組合為查詢服務(wù)，使得平臺既有實時系統(tǒng)的吞吐量，有具備離線系統(tǒng)的完備性。

參考文I

[1]Marz N，Warren J.Big Data：Principles and best practices of scalable realtime data systems[M].Manning，2015.

[2]Chaudhri A B."Next Gen Hadoop：Gather around the campfire and I will tell you a good YARN"[J].

[3]Yang W，Liu X，Zhang L，et al.Big Data Real-Time Processing Based on Storm[J].2013，8（01）：1784-1787.

篇7

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)中心機房智能化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用

本文以我市某一數(shù)據(jù)中心機房智能化系統(tǒng)工程為例，闡述機房智能化系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用。

一、數(shù)據(jù)中心機房智能化系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

1.1綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)是一種物理星形拓撲結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中擁有較多的子系統(tǒng)，任何子系統(tǒng)均可以獨立進入綜合布線系統(tǒng)，并且，改變其中任一個子系統(tǒng)，均不會對其他子系統(tǒng)造成影響，因此，當數(shù)據(jù)中心機房增設(shè)新設(shè)備時，綜合布線系統(tǒng)不需要有較大的變動。

該數(shù)據(jù)中心機房智能化系統(tǒng)的綜合布線方案為采用光纖結(jié)合六類UTP布線，根據(jù)每個機房的需求，建立獨立又統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)布線。每個機房擁有自己獨立的外網(wǎng)區(qū)、內(nèi)網(wǎng)區(qū)及存儲區(qū)，其中，內(nèi)網(wǎng)還設(shè)立有小機區(qū)、網(wǎng)絡(luò)布線區(qū)及PC服務(wù)器區(qū)。與內(nèi)網(wǎng)區(qū)一樣，外網(wǎng)區(qū)和存儲區(qū)均有自己獨立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

1.2門禁系統(tǒng)

根據(jù)每個機房的特點及要求，門禁系統(tǒng)用于控制重點機房及主要通道。主要通道允許機房管理者進出，外來閑雜人員不能擅自進出，而重點機房只允許工作人員出入，其他一切閑雜人員不得進入。門禁系統(tǒng)通過感應(yīng)式讀卡器施行，持卡者進出時需將讀卡器靠近讀卡機，若是合法卡則電鎖會自動打開，若是非法卡則禁止相關(guān)人員訪問。若暴力或其他非正常方式開門時，門禁系統(tǒng)會自動輸出報警信號，并傳至控制中西報警。該數(shù)據(jù)中心機房的門禁系統(tǒng)主要有以下功能：實時圖文信息功能、時段管理功能、通道管理功能、開門管理功能、警報管理功能、卡片管理功能、實時監(jiān)控功能、記錄存貯功能、數(shù)據(jù)同步及自檢功能、聯(lián)動控制功能以及消防聯(lián)動功能[1]。

1.3電視監(jiān)控及報警系統(tǒng)

該數(shù)據(jù)中心機房共有6個機房，整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此設(shè)計一套安全防范體系極為重要。電視監(jiān)控系統(tǒng)常設(shè)置在機房各層的主要通道、走廊、房間和出入口，并根據(jù)環(huán)境的不同配備相應(yīng)的終端監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)功能主要包括：①攝像頭及入侵探測器監(jiān)控各個機房出入口，一旦發(fā)現(xiàn)非法侵入，系統(tǒng)自動按照預(yù)設(shè)方式報警；②電視監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字矩陣結(jié)合動態(tài)錄像，將錄像資料保存至硬盤；③將視頻圖像及報警信號同時接入監(jiān)控室，實現(xiàn)圖像顯示；④采用16路視頻信號大屏顯示器，可同時呈現(xiàn)全部監(jiān)控畫面，也可切換16路監(jiān)控畫面[2]。

報警系統(tǒng)與機房電視監(jiān)控系統(tǒng)相互獨立又相互連接。以某一報警信號為例，出現(xiàn)異常情況時，報警信號經(jīng)線路傳送至報警主機，同時送至電視監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)一旦監(jiān)測到圖像畫面異常，通過自身內(nèi)部軟件判斷自動啟動錄像功能，與此同時，可在監(jiān)控大屏幕上顯示細致的監(jiān)控畫面。

1.4KVM管理系統(tǒng)

KVM管理系統(tǒng)可實現(xiàn)IP用戶控制整個機房系統(tǒng)內(nèi)PC服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及小型機等。KVM管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，監(jiān)控中心可通過TCP/IP服務(wù)，對機房所有連接至系統(tǒng)的服務(wù)器進行統(tǒng)一管理。各個機房都有獨立的KVM管理系統(tǒng)，每個KVM管理系統(tǒng)相互獨立，可以完成對各自機房設(shè)備的操作管理。

1.5環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)

機房中放置較多的精密儀器及設(shè)備，建立環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)可確保設(shè)備的安全運行，同時有助于實時監(jiān)控機房內(nèi)環(huán)境變化情況。

二、數(shù)據(jù)中心機房智能化系統(tǒng)總功能

數(shù)據(jù)中心機房擁有一個總的智能化系統(tǒng)，各個機房又有獨立的子系統(tǒng)，各個機房的監(jiān)控最終集中于總監(jiān)控中心。為了實現(xiàn)上述機房的功能，且考慮到安全可靠性，采用CM-DESK集中監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)檢測、自動報警、系統(tǒng)管理、日志及報表管理、歷史曲線查詢、網(wǎng)絡(luò)化及可擴展等功能，通過這些功能將各機房子系統(tǒng)集成在這個統(tǒng)一的平臺上，實現(xiàn)一體化、數(shù)據(jù)共享的操作應(yīng)用，該集中監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)控各智能設(shè)備運行狀態(tài)，報警、存儲和處理故障，實現(xiàn)各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流通，該集中監(jiān)控系統(tǒng)故障自檢、自動恢復(fù)功能及專家會診功能能夠減輕機房維護人員負擔，最終在提高機房智能化系統(tǒng)可靠性的同時，提高了機房運行效率。

三、結(jié)語

不同于其他建筑的智能化設(shè)計，機房的智能化系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用更具有專業(yè)性，本文中該數(shù)據(jù)中心機房智能化系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用融合了當前科技新技術(shù)，采用了較為先進的設(shè)備，為其它機房建設(shè)提供了參考，有極大的指導(dǎo)意義。

參考文獻

篇8

據(jù)統(tǒng)計,目前,50%的數(shù)據(jù)中心在供電與制冷方面明顯難以滿足需要,刀片服務(wù)器的大量應(yīng)用使這種現(xiàn)象更為普遍:一方面,數(shù)據(jù)中心的電力供給已經(jīng)不足,另一方面,制冷有可能還導(dǎo)致大量的能源浪費。

傳統(tǒng)的大型制冷系統(tǒng)解決機房中局部熱點的方法是對整個機房進行制冷,機房整體的溫度降到符合標準的水平,設(shè)備的溫度也在安全范圍之內(nèi),可以保證設(shè)備安全、穩(wěn)定運行。但是,由于機房中設(shè)備密度不同,如果盲目給整個機房降溫,會造成過度制冷,這樣就浪費了電力資源,并因此增加額外支出。

供電規(guī)劃

電力供應(yīng)規(guī)劃

數(shù)據(jù)中心的電力供應(yīng)規(guī)劃應(yīng)在滿足目前使用供電容量要求的同時充分考慮遠期業(yè)務(wù)發(fā)展的擴容需求。條件允許時應(yīng)當采用雙路不同變電站高壓市電配置自備發(fā)電機供電的方式,每路高壓市電電源、發(fā)電機備用電源均應(yīng)能夠承擔數(shù)據(jù)中心內(nèi)的全部負荷。

數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分考慮分期建設(shè)或后期逐步進行內(nèi)部改造的特點,在設(shè)計時應(yīng)考慮分步實施的可行性,避免后期施工對前期投產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

應(yīng)急電源

為保證市電中斷時,關(guān)鍵設(shè)備的供電不中斷,數(shù)據(jù)中心應(yīng)自備發(fā)電機作為備用電源。自備發(fā)電機設(shè)備容量、數(shù)量應(yīng)按實際負載量及種類計算配置,同時還要考慮預(yù)留柴油發(fā)電機組未來擴容所需要的負荷。

低壓配電系統(tǒng)

為了滿足數(shù)據(jù)中心對供電系統(tǒng)的高可靠性要求,應(yīng)采取必要的技術(shù)措施消除可能出現(xiàn)在UPS本身及輸出端的各種故障隱患。行之有效的辦法就是配置UPS“雙總線輸出”配送電系統(tǒng)。在變壓器容量配置上還應(yīng)考慮變壓器負載100%冗余熱備份,有條件時應(yīng)考慮獨立設(shè)置UPS專用變壓器,同時考慮低壓系統(tǒng)未來擴容的可能性。

考慮到經(jīng)濟性,系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計應(yīng)根據(jù)用電安全等級的不同合理配置UPS系統(tǒng)。先期應(yīng)當考慮經(jīng)濟合理的冗余方式,后期根據(jù)實際需要最高可升級到2N并機雙母線冗余(或更高安全等級)方式。

空調(diào)系統(tǒng)的供電應(yīng)當采用獨立雙回路配電系統(tǒng),同一區(qū)域內(nèi)空調(diào)設(shè)備采用分組供電方式,避免大面積同時供電中斷情況的發(fā)生,保證空調(diào)設(shè)備全年365天×24小時運轉(zhuǎn)。

防雷接地

數(shù)據(jù)中心雷電防護應(yīng)當符合《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計規(guī)范》A級標準要求,應(yīng)當具有完備的建筑避雷及引雷裝置。良好的防雷接地可以使建筑免受雷電威脅,同時應(yīng)進一步采取必要措施(如接地、室外控雷技術(shù)等),避免因雷電引發(fā)對IT 系統(tǒng)的二次破壞或干擾。

在變配電室低壓母線上安裝設(shè)置一級電涌保護器(SPD),UPS輸入配電柜、UPS輸出總柜、數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)配電總柜應(yīng)安裝二級電涌保護器,PDU內(nèi)應(yīng)安裝三級電涌保護器,所有其他與室外有關(guān)的配電設(shè)備和線路均應(yīng)安裝一級電涌保護器。

計算機系統(tǒng)接地要求采用共用接地系統(tǒng)。若有特殊要求時可留有安全保護地、防靜電接地、交流工作地(零線接地)、直流邏輯地以及防雷接地端子。接地裝置的設(shè)計應(yīng)滿足接地電阻值小于1歐姆的要求。

制冷規(guī)劃

數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)系統(tǒng)的目標是保證數(shù)據(jù)中心機房環(huán)境的溫度、濕度和潔凈度符合相關(guān)規(guī)范標準要求,為數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備提供一個可靠的運行環(huán)境,保證設(shè)備不間斷地安全運行,同時保證數(shù)據(jù)中心機房的正壓,防止外界未經(jīng)處理的空氣或有害氣體的滲入、煙或混合物滯留數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)部等問題,還要滿足數(shù)據(jù)中心工作人員日常辦公的要求。

制冷的根本目的是把IT機架產(chǎn)生的熱量有效地帶走。傳統(tǒng)的針對機房的空調(diào)設(shè)備可以很好地保證均勻分布、低密度設(shè)備的散熱,但也正是這種設(shè)計決定了其無法將當前高密度應(yīng)用所產(chǎn)生的熱空氣徹底排出室外。氣流組織的設(shè)計比制冷設(shè)備的選用更重要。為了解決高密度機架的制冷問題,采用機架制冷方案效果更好,可降低風(fēng)扇運行功率,可防止冷、熱氣混合。

冷源、末端及管路配置

采用集中冷源時,如果存在分階段增容的可能性,則在主管路上應(yīng)考慮不停機泄水情況下增容施工的相應(yīng)措施。采用集中冷源時,在數(shù)據(jù)中心機房內(nèi),冷凍水管道應(yīng)采用環(huán)狀管網(wǎng),并且應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)冗余能力設(shè)置分段閥門便于檢修和增容。

當數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)系統(tǒng)冷源采用集中冷源且管網(wǎng)投入運行后,除原設(shè)計已考慮預(yù)留的集中冷源、系統(tǒng)管網(wǎng)、末端裝置的增容容量外,超出部分的增容應(yīng)采用分散冷源的方式。系統(tǒng)應(yīng)當考慮冗余設(shè)計,根據(jù)冷源、末端裝置的具體情況采用不少于N+1的設(shè)備備用方式。數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)機組的冷源及冷卻方式一般可分為風(fēng)冷、水冷、雙冷源機組等,一般采用大風(fēng)量小焓差設(shè)計,根據(jù)需要配置電加濕器和電加熱器。

氣流組織

數(shù)據(jù)中心機房一般采用地板下送風(fēng)、上部回風(fēng)的氣流組織方式,其送風(fēng)通道和回風(fēng)通道均可在需要的位置開設(shè)風(fēng)口。對于下送風(fēng)方式一般采用架空地板作為送風(fēng)靜壓箱,架空地板的高度應(yīng)根據(jù)負荷密度和數(shù)據(jù)中心機房面積綜合確定。

地板送風(fēng)口數(shù)量應(yīng)能夠保障每個服務(wù)器機架有足夠的冷卻風(fēng)量。送風(fēng)口位置應(yīng)設(shè)置在服務(wù)器機架進風(fēng)處。地板送風(fēng)口風(fēng)速應(yīng)達到1.5~3.0米/秒。按相關(guān)規(guī)定,送風(fēng)溫差應(yīng)控制在6℃~10℃。

新風(fēng)、消防排煙

應(yīng)當分別考慮數(shù)據(jù)中心各區(qū)域的潔凈度要求,維持數(shù)據(jù)中心機房的正壓,合理配置數(shù)據(jù)中心機房的新風(fēng)系統(tǒng)。應(yīng)當按照相應(yīng)的消防規(guī)范考慮數(shù)據(jù)中心機房的防排煙系統(tǒng)和事故通風(fēng)系統(tǒng),根據(jù)規(guī)范設(shè)置相應(yīng)的排煙分區(qū)和配置相應(yīng)的防火閥。

當采用氣體滅火系統(tǒng)時,應(yīng)在進出數(shù)據(jù)中心機房的風(fēng)管上設(shè)置氣體消防動作啟動時能夠自動關(guān)閉的隔斷風(fēng)閥。在外墻或適當?shù)母魤μ帒?yīng)當設(shè)置能夠防止圍護結(jié)構(gòu)因氣體釋放導(dǎo)致超壓破壞的泄壓裝置。

對于高密度數(shù)據(jù)中心在機房設(shè)施的制冷與供電環(huán)節(jié),APC明確提出幾點建議。

1.為數(shù)據(jù)中心指定高于實際需要的高密度將會不必要地減少 IT 設(shè)備的可用空間。有效地規(guī)劃密度,只在需要時才部署高密度供電和制冷系統(tǒng),這兩點是至關(guān)重要的。

2.最好的方法是按照行或區(qū)域安裝供電和制冷設(shè)備,在該行或區(qū)域的工作生命周期內(nèi)不再對其進行變更或重新配置。人為錯誤是造成數(shù)據(jù)中心故障的主要原因,而對運行中的設(shè)備進行調(diào)整是造成停機的主要因素。

篇9

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；虛擬化；桌面云；存儲

為進一步擴大優(yōu)質(zhì)資源，做優(yōu)、做強蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院，市委、市政府明確在我院平江分院現(xiàn)有地塊東面新增100畝建設(shè)用地，從而實現(xiàn)了我院主體遷建的發(fā)展思路，并作為市政府實事工程。遷建后的新院占地約200畝，規(guī)劃床位3000張。借此遷建之際，醫(yī)院的信息化水平也將大步提升，從數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)開始進行總體規(guī)劃、分步實施，以建成高標準的數(shù)字化、智能型醫(yī)院。

1數(shù)據(jù)中心機房總體設(shè)計

1.1需求分析 新院的數(shù)據(jù)中心機房未來將承擔起新老兩個院區(qū)的所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，新院區(qū)的建設(shè)將分為兩期進行，即將結(jié)束的一期工程涵蓋：門急診、醫(yī)技、住院，總面積約20萬平方米，1200張床位，數(shù)據(jù)中心機房位于主樓之中。根據(jù)新院的總體思路、建設(shè)步驟、功能分布從而確定了數(shù)據(jù)中心機房的總體規(guī)劃、分布實施的總體要求。具體需求如下：

1.1.1兩地三中心 新老兩個院區(qū)都有數(shù)據(jù)中心機房，目前數(shù)據(jù)中心機房位于老院，并且在不同建筑體有一個異地的災(zāi)備機房。接下來數(shù)據(jù)中心機主機房將遷于新院一期工程的主樓內(nèi)，同時在未來的二期工程內(nèi)將考慮一個容災(zāi)機房，老院將逐步建設(shè)成為一個異地災(zāi)備機房，三個地方將做到數(shù)據(jù)同步、互為災(zāi)備。

1.1.2核心業(yè)務(wù)不停機 醫(yī)院業(yè)務(wù)7d 24h不間斷運行，各個環(huán)節(jié)都離不開信息系統(tǒng)的支持，系統(tǒng)的停頓、宕機將會造成不可估量的損失。所以無論是硬件故障、系統(tǒng)維護、升級、擴容都要保證核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)不停機。

1.1.3虛擬化 醫(yī)院的業(yè)務(wù)系統(tǒng)越來越多，除傳統(tǒng)的HIS、LIS、PACS、EMR外還有手術(shù)麻醉、心電網(wǎng)絡(luò)、病理、HRP、體檢、OA等大大小小幾十個系統(tǒng)。各個異構(gòu)信息系統(tǒng)都對服務(wù)器配置提出了要求，如果為這么多系統(tǒng)按傳統(tǒng)方式分配物理服務(wù)器，這樣不但不利于后期系統(tǒng)的擴展，更不利于后期硬件的運維，還有就是在有限的機房面積下不可能無限的擴展服務(wù)器，這就要求設(shè)計時考慮虛擬化，搭建醫(yī)療云數(shù)據(jù)中心。

1.1.4系統(tǒng)安全，隨性信息化的不斷發(fā)展，各種類型的終端（電腦、手機、平板、PDA、醫(yī)療設(shè)備）都能通過無線連接到醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)，這樣對醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險就不光有外網(wǎng)的終端，還有院內(nèi)幾千臺終端的潛在威脅。這就要求數(shù)據(jù)中心機房及網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計能夠避免各類威脅，保證核心系統(tǒng)安全、順暢的運行。

1.2設(shè)計思路 數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)堅持以需求為導(dǎo)向，以應(yīng)用為核心，站在整體規(guī)劃的高度。依據(jù)以下幾大原則。

1.2.1統(tǒng)一標準、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一管理原則。數(shù)據(jù)中心平臺采用開放式架構(gòu)，選用標準化的接口和協(xié)議，考慮今后網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器發(fā)展的可擴容、可升級。

1.2.2先進性原則。在滿足功能的前提下，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計在今后一段時間內(nèi)保持一定的先進性?；A(chǔ)架構(gòu)云建設(shè)是一個逐步完善、分步實施的過程，要按照高起點、高標準進行系統(tǒng)設(shè)計，采用最穩(wěn)定、先進的技術(shù)和架構(gòu)，保證系統(tǒng)建設(shè)的整體可延續(xù)性。

1.1.3安全性與穩(wěn)定性原則。采用多種技術(shù)手段保證系統(tǒng)7d 24h穩(wěn)定工作，核心服務(wù)器采用雙機熱備的結(jié)構(gòu)。

1.1.4可擴展性原則。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計留存充分的余地，是分布式系統(tǒng)，以方便需要時能進行擴充，避免造成不必要的浪費。

1.3總體設(shè)計方案 總體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)采用三層架構(gòu)，核心應(yīng)用采用實體機架服務(wù)器做雙機熱備，其他應(yīng)用采用虛擬化集群，同時部署一套桌面云統(tǒng)一管理所有門診醫(yī)生站。

2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

新院大樓的網(wǎng)絡(luò)分為三套，分別是內(nèi)網(wǎng)（醫(yī)療業(yè)務(wù)，包括無線WIFI）、外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)（視頻監(jiān)控、建筑設(shè)備監(jiān)控）。三套網(wǎng)絡(luò)物理隔離保證醫(yī)院業(yè)務(wù)的安全和穩(wěn)定運行。

2.1內(nèi)網(wǎng) 內(nèi)網(wǎng)承載著整個醫(yī)院的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，建設(shè)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即核心層、匯聚層和接入層，萬兆主干，千兆到桌面，關(guān)鍵部位采用冗余架構(gòu)，核心交換機和匯聚交換機雙備份。

核心層，提供高速的三層交換骨干，各功能區(qū)的VLAN間的路由，安全訪問策略。

匯聚層，根據(jù)新大樓的功能區(qū)域不同，分為門急診匯聚、醫(yī)技匯聚、住院匯聚。作為接入與核心層的分界，可完成對功能區(qū)域接入設(shè)備的匯聚，可完成功能區(qū)域內(nèi)、功能區(qū)域之間的安全訪問策略。

接入層，提供二層的網(wǎng)絡(luò)接入，通過VLAN定義實現(xiàn)接入的隔離。

隨著無線技術(shù)的發(fā)展，移動醫(yī)療的應(yīng)用在院內(nèi)也越來越多，移動護理、移動查房車、RFID標簽、無線掃描槍、醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)取Ｒ虼藷o線的覆蓋也包含在內(nèi)網(wǎng)的建設(shè)中，為了保證內(nèi)網(wǎng)的安全，采用隱藏SSID，終端MAC認證等手段。

2.2外網(wǎng) 外網(wǎng)部署采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：核心層和接入層。外網(wǎng)承載非關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，如：醫(yī)院網(wǎng)站、預(yù)約掛號、微信、APP、支付寶等，此外還提供全院醫(yī)護人員的上網(wǎng)需求。為了保證外網(wǎng)環(huán)境的安全，在對外出口處架設(shè)防火墻、IPS入侵防御、上網(wǎng)行為管理等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。此外對于一些需要訪問內(nèi)網(wǎng)的應(yīng)用，需指定服務(wù)器，指定端口，通過網(wǎng)閘連入內(nèi)網(wǎng)。

2.3設(shè)備網(wǎng) 設(shè)備網(wǎng)關(guān)鍵是面向IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，圖像占有大量帶寬，為了不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，必須考慮網(wǎng)絡(luò)的QoS，在雙向、多向、定向傳輸?shù)幕A(chǔ)上可以控制流量、傳輸時間、傳輸幀率來控制所有數(shù)字數(shù)據(jù)，保證網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠、穩(wěn)定。

3虛擬化

隨著醫(yī)療信息系統(tǒng)的不斷增加，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施會因新增加的應(yīng)用而需要更多的服務(wù)器和存儲設(shè)備來支持，此外還有很多計劃外的增加。這些設(shè)備有序和無序的增加會帶來很多問題：①成本增加，服務(wù)器、存儲數(shù)量增多，直接帶來采購成本的增加，數(shù)據(jù)中心的運營成本增加。②運營管理復(fù)雜，服務(wù)器分布式部署，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于日后的運營和管理，不能根據(jù)業(yè)務(wù)的需求做出靈活的響應(yīng)。③資源利用率低，有些服務(wù)器的工作負載很重，而有些服務(wù)器的工作負載很輕，資源未被合理有效的利用。④物理空間有限，服務(wù)器的不斷擴張，占用有限的數(shù)據(jù)中心寶貴空間。

針對上述問題，我們采用虛擬化方案來解決，這樣能提高服務(wù)器的整合效率，簡化了服務(wù)器管理的復(fù)雜性，保證了系統(tǒng)的高可用。此次數(shù)據(jù)中心的虛擬化包含兩塊：服務(wù)器虛擬化和桌面云。

3.1服務(wù)器虛擬化 服務(wù)器虛擬化是通過VMware vSphere云計算操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。本次服務(wù)器虛擬化配置八臺高性能刀片服務(wù)器作為云計算服務(wù)區(qū)的計算節(jié)點服務(wù)器集群，這八臺刀片分別部署在兩組模塊化刀箱中。利用服務(wù)器集群強大的處理能力，生成多個虛擬服務(wù)器，而每個虛擬服務(wù)器，從功能、性能和操作方式上，等同于傳統(tǒng)的單臺物理服務(wù)器，這樣大大提高了資源利用率，降低了成本，增強了系統(tǒng)的可用性，提高系統(tǒng)的靈活性和快速響應(yīng)。通過這個虛擬化集群預(yù)計可以提供約80臺服務(wù)器，今后如有擴充需求，只需在模塊化刀箱中增加刀片服務(wù)器，再把刀片服務(wù)器加入到虛擬化集群中。

服務(wù)器虛擬化還能提供對上層應(yīng)用的高可用性、安全性，主要是通過vSphere內(nèi)置的應(yīng)用程序服務(wù)以保證云服務(wù)運行在一個安全、可靠的平臺之上。①計劃內(nèi)停機。通過VMware VMotion，在進行計劃內(nèi)服務(wù)器維護以致跨服務(wù)器的虛擬機實時遷移時，將不再需要為這些活動安排應(yīng)用程序停機，從而不會對用戶造成中斷或?qū)е路?wù)丟失。②計劃外停機。VMware High Availability（HA）提供高性價比的自動化重啟，當發(fā)生硬件或操作系統(tǒng)故障時，幾分鐘內(nèi)即可實現(xiàn)所有應(yīng)用程序的重啟。

3.2桌面云 醫(yī)院信息化的發(fā)展也伴隨著終端工作站的增加，這使得終端維護量也日益增加。通過桌面云就能把終端統(tǒng)一部署在數(shù)據(jù)中心云端，這樣使終端的配置要求不在受限，使用區(qū)域不在受限，所有的計算、存儲由云端服務(wù)器來完成，對于終端設(shè)備配置要求降低，這樣節(jié)約了設(shè)備成本，所有終端統(tǒng)一、集中管理，減輕了日常運維工作。此外隨著移動醫(yī)療的發(fā)展，Android、IOS等不同平臺的終端設(shè)備涌現(xiàn)，通過桌面云可以做到在各種終端設(shè)備上實現(xiàn)醫(yī)院現(xiàn)有應(yīng)用，省去了大量的開發(fā)工作。與傳統(tǒng)桌面相比，虛擬桌面具有如下顯著特點：①高安全性。能夠?qū)?shù)據(jù)從分散的終端移到數(shù)據(jù)中心內(nèi)，數(shù)據(jù)訪問集中化能夠緩解數(shù)據(jù)泄漏、病毒等風(fēng)險。②集中管理。由于桌面終端在數(shù)據(jù)中心，所有桌面的管理和配置都在數(shù)據(jù)中心進行，管理員可以在數(shù)據(jù)中心對所有桌面和應(yīng)用進行統(tǒng)一配置和管理。例如系統(tǒng)升級、應(yīng)用安裝。③控制用戶的訪問權(quán)限。管理員可以根據(jù)用戶的角色對用戶進行訪問能力的指派。

桌面云的部署采用循序漸進的方式，先期按照200個虛擬終端配置了桌面云服務(wù)器集群，這200個虛擬化終端覆蓋所有門診醫(yī)生站。根據(jù)門診醫(yī)生站的基本配置，規(guī)劃了6臺存儲型服務(wù)器組成的集群，他們之間通過2臺萬兆交換機互聯(lián)。桌面云部署遇到最大的問題就是I/O瓶頸、啟動風(fēng)暴等問題，因為門診醫(yī)生站的開機時間、使用時間都比較集中。為了解決這些問題，采用了VMware Virtual SAN的方式。

VMware Virtual SAN是通過軟件定義存儲優(yōu)化效率和利用率。普通的SAN架構(gòu)，隨著虛擬終端的數(shù)量不斷增加，并且在同一時間段運行，會對存儲的I/O讀寫帶來壓力，造成系統(tǒng)變慢，卡頓等現(xiàn)象。VMware Virtual SAN采用分布式架構(gòu)，利用SSD實現(xiàn)高性能的讀/寫緩存，并利用分散在各臺服務(wù)器上的硬盤實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期保存。

4存儲

整個數(shù)據(jù)中心配置了主、備兩套存儲以滿足所有的存儲要求。兩套存儲配置相同，總共配置了三種規(guī)格的磁盤：SLC SSD盤、MLC SSD盤、大容量SAS盤，其中SLC SSD盤、MLC SSD盤作為高速盤，利用數(shù)據(jù)的自動分層技術(shù)，把活動數(shù)據(jù)塊自動寫入高速盤，非活動數(shù)據(jù)塊自動挪入大容量SAS盤。

兩套存儲都分劃分為3部分：①核心數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過FC光纖通道連接至兩套存儲，通過軟件和硬件層面的支持保證主、備兩套存儲的數(shù)據(jù)一致，并且通過持續(xù)的CDP快照，防止誤更改、誤刪除等故障造成的數(shù)據(jù)丟失。通過策略的定制把這部分數(shù)據(jù)指定在1～2層（高速層）上。②服務(wù)器虛擬化磁盤。兩組模塊化刀箱通過iSCSI接口連接至兩套存儲，通過Live volume技術(shù)和持續(xù)的CDP快照保證數(shù)據(jù)的雙份和不丟失。③文件數(shù)據(jù)。大量的PACS文件數(shù)據(jù)通過兩臺互備的Windows文件服務(wù)器連接至存儲，文件數(shù)據(jù)分散在兩套存儲中，保證一套存儲故障不會影響文件數(shù)據(jù)的存儲。

5總結(jié)

數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)是一個長期的過程，目前新院數(shù)據(jù)中心機房的建設(shè)已經(jīng)進入完成，接下來將進行應(yīng)用系統(tǒng)部署，數(shù)據(jù)遷移，全院網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試，在這過程中還需要對數(shù)據(jù)中心機房的硬件設(shè)備配置進行調(diào)整。后續(xù)還將進行異地災(zāi)備機房的建設(shè)，在這過程中需吸取之前的經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷引入先進的技術(shù)，從而保證兩地三中心格局的最終實現(xiàn)。

參考文獻：

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篇10

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)中心；機房建設(shè)；校園網(wǎng)

隨著教育信息化的深化應(yīng)用，大部分高校已經(jīng)基本完成了依托于校園網(wǎng)的數(shù)字化校園建設(shè)，并部署了一定規(guī)模的各類教學(xué)及應(yīng)用系統(tǒng)，取得了良好的應(yīng)用效果。然而，隨著院校中各種應(yīng)用需求和校園網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，傳統(tǒng)的校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心正面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)，甚至已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心高效、節(jié)能、敏捷、易維護的需求。

1.傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房的局限性

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房往往存在著較大的局限性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面[1]：

（1）機房能耗高。隨著用電設(shè)備的增加，設(shè)備運轉(zhuǎn)的電力消耗和制冷運維等成本投入越來越高。據(jù)統(tǒng)計，我國數(shù)據(jù)中心機房電源的使用效率（PUE）的平均值在2.5以上，這意味著IT設(shè)備每消耗1kwh電，就有多達1.5kWh的電能被機房設(shè)施消耗掉[2]，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為新的電老虎。

（2）信息安全性較差。傳統(tǒng)中心機房通常采用了數(shù)據(jù)集中存放方式，并且備份容災(zāi)措施也不夠萬壽，導(dǎo)致了較高的信息安全風(fēng)險，嚴重威脅著數(shù)字化校園中各種數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

（3）中心機房條件簡陋。傳統(tǒng)機房由于設(shè)計過時，普遍存在局部過熱的現(xiàn)象，容易導(dǎo)致服務(wù)器和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障，影響網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性。

（4）維護管理水平較低。數(shù)據(jù)中心存在著大量的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和各種應(yīng)用系統(tǒng)，并且仍在不斷增加，層次化和分期建設(shè)等原因更是增加了維護工作的復(fù)雜性。

（5）機房設(shè)計缺乏靈活性。由于機房建設(shè)缺乏規(guī)范性和系統(tǒng)性，導(dǎo)致基礎(chǔ)架構(gòu)僵化隔離，有時甚至是一點微小的局部調(diào)整都會牽扯到復(fù)雜的調(diào)整，缺乏可擴展性和靈活性。

基于上述原因，建設(shè)一個具有高可信性、高可用性和易維護性的新一代綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心，已成為院校在信息化建設(shè)和發(fā)展中亟待解決的首要問題。

2.某校數(shù)據(jù)中心機房概況

某院校校園網(wǎng)建成已有十余年時間，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴展，各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和設(shè)備有較大幅度的增加，然而由于受地理位置、建設(shè)成本等多種客觀條件限制，數(shù)據(jù)中心機房不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求的矛盾越來越突出。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)。由于校園網(wǎng)建設(shè)初期缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，該校存在校園網(wǎng)、圖書館、后勤財務(wù)中心等多個中心機房，基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)，需要單獨配置、管理和維護多個機房的電源、空調(diào)、安防系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施，造成較大的資源浪費，也帶來了較大的維護難度。

（2）供配電系統(tǒng)受限。受配電系統(tǒng)線路和設(shè)備限制，供電系統(tǒng)后期擴容升級幅度受限，難以滿足信息機房不斷增長的電力需求。

（3）制冷系統(tǒng)可靠性低。多個中心機房缺乏專業(yè)空調(diào)制冷設(shè)備，均采用較為落后的柜機空調(diào)制冷，并且缺乏備份制冷設(shè)備。當空調(diào)設(shè)備發(fā)生故障時，機房由于溫度過高必須暫停運行，嚴重影響了網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

（4）運維管理難度大。由于機房建成使用時間長，監(jiān)控技術(shù)手段相對落后，難以實現(xiàn)機房的智能化管理和監(jiān)控。此外，由于電源線路、網(wǎng)絡(luò)綜合布線等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計不合理，導(dǎo)致后期建設(shè)和維護較為困難。

（5）高能耗低效率問題。由于多個機房分散在不同樓宇，每個機房都需要有各自的配電、空調(diào)和安防系統(tǒng)，重復(fù)投資建設(shè)，電力消耗過大，不符合“高效節(jié)能、低碳環(huán)保”的要求。

3.機房改造實踐

為了提高數(shù)字化校園運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，降低運維成本，實現(xiàn)機房智能化管理，建設(shè)高度自動化的無人值守型智能機房，并考慮到校園網(wǎng)未來10年的發(fā)展需求，對校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機房進行了改造升級建設(shè)。建設(shè)目標是建設(shè)一個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的環(huán)境，以滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、屏蔽、防漏、電源質(zhì)量、接地和安保等方面的要求。改造后的數(shù)據(jù)信息中心含裝修工程、空調(diào)系統(tǒng)、強電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)和消防系統(tǒng)等部分[3]。

3.1 裝修工程

根據(jù)實際需求將機房劃分為三個區(qū)域：主機房區(qū)、配電區(qū)和監(jiān)控區(qū)。其中主機房區(qū)主要用于存放機柜以及服務(wù)器、存儲設(shè)備、空調(diào)設(shè)備；配電區(qū)安裝強電配電柜、UPS穩(wěn)壓電源及電池柜等供電設(shè)施；監(jiān)控區(qū)主要用于機房監(jiān)控、辦公和值班。

主機房區(qū)、配電區(qū)和監(jiān)控區(qū)吊頂距地面防靜電地板3000mm，為方便形成氣流組織，采用格柵吊頂。吊頂先內(nèi)預(yù)先刷防塵漆，并對天花用橡塑棉做好保溫，地面鋪設(shè)優(yōu)質(zhì)防靜電活動地板，照明采用節(jié)能型嵌入式LED節(jié)能燈管格柵燈。墻面全部安裝彩鋼板，其中主機房墻面先鋪設(shè)保溫棉，再鋪彩鋼板，能達到一定的電磁屏蔽和防靜電效果。

3.2 電氣工程

機房供配電系統(tǒng)采用三相五線制供電系統(tǒng)，主要由兩部分組成：設(shè)備供電系統(tǒng)及機房輔助供電系統(tǒng)，配備獨立的配電柜分別對機房網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、動力、照明配電。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用電由UPS配電柜控制，輔助設(shè)備用電由市電配電柜控制。UPS電池按斷電三小時考慮，即電池容量能夠保證停電三小時設(shè)備正常供電。整個電氣工程系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3.3 弱電工程

數(shù)據(jù)中心機房布線采用集中式配線，分為主配線區(qū)、網(wǎng)絡(luò)交換機區(qū)、服務(wù)器區(qū)、存儲區(qū)。所有機柜中的通信線纜均匯集到集中配線區(qū)，通過主配線區(qū)的配線設(shè)備進行配線管理。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，端口利用率高，交換設(shè)備數(shù)量少，單點故障少，總體建設(shè)成本低。布線采用機柜上方橋架走線，從廣域網(wǎng)進線機柜到主配線機柜，再從主配線架到每一個機柜。每個機柜中均安裝一個24口光纖配線架，兩個24口RJ45六類配線架。機房內(nèi)放置16個標準機柜，其規(guī)格為600×1100×2000mm，前后網(wǎng)孔門，鋼板厚度大于兩毫米。

3.4 安防監(jiān)控系統(tǒng)

安防監(jiān)控系統(tǒng)包括UPS監(jiān)控、配電監(jiān)控、溫濕度監(jiān)測、漏水檢測、門禁、視頻監(jiān)控、精密空調(diào)監(jiān)控、排風(fēng)機等監(jiān)控子系統(tǒng)，通過集中監(jiān)控系統(tǒng)有機地集成在一起，能夠?qū)C房各點和機柜各部位的供電、運行及物理環(huán)境進行7×24小時實時監(jiān)控監(jiān)測，如圖2所示。當有異常情況發(fā)生時，可通過聲光、短信、電話、語音、郵件等方式及時報警，并將報警、事件、信號量歷史數(shù)據(jù)及管理員操作日志等自動記錄到數(shù)據(jù)庫中。

3.5 消防工程

主機房區(qū)采用無管網(wǎng)七氟丙烷全淹沒式滅火裝置，安裝智能煙霧和溫度感應(yīng)報警器，整個滅火系統(tǒng)可采用自動、手動及機械應(yīng)急操作三種控制方式。當防護區(qū)內(nèi)煙霧及溫度感應(yīng)器同時報警時，火災(zāi)自動報警控制器發(fā)出信號，啟動聲光報警器，并關(guān)閉空調(diào)，切斷非消防電源，按設(shè)定時間延時后啟動鋼瓶閥，釋放滅火氣體完成滅火任務(wù)。管理人員也可通過緊急啟停按鈕在防護區(qū)外完成對滅火系統(tǒng)的緊急啟停。

3.6 空調(diào)系統(tǒng)

主機房內(nèi)拆除原有柜式空調(diào)，增加兩臺機房專用恒溫恒濕精密空調(diào)機，其中一臺作為備用機。精密空調(diào)系統(tǒng)采用活動地板下送風(fēng)、上回風(fēng)方式，有利于機房內(nèi)發(fā)熱量大的設(shè)備散熱。新風(fēng)系統(tǒng)采用熱交換式新風(fēng)換氣機，新風(fēng)經(jīng)室內(nèi)排風(fēng)熱交換后送入室內(nèi)，排風(fēng)量為新風(fēng)量的70%。采用活動地板下送風(fēng)時，出口風(fēng)速不大于3m/s，送風(fēng)氣流不直對工作人員。

3.7 KVM系統(tǒng)

為了方便快捷地對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行管理，通過顯示屏和鍵鼠設(shè)備組成控制臺，并結(jié)合KVM交換機設(shè)備，可本地或遠程登陸所有的設(shè)備，對多品牌、多種設(shè)備進行統(tǒng)一管理，節(jié)省了空間和人力資源，降低了運維成本[4]。

4.結(jié)束語

隨著信息化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷推進，越來越多的中心機房將會面臨升級改造的問題。機房建設(shè)不是一勞永逸的項目，而是一個逐漸演進的系統(tǒng)工程。在機房建設(shè)過程中，除了常規(guī)的強電、弱電、消防、空調(diào)等多個子系統(tǒng)建設(shè)外，還應(yīng)注重機房的環(huán)保節(jié)能，需要全面理解和整體認識可靠、綠色、智能三者的關(guān)系，尋找它們之間的平衡點。只有這樣才能提高數(shù)據(jù)中心機房的整體建設(shè)水平，為用戶提供高效可靠的服務(wù)。

參考文獻

[1]張志鋼，王澤生.高校數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能研究[J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報，2010（2）：136-140.

[2]金國剛，黨倩，祝唯微.可信綠色智能數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)的研究與思考[J].電力信息化，2011（3）：85-88.

[3]何鑫.某數(shù)據(jù)信息中心綠色機房改造方案[J].智能建筑電氣技術(shù)，2011（5）：64-68.