数据中心基础知识培训.pptx

数据中心基础知识培训,课程大纲,第一章：数据中心业务综述,第二章：爱克赛数据中心整体解决方案,第三章：供配电系统介绍,第四章：制冷系统介绍,第五章：监控系统介绍,第六章：数据中心方案规划设计,第一章：数据中心业务综述,大数据时代的来临,1,爱克赛能为客户解决什么问题,3,客户在数据中心有哪些痛点,2,4,客户中心应该怎么做,大数据时代的来临,1,爱克赛能为客户解决什么问题,3,客户在数据中心有哪些痛点,2,4,客户中心应该怎么做,数据未来就象水和空气，是人类依赖的基础资源！,数据中心三大核心,动力,环境,数据中心两大“绿叶”,医疗,金融,通信,交通,教育,制造,量化一切文字变成数据方位变成数据沟通变成数据一切变成数据,大数据时代的来临,1,爱克赛能为客户解决什么问题,3,客户在数据中心有哪些痛点,2,4,客户中心应该怎么做,UPS系统,配电系统,精密制冷系统,蓄电池组,动力环境监控,传统数据中心平面图,IT设备,规划难！,建设难！,现场难管理 质量难保证,UPS,电池,输入配电,环境量,用电设备,空调,Ethernet,管理难！,改造、扩容难！,成本高！,能耗高！,PUE=IT设备能耗 总能耗,大数据时代的来临,1,爱克赛能为客户解决什么问题,3,客户在数据中心有哪些痛点,2,4,客户中心应该怎么做,数据中心业务价值,投资成本,运营成本,可靠&快速修复,灵活性,标准化&模块化,功率密度,能源成本,能效 PUE,基础设施容量,数据中心架构,边成长边投资,监控与安保,维护与保养,环保减排,数据中心选址,前期投资预算,数据中心规模,快速部署,配置变更,可扩展性,单一产品,多样产品,解决方案,产业链上移！,爱克赛微模块：构筑模块化数据中心,易规划：从微模块-楼层-楼宇-园区的模块化规划,基建与IT建设分离。大楼主体及基础水电一次性建设完成，微模块则按需灵活部署。,易建设：微模块数据中心建设思路,预留接口，即插即用！,易扩容：边成长，边投资,易管理：标准化，完整性,大数据时代的来临,1,爱克赛能为客户解决什么问题,3,客户在数据中心有哪些痛点,2,4,客户中心应该怎么做,与合作伙伴共建数据中心,模块化数据中心整体解决方案,给数据中心投资方提供设备,给数据中心集成商提供设备,我们的业务模式,我们的机会,如何推广我司整体解决方案,如何向数据中心投资、集成方推广设备,如何甄别一个好的数据中心项目,总部给你的支持,第二章：爱克赛数据中心整体解决方案,1,数据中心概述,2,爱克赛数据中心整体解决方案,1,数据中心概述,2,爱克赛数据中心整体解决方案,数据中心概述-概念,数据中心(DataCenter)是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，而计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等通常认为是网络核心机房的关键设备。关键设备运行所需要的环境因素，如供电系统、制冷系统、机柜系统、消防系统、监控系统等通常被认为是关键物理基础设施。随着“大数据、互联网+”的不断深入，数据中心供配电系统、数据中心空气调节系统、数据中心监控管理系统等基础设施的可靠性、可扩展性、节能成为重点关注的焦点。,数据中心概述-标准要求1,电子信息系统机房应划分为A、B、C 三级。A级机房：1电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失；2电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。按基本要求配置，在场地设施正常运行情况下，应保证信息系统运行不中断B级机房1电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失；2电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序混乱。按冗余要求配置，在场地设施正常运行情况下，应保证信息系统运行不中断。C级机房按错冗余要求配置，在系统运行期间，其场地在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致信息系统运行中断。,机房内部空间布局要求：设备布置应满足机房管理、人员操作和安全、设备和物料运输、设备散热、安装和维护的要求搬运设备通道净宽不应小于1.5m；背对背机柜距离不应小于lm；当需要维修测试时，不应小于1.2m；,数据中心概述-标准要求2,数据中心概述-概念,PUE（电源使用效率）：是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。,数据中心规模数据中心制冷数据中心模式,数据中心概述-发展,云计算数据中心,集中,小型分散化,柜级制冷,行级制冷,房级制冷,产品化模块化,系统集成,工程商,数据中心工程,数据中心介绍系统及工程,现场咨询勘察,方案设计,产品选型,工程安装,安装调试,售后服务,解 决 方 案,从前期的规划选址到后期的设计施工；从前期的过程管理到后期的调试开通；从前期的使用培训到后期的跟踪服务,数据中心概述整体过程,1,数据中心概述,2,爱克赛数据中心整体解决方案,爱克赛数据中心-核心理念,爱克赛数据中心解决方案-类别,一、爱克赛微模块数据中心解决方案,机架结构：以产品化的形式对机柜、冷通道架构、配电、监控等进行标准化的预制、整合；摆脱对现场施工的依赖，实施快速安装和灵活部署供配电：依据A级标准，采用市电+UPS或UPS+UPS或市电+HVDC的2N供电系统的高可靠设计。,制冷：利用行间空调实行冷热通道分离、封闭的行级制冷技术，提高制冷效果，达到降低PUE的目的；管理，每个微模块都具有对动力设备、环境温度、门禁、视频安防等实行统一监控，实现本地化和远程管理。,通过单元模块可实现数据中心的供配电、制冷、监控、机架灵活安装甚至具有安防、接地、消防的架构称之为微模块,框架结构,列间空调,精密配电柜,服务器机架,微模块数据中心,模块化UPS及电池柜,爱克赛微模块数据中心-系统组成,爱克赛微模块数据中心-结构框架,整体框架,左（右）框架,冷通道封闭,静电地板,爱克赛数据中心-微模块-系统组成,1、R22：系统除了UPS柜和列头柜外22台服务器机柜2、R16：系统除了UPS柜和列头柜外16台服务器机柜3、R10：系统除了UPS柜和列头柜外10台服务器机柜,微模块3种标准配置,爱克赛数据中心-微模块R22设备组成,爱克赛数据中心-微模块R18设备组成,R18微模块按照分散配置，模块集中了配电、服务机柜、集中监控以及桥架等系统，UPS、电池、空调另外灵活配置。,+,+,=,框架结构1,精密配电柜1,服务器机架18,微模块数据中心R18,+,行间空调6,+,UPS1台,更低的建设与获取成本,降低建设与部署时间,减少运维花费,更高的功率密度,基于可复制的模块化设计扩展,相对房级制冷数据中心节省高达20%,3-4-周交付使用,能耗高效:PUE 值2.0,单机柜高达10kW,按投资规模不断增长,爱克赛微模块数据中心-特点,二、爱克赛数据中心-冷通道-系统组成,利用服务器机柜建立冷、热通道，进行工厂标准化模块结构设计，使数据中心内部冷、热气流得到遏制管理，精确的解决服务器设备局部过热隐患，提高数据中心制冷设备的效率,降低数据中心PUE值。适合与大型数据中心的使用。,通过封闭单元模块实现数据中心部分系统的架构称之为冷通道,弱电桥架,强电桥架,列头柜,服务器机柜,水平推拉门,天 窗,爱克赛数据中心-冷通道,冷通道系统系列,爱克赛数据中心-微模块-冷通道,第三章：数据中心供配电系统,数据中心分级与供电方案的可用性保证,1,精密配电柜及相关产品,3,微模块数据中心供配电系统方案图,2,数据中心分级与供电方案的可用性保证,1,精密配电柜及相关产品,3,微模块数据中心供配电系统方案图,2,数据中心分级标准,数据中心分级的一些技术指标（一）,数据中心分级的一些技术指标（二）,数据中心分级与供电方案的可用性保证,1,精密配电柜及相关产品,3,微模块数据中心供配电系统方案图,2,模块化UPS+HVDC 2N系统,HVDC+市电 2N系统,微模块供电系统图,从以上供电系统分析，在电网供电质量较好的场所，将UPS2N系统或交直流混供2N系统中的一路UPS改为市电交流输入直接供电。是2N系统中成本最低的供电方式，也是我们微模块化主推的供电系统。它具有优点如下：1、UPS（包括电池）成本降低2、设备故障率降低3、减少维护工作4、系统效率明显提高，市电直供供电的效率可达97%,微模块供电系统图,爱克赛微模块数据中心供电系统图,数据中心分级与供电方案的可用性保证,1,精密配电柜及相关产品,3,微模块数据中心供配电系统方案图,2,微模块配电系统主要包括配电柜、列头柜、UPS、末端PDU,配电柜,列头柜,UPS,PDU,微模块配电系统设备,配电柜：框架尺寸为600*1200*2000mm，外观与服务器机柜相同，安装在模块内部的入门侧微模块配电设置输入总开关。UPS输入开关、空调开关以及照明等开关配电柜总输入可选择塑壳开关或者ATS开关。18R模块的配电图如下：,微模块配电系统设备,列头柜：列头柜柜体尺寸为600*1200*2000mm，安装在模块推拉门外侧列头柜设置输入AB双路电源总开关。AB输出双路支路开关，C级防浪涌保护。列头柜采用智能支路状态监测、支路负载电流及百分比监测，可设定支路负载阀值，具有告警装置。列头柜显示屏采用7英寸彩色触摸屏，具有主电路显示，密码保护，故障告警警存储、曲线显示等,微模块配电系统设备,插座铜套采用高弹性，高耐磨性的青铜材料插座模块采用阻燃耐高温的PC/ABS塑胶材料外壳为高强度铝型材，质量轻、强度高、表面精细喷涂内部连线采用螺纹端子或直铜条连接方式，确保安全可靠的电气导通性能产品经过2000V的耐高压测试，符合设计要求,终端配电单元PDU,第四章：制冷系统介绍,1,精密空调选型与配置,3,精密空调的原理、分类及送风模式,2,4,精密空调安装与注意事项,数据中心精密空调含义,1,精密空调选型与配置,3,精密空调的原理、分类及送风模式,2,4,精密空调安装与注意事项,数据中心精密空调含义,一、空调制冷的一些基本概念,干球温度：用温度计挂在室外或室内测得的温度称为干球温度。湿球温度：将温度计的温泡扎上润湿的纱布，并将纱布的下端浸于充水容器中，就成为湿球温度计了。将湿球温度计置于通风处，使空气不断流通，此时该温度计读数为湿球温度。露点温度：就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。,1、温度,2、湿度,湿度-空气中所含水蒸气量的多少绝对湿度每m3空气中含有的水蒸气量（Kg）相对湿度空气中实际含有的水蒸气量与同温同压下能容纳的水蒸气的最大量之比，用百分比表示。=Z/Zb100%相对湿度总是和温度相关的，交换机房最适宜的温湿度为22 0C-24 0C，45%-55%。,3、焓,焓值-每千克物质中含有的热量。（单位：J/Kg)空气的焓值-每千克空气中含有的总热量，等于干空气焓值与水蒸气焓值之和。,4、显热 潜热 物质总热量,显热:是物质分子运动的能量,它可以通过温度计进行测量.潜热:是物质分子分离与重组放出(吸收)的热量,它不能通过温度计进行测量.总热:就相当于显热量与潜热量相加之和.,5、制冷性能指标,制冷量从低温热源吸收的热量，以Q0(Kw)表示制冷系数（COP）制冷量与消耗的功率之比能效比（EER）得到的冷（热）量与付出的能量之比。对于制冷机，是制冷量与消耗功率之比即COP；对于制热设备，则是制热量与消耗功率之比。在实际的设备性能评价中，功率消耗还包括了风机、冷凝器等辅助设备。,二、空调分类,三、机房精密空调概述为保证机房设备的安全运行而提供长期不间断的恒温、恒湿、洁净的空调环境的设备。精密空调使用于要求比较严格的场所，如交换机房、计算机房、电子车间、实验室、博物馆等。,四、数据中心对环境的要求,机房对温湿度要求较高，根据国标GB50174-2008，具体内容如下：,1、保持温度恒定(温度波动控制在231C之内)。不得结露。2、保持湿度恒定(相对湿度波动控制在505%RH之内)。不得结露。3、空气洁净度0.5微米/升30。即在给定的机房内，空调的风量和机房容积的比值 大于 30。5、空调设备具备远程监控及来电自启动功能。,五、与舒适性空调的差异,总结,针对对象不同：舒适性空调针对人，而机房空调是针对发热设备。可靠性要求不同：舒适性空调是季节性工作；机房空调是不间断运转，可靠性要求极高。工作模式不同：舒适性空调送风量小；而机房专用空调送风量大，机房换气次数高（通常在3060次/小时），而且除尘效果良好。机房专用空调一般还配备了专用加湿系统，能够精确的控制机房内的温度和湿度。运行成本不同：舒适性空调使用成本高，机房专用空调经济节能。,1,精密空调选型与配置,3,精密空调的原理、分类及送风模式,2,4,精密空调安装与注意事项,数据中心精密空调含义,一、精密空调的工作原理系统图,二、空调连接方式,直接膨胀式风冷机组,三、制冷常用配件及作用,压缩机制冷循环的核心，是制冷剂在系统内循环的动力装置，使蒸发器中的制冷剂保持低压，冷凝器中制冷剂维持高温高压。,涡旋式,往复式,螺杆式,冷凝器在冷凝介质的作用下，使压缩机排出的过热饱和蒸汽冷凝为液态。,膨胀阀起节流作用。制冷剂循环流量的调节装置，它对高压液态制冷剂节流降压，使进入蒸发器的制冷剂在要求的低压下吸热蒸发。同时根据被冷却介质的热负荷变化自动调节进入蒸发器的制冷剂的流量。,蒸发器经节流后的液态制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使被冷却物质降温，实现制冷的目的。,翅片式蒸发器,螺旋蒸发器,丝管式蒸发器,电极式加湿罐-当自来水进入电极加湿罐时，水位逐渐上升，直到水位漫过加湿罐内的电极时，电极将通过水构成电流回路，并把水加热至沸腾，产生洁净蒸汽。电极加湿器是通过控制加湿罐中水位的高低和电导率的大小来控制蒸汽的输出量。,五、水冷空调,六、冷冻水精密空调,七、数据中心房间级、行级和机柜级制冷方式的选择,1、房间级制冷：采用房间级制冷时，空调机组与整个机房相关联，并行工作来处理机房的总体热负荷。,房间级制冷缺点：很多情况下无法充分利用空调的全部制冷容量。当空调机组送风时，很大一部分冷空气绕过 IT 负载，直接返空调时，就会发生这一现象。这些绕过空调的气流对负载的冷却没有帮助，实际上降低了总制冷容量。空调利用率和制冷效率都比较低。,房间级制冷优化方案：新建数据中心，房间级制冷采用冷（热）通道气流遏制，以防止上述问题的发生。建议采用冷通道气流遏制，因为实施起来比较简便。热通道与冷通道都能减少数据中心的气流混合。,封闭热通道,封闭冷通道,2、行级制冷：采用行级制冷配置时，空调机组与机柜行相关联，在设计上，它们被认为是专用于某机柜行。与传统无气流遏制房间级制冷相比，其气流路径较短，且专用度更加明确。此外，气流的可预测性较高，能够充分利用空调的全部额定制冷容量，并可以实现更高功率密度。,3、机柜级制冷：采用机柜级制冷时，空调机组与机柜相关联，在设计上，它们被认为是专用于某机柜。与房间级或行级制冷相比，机柜的气流路径更短，且专用度更准确，使得气流完全不受任何安装变动或机房约束的影响。空调的所有额定容量都能得到充分利用，且可达到最高功率密度.-,4、房间级、行级和机柜级制冷的优缺点,1,精密空调选型与配置,3,精密空调的原理、分类及送风模式,2,4,精密空调安装与注意事项,数据中心精密空调含义,一、制冷系统的标准,按国标电子信息系统机房设计规范（GB50174-2008），数据中心制冷系统的冷负荷包括计算机设备热负荷、建筑围护结构传导热、人体热负荷、照明设备热负荷、新风热负荷等。753 空调系统无备份设备时，为了提高空调制冷设备的运行可靠性及满足将来电子信息设备的少量扩充，要求单台空调制冷设备的制冷能力预留15%20%的余量。,1、标准,二、制冷量计算方法,1、功率面积法 根据工程实践经验，出主要的设备热负荷外的其他负荷，可根据数据中心面积进行估算。,Qt=Q1+Q2Qt：总制冷量Q1：室内设备热负荷（=设备功率同时利用系数0.81）.Q2：环境热负荷，Q2=KS（KW）K：估算系数，取0.10.2KW/S：数据中心面积,2、功率面积法举例 例：某机房面积为200，机房内设备预计满负荷耗电量为60KW，需配置多大冷量空调机组？,计算：Q1为设备热负荷，机房内设备的耗电量最终基本均转化为热量，考虑到设备同时利用率、满负荷利用率等条件，系数一般取0.80.9。Q1=60KW Q2=2000.15=30KW总制冷量为：Qt=60+30=90KW建议（1）配置1台90KW空调。（90*1.2=110KW）（2）配置2台45KW空调。（A级机房）（3）配置3台45KW空调。（B级机房）（4）配置2台90KW空调。（C级机房）,3、估算法 设计及实施阶段，很难确定服务器等IT设备，很难精确计算其发热量，此种情况，可根据机房的功能和面积进行粗略估算。,Qt=SPS：数据中心面积P：冷量估算指标（根据不同用途机房的估算指标选取）电信交换机房、移动基站：300W/数据中心：6001000W/控制中心、培训中心、监控中心：300W/UPS和电池间、动力间：300W/,1,精密空调选型与配置,3,精密空调的原理、分类及送风模式,2,4,精密空调安装与注意事项,数据中心精密空调含义,一、爱克赛精密空调安装开机调试注意事项,1、三分设计，七分安装2、重要提示：空调机组的安装必须由专业的安装工程师来完成！3、精密空调安装必须由专业的安装精密空调的公司来完成(安装家用空调的公司不具备安装资格）。4、负责安装空调机组的公司一定要严格按照爱克赛精密空调说明书来实施。5、需提供本次安装空调机组的负责人及联系方式，由总部核实后方可安装。6、由于安装不规范所造成二次开机的费用如：差旅、延期等将由客户中心承担该项费用。,二、室外机高于室内机的安装示意图,三、室外机低于室内机的安装示意图,四、室外机安装示意图,（1）室外机高于室内机安装时，高度方向落差不得超过20m；（2）室外机低于室内机安装时，高度方向落差不得超过5m；（3）室内外机单程最大水平距离为50m，如果距离30m，安装事宜请咨询厂家；结论：以上三点可用于前期粗略判断精密空调能否安装事宜。,五、精密空调安装室外条件限制事项,第五章：监控系统介绍,数据中心动环监控系统介绍,1,监控系统举例分析,3,数据中心动环监控系统应用,2,数据中心动环监控系统介绍,数据中心动环监控系统应用,2,监控系统举例分析,3,机房潜在威胁,机房温湿度机房温湿度过高，局部过热,烟雾报警机房火灾,漏水检测机房空调漏水，浸水,供电系统供电过载，过流，市电异常UPS运行异常与报警,安防系统机房人员进出记录，现场具体情况,IT设备IT设备档机，设备运行,1）系统软件、硬件均采用高度的模块化，具有很大的灵活性和扩展性，可以适应不同规模监控网络和不同数量监控对象的需求。2）监控系统软件具有良好的人机界面，直观的数据显示功能，可通过图控显示界面及数据列表显示界面展示机房信息。3）完善的告警管理，如语音，电话，短信，界面弹窗，邮件，告警处理等；4）报表分析管理，系统提供报表分析功能，为用户提供日、月、年、时间段内运行记录和统计数据，供用户分析，提供决策参考；5）机房运维管理，实现无人值守，如PUE管理，资产管理，自动巡检，值班管理，系统日志。6）。,机房监控市场需求,爱克赛监控系统架构-单机房,现场设备/信号采集层,嵌入式监控主机,IE浏览终端,现场数据采集设备,系统界面演示,报表统计,视频监控,UPS监测,供配电监测,3D全屏显示,联网集中监控示意图,联网集中监控系统架构,联网集中监控运维管理平台：,集中监控管理平台功能介绍,电子地图导航界面组态设备实时监控告警事件综合管理系统维护权限管理安全管理操作日志管理告警事件分派通知高级功能-可选报表定制高级功能-可选双机热备高级功能-可选多屏显示高级功能-可选,集中监控平台特色功能,集中监控平台功能演示,集中监控系统界面演示,数据中心动环监控系统介绍,1,监控系统举例分析,3,数据中心动环监控系统应用,应用1-网点监控,应用2-单个微模块监控,应用3-多个微模块监控,数据中心动环监控系统实现,1,监控系统举例分析,数据中心动环监控系统应用,2,举例分析:,某机房使用爱克赛微模块数据中心R18，监控的设备有：市电柜与列头柜各1台，EKM200/120KVA UPS 1台，精密空调6台，新风机1台，双开门1处，视频监控1套。需要机房温湿度、消防、漏水等检测，具有短信、本地声光报警。,监控设备统计分析,机房监控系统框架图,第六章：数据中心整体方案规划设计,数据中心设计规划准备工作,1,1、机房是新建设还是旧机房改造，机房位置对于多层或高层建筑物内的机房，在确定主机房的位置时，应对设备运输确保无障碍。机房的用地区域内和顶上也绝对不能存在消防水管、用水管、中央空调管道、排污管。2、绘制机房目前结构平面图，并标出各细部尺寸，或者提供CAD电子档。3、房间高度、下悬主粱高度及宽度、下悬付粱高度及宽度，门、窗高度及宽度。4、机柜的数量要求，IT机柜电源要求及单机柜功率。5、大楼有无双电源，是否需要双电源供电。6、UPS的需求，电池后备时间。7、机房专用精密空调其室外机计划安装地点，距机房的水平距离及垂直高差。,数据中心设计规划准备工作-咨询勘察,数据中心设计规划准备工作-设计步骤,数据中心机房的工程范围,对原有地面、顶棚、墙体，重新扇灰平滑，面扫白色哑光漆两遍，主机房内的装修，应选用气密性好、不起尘、易清洁，符合环保要求、在温、湿度变化作用下变形小、具有表面静电耗散性能的材料。主机房内墙壁和顶棚应满足使用功能要求，表面应平整、光滑、不起尘、避免眩光、并应减少凹凸面。,微模块方案应用设计规划对建筑要求,机房装饰,配电间装饰,地面装饰,隔断装饰,