数据中心设计的标准依据——介绍TIA/EIA-942数据中心标准

来源:百度文库 编辑:亮点网 时间:2020/01/24 17:19:39
经过充分的酝酿和修正,2005年4月,全球第一个综合性的数据中心电信基础标准:TIA/EIA-942正式出版。该标准的推出为设计和建造大/小型数据中心提供了要求和指南。
TIA/EIA-942数据中心标准可谓集现有相关标准和规范的百家之长,特别是它弥补了以前数据中心设计和建设阶段的信息隔阂问题,全面性地考虑到了诸如电气系统、HVAC(采暖通风与空调)、火灾探测与遏止、安全等多种应用在电信基础设施和空间内的共存。超过50%的内容阐述了如电力、管道、消防、房门和墙壁处理等建筑规范。标准中提出的适用于大多数数据中心的设计要素包括:
基于标准的开放系统;
综合考虑扩容需求的高性能和高带宽;
支持10G万兆或更高速率的技术;
支持存储设备(如光纤信道,SCSI或NAS);
支持充分考虑扩容需求的聚合点;
高质量,可靠性和可量测性;
冗余性;
高容量和高密度;
易于移动增加和改动的灵活性和可扩展性;
数据中心的分级
TIA/EIA-942数据中心标准中提供了数据中心可靠性等级的规范,这个等级划分系统是由Uptime Institute(正常运行协会)推广的,如下表所示。1级可靠性没有冗余,4级则提供了最高等级的故障容错率。在4个不同等级中,包含了对建筑结构、安全性、电器,接地、机械、及防火保护等的不同要求。
一级
二级
三级
四级
线路冗余
1
1
1Active/1Passive
2 Active
冗余部件
N
N+1
N+1
2(N+1)或S+S
占用面积
20%
30%
80-90%
100%
面积功率W/ft2
20-30
40-50
100-150
150+
首次诞生
1965
1970
1985
1995
年宕机时间
28.8 小时
22.0 小时
1.6 小时
0.4 小时
可靠性
99.671%
99.749%
99.982%
99.995%
电源
UPS
UPS+发电机
UPS+发电机
UPS+发电机
应急通道支持
关闭
关闭
自动
自动
冗余组件
可以没有
系统
系统、电力等
全部
成本/ft2
$450
$600
$900
$1100+
引自Uptime Institute 资料
数据中心空间
TIA/EIA-942数据中心标准将数据中心看成是一个建筑物,或建筑物的一个部分,主要功能为容纳一个计算机房及其维护区域。计算机房是数据机房的重要部分,放置核心的数据处理设备。典型的数据中心电信空间包括:
进入场所(ENTRANCE ROOM)
主分布区(MDA)
水平分布区(HDA)
区域分布区(ZDA)
设备分布区(EDA)
下图为基本型的数据中心及考虑冗余的数据中心结构图。

进入场所是指数据中心结构化布线系统与园区布线系统及访问服务供应商布线系统之间接口的地方。这个空间可位于计算机房的内部或外部,如果在内部,可以与主分布区MDA组合在一起。一个数据中心可能有多个进入场所,原因是冗余考虑或者避免超过最长电路(MDA-EDA)要求。例如,T-1,1级可靠性数据中心的电路长度典型被限制为最大长度655英尺(200米),而3级的电路长度典型被限制为最大长度450英尺(137米)。
MDA是数据中心结构化布线系统的中心分布点,包括大量的主跳接及核心交换设备;
HDA类似于TIA/EIA-568B中定义的楼层电信间,主要包括水平跳接,HDA中典型地安装了与EDA区域设备相连的LAN, SAN和KVM交换机;
在HDA-EDA的水平布线中可以包含一个可选的连接点,叫做区域分布区,或ZDA,ZDA为频繁变动的EDA终端提供了灵活性,较适于地板系统或不方便在系统机柜中安装快接式配线架的场合下使用,ZDA以区域插座或集合点形式表现,在配置上不能有跳接和有源设备;
EDA是分配给终端设备的空间,可以包括计算机和通信设备,交换机和刀片服务器或服务器和外围设备。水平布线在EDA侧,通常是采用机柜/机架式安装的快接式跳接板进行端接。标准建议EDA区至少两个出口,为一些应用(如无线接入点,IP摄像机和自动控制系统等)考虑的线缆也要规划并在此端接好。
数据中心还可能包括一个位于计算机房的电信间,用于支持其他空间的水平布线,如员工办公室、业务中心、电气间、机械间,及其他位于计算机房外的数据中心空间。
一个典型的数据中心包括一个或两个进入场所,一个或多个电信间,一个MDA和几个HDA。
标准还提供了数据中心计算机房和进入场所的要求,包括:天花板高度(8.5 英尺),地面/墙面处理,照明,地板承重(最小150磅/平方英尺,建议250磅/平方英尺),热/通风/空调(HVAC),温度(华氏68-77度),相对湿度(40-55%),电力,接地,和防火保护等。
布线拓扑结构
数据中心的水平和主干布线都采用星型拓扑结构,水平线缆可以连接到HDA或直接到MDA,考虑到系统冗余,位于同一ZDA或EDA的不同端口,可分别敷设水平线缆到不同的HDA;
主干布线采用一级星型拓扑结构,每个HDA的水平跳接直接与MDA的主跳接相连,不允许有中间跳接;
数据中心结构中允许增加一个冗余的备用分布区域,在此情况下,HDA-MDA,HDA-备用分布区都有主干布线。
为了达到充分的冗余,标准允许水平分布区HDA间的直连,这种直连是非星型结构,用于支持常规布线距离超过应用要求距离的情况。为了避免超过最大电路限制的要求,允许在HDA和备用的进入场所间进行直连布线。

布线媒介
标准认可多种媒介类型以支持广泛的应用,但是建议对于新安装的IDC采用最高容量的布线媒介以最大化其适应能力并保持基础布线的使用寿命。
认可的媒介有:
100欧姆双绞线(ANSI/TIA/EIA-568-B.2),建议六类(ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1)
多模光缆:62.5/125或50/125um(ANSI/TIA/EIA-568-B.3),建议选用50/125um,850nm工作波长的激光优化多模光缆(ANSI/TIA/EIA-568-B.3-1)
单模光缆(ANSI/TIA/EIA-568-B.3)
认可的同轴媒介为75欧姆(734和735类型)同轴电缆(符合Telcordia GR-139-CORE)及同轴连接头(ANSI T1.404)。这些电缆和连接头被建议用于支持T-3,E-1及E-3电路。
数据中心通道
标准认可多种类型布线通道,包括架空地板系统和头顶线缆槽系统(典型用于数据中心)。
架空地板系统建议用于高容量和高密度接入的数据中心,或支持大型计算机系统(如主机)的数据中心。这些计算机系统被设计为从底部引入线缆。高架地板下的电信布线建议放置于线槽中,线槽要求不能阻挡气流,无锋利边角。
头顶线槽系统应从天花板上悬挂下来,而不是附在机架/机柜的顶部,这样的悬挂式线槽具有更好的灵活性,可支持不同高度的机柜/机架设备。
标准建议在设备排中间的走廊上安装照明器材和防火喷洒头,而不是直接安装在设备上方。
在通常安装设备的机架/机柜中,冷空气的入口是在机柜/机架的前面,热空气从背面排出。故TIA/EIA-942标准建议以交替模式排列设备排,即机柜/机架面对面排列以形成热区和冷区。冷区是机架/机柜的前面区域,如果有静电地板,电力电缆最好分布在地板下面,并通过静电地板上的开孔从前面的冷区进入机柜。热区位于机架/机柜的后部,典型地安装了电信布线的线槽。在设备上要选择使用从前到后冷却配置的类型,安装颠倒会扰乱热区和冷区的正常功能,即一台设备可能从另一台设备吸收热空气。
机柜需要合适的通风以保证设备的正常冷却。如果机柜没有电扇以增强冷热区的功能,机柜的门至少要有50%的开放空间。
安装设备和布线系统也需要机柜./机架前后有合理的空间,前面的空间应有4 英尺(最少3英尺),后面的空间应有3英尺(最少2英尺)。

总结
相比较国外市场,国内数据中心的建设还处于启动阶段,对于如何规划定位数据中心及合理选取布线产品,用户及设计单位还缺乏全面的认识。因此,充分理解和掌握TIA/EIA-942数据中心标准对于我国的数据中心建设具有十分重要的意义。