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从建设设施规划经验谈数据中心设计原则

  【IT168 专稿】有“现代建筑之父”之称的美国建筑师Louis•Sullivan,被广泛认为是20世纪现代建筑学主要原理的创始人,而建筑学中的“形式追随功能”这一口号对数据中心设计也有至关重要的作用。

  在1891年,Sullivan将此原理投入到圣Louis Wainwright大厦的设计中,这是世界上第一批摩天大厦。110多年后,一些数据中心的规划师又将这一原理应用于数据中心的设计建造上。

  事实上,在计划更新、建造一个数据中心时,功能性要求决定其设计的方式,当新旧观念相互交织在一起,技术进步衍生出方法的改进,这些都是为了实现数据中心效能最大化,建筑设计师和数据中心的规划师们都要牢记“形式追随功能”这一原理,并审查三个主要概念:敏捷性,可靠性以及成本。

敏捷性

  尽管给一座僵硬、稳固的建筑物赋予敏捷性是不多见的事,但数据中心需要这种敏捷性以满足业务需求。数据中心的敏捷性就是能够有效地感知环境的变化,并做出反应。为了有更好的敏捷性,数据中心的设计应遵循其功能。

  例如,为了方便安排实施、更容易的安装访问以及设备的升级,必须确保活地板与下面合成在一起的电缆托盘系统间有恰当的高度和尺寸。为了使一个合成的设备以最恰当的方式搬运到一个数据中心,我们一般会将开口箱,板条箱和包装材料放置在数据中心外,有助于避免尘埃和碎片污染。

  设计数据中心的地面时,要与邻近的地面保持在同一水平线上,这样就可以免去在入口处建坡道的麻烦,使出入更加容易、更加安全。在数据中心的附近,建一个装载码头,无需外部坡道,使大型设备更容易进出。在数据中心内,尽量提高屋顶的高度,以便散热,减少服务器冷却成本。

  通过热/冷通道来控制气流布局,这在减少过热危险,防止损害设备外壳、机柜方面是必不可缺少的。将冷进气口(通常位于设备机柜前端)和热排气口(通常在机柜后排出)分开,就能近乎消除从一台机器排出的热废气直接转移到另一台机器再吸入的过程。

  不要吝啬的楼面空间。有计划扩张以满足数据中心的发展要求,即提供额外的处理能力的能源供应,以及日益增长的存储容量。不要忘记服务需求,确保您的设计可以方便技术人员的工作以及设备的安装与拆除。概述您的预期要求,勾勒地面上的设备区域的位置,这样您就会避免忽略重要的需求。

可靠性

  形式和功能是维持数据中心可靠性的重要组成部分。 用2N +1这个方法,可以很容易地计算出所需的各种标准,如能量、容量、储存;此外还要考虑到物理空间的判断:

  以地震多发区加利福尼亚州的抗震标准来设计圣Louis数据中心,并使其能承受与其相同英里/每小时的风速。其电力系统也是近乎可以抗拒灾难的设计规格。

  多样的能源动态调整也是其维持正常运行时间的另一有利保障。万事达的数据中心能能够通过两个商业电站进行电源供给,并且自己本身还有有主发电机和所需要的燃料储存。这些都保证了其系统的可靠运行。

  不要让您的数据中心受到一些安全隐患的威胁。考虑一下其地下的线缆管道是否坚固,并考虑数据中心墙壁内的设备和电缆的如何的增长,以及其对周围通风管道的影响。

成本效益

  显然,货币资源不是无限的,因此具有成本效益的设计对取得长期的成功是至关重要的。为了取得更好的成本效益,说回来,形式还是应遵循功能:

  最具有发言权的数据中心管理人员应该参与所有新数据中心的战略规划、工程设计、施工和预算会议。包括会计师和实施的技术人员,这里指的并不是首席技术官。通过预算线的控制来消除或限制成本在理论上是有效的,但在实际中考虑不周的削减可能会导致严重的服务链中断。

  尽可能地做好未来建设计划。在执行的过程中,补充所需的特性要远比翻新更加容易,最终也会取得更大的成本效益。密切关注的数据中心和设备的革新,以确定具有前瞻性的财政预算的策略。例如,冷却形成了充分循环。此前,大型主机是用水使其冷却,接着服务器用空气进行冷却。现在,许多公司都提倡只用水和综合水架冷却系统进行冷却。单单架子就是展示多年来技术进步,复杂性增加的最好例证。因此,如果你正建造一个数据中心,一定要包括水冷却系统。

  应客户需要,越来越多的公司正在走向绿色环保——他们想与对环境负责的公司做生意。除此之外,还可能会节约成本,例如,数据中心的屋顶被设计来收集雨水,再用于服务器的冷却。

  越来越多的公司都符合领先能源与环境设计认证(LEED)。LEED认可人类和环境健康五大关键领域的表现:可持续的场地规划、保护和节约水资源、高效的能源利用和可更新能源的利用、材料和资源选择问题、室内环境质量。LEED的绿色建筑评估体系,通过建立和实施普遍理解并接受的工具和性能标准,鼓励全球加快采用可持续的绿色建筑与发展方法。这是一个第三方认证的程序,是一个全国性的设计、建造和运行高性能绿色建筑的标准。LEED认证充分体现了您创造绿色未来的承诺。

  与主要供应商建立伙伴关系。从多个供应商那里买货,不仅可以平衡竞争,而且还可以评估供应商的战略伙伴关系。考虑采用这种哲学:甚至是伙伴每一天都需要竞争以抢到你的这笔买卖。

  采用虚拟化技术,利用软件来按需分配而不是按照最大方式分配。这就减少服务器内存,使更大限度地运用你所拥有的处理空间。通过在万事达数据中心、Windows平台的虚拟化,服务器的数量是实际服务器应用人数的近一倍。

  把以上这些非常好的的实践方法应用到数据中心的建设上,我想Sullivan也会非常赞同这样做的:用历史学家般的智慧着眼于未来。 确保21世纪的数据中心是现代化的,这可能看起来简陋,但最伟大的智慧往往蕴藏于最简单的想法中。当形式在敏捷性,可靠性和成本上追随功能的需要时,必将会带来数据中心建设的成功。

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