1、精選優質文檔-傾情為你奉上隨著國內金融業全面對外開放和國內大型企業數據大集中的工作，我們已看到數據中心作為一種物理載體在企業發展和運營中的作用越來越突出，也看到國內很多大型 IT 公司、金融、電信、政府等行業的數據中心在不斷地投入建設。筆者有幸參加了一些大型數據中心項目的設計工作，根據一些項目的體會以及結合手中所掌握的國際國內有關此方面的資料，對數據中心各等級的特性要求作一分析與匯總，供同行參考。 一關于數據中心的定義 數據中心（ Data Center ）通常是指在一個物理空間內實現對數據信息的集中處理、存儲、傳輸、交換、管理，一般含有計算機設備、服務器設備、網絡設備、通訊設備、存儲設備等關

2、鍵設備。數據中心的基礎設施 (Data Center Infrastructure) 是指為確保數據中心的關鍵設備和裝置能安全、穩定和可靠運行而設計配置的基礎工程，也稱機房工程 (Facility Site Engineering) ，數據中心機房工程的建設不僅要為數據中心中的系統設備運營管理和數據信息安全提供保障環境，還要為工作人員創造健康適宜的工作環境。 二數據中心設計的依據和標準 目前國內外與數據中心有關的工程建設標準主要有電子計算機機房設計規范（ GB50174-92 ）、電信專用房屋設計規范（ YD/T5003-2005 ）、美國通信工業協會 (TIA) 發布的 ANSI/TIA-9

3、42 2005 ， Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers （數據中心的通信基礎設施標準），它們是數據中心建設定位、功能指標、設計技術、施工工藝、驗收標準等的具體技術要求與體現。其中美國通信工業協會 (TIA) 發布的 ANSI/TIA-942 2005 ， Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers （數據中心的通信基礎設施標準）是國際上第一部較為全面地以數據中心為對象的技術規范標準，它為現代的機房工程建設提出了新的設計理念、系統構架與技

4、術指標，并給出了許多的技術與系統的工程建議與指導。 TIA-942 數據中心的通信基礎設施標準是由美國通信工業協會（ TIA ） 委員分會制定，并由美國國家標準學會（ ANSI ）和美國通信工業協會（ TIA ）于 2005 年 4 月 12 日共同發布，這是該標準的第一版本。該標準所說的數據中心可以是政府或企業自有產權的自有數據中心，也可以是運營商用于租賃服務的公用數據中心。該標準描述了各類數據中心或計算機房中，對通信基礎設施的起碼的、最低的要求。 三數據中心機房的等級及其分級的依據 在國內標準電子計算機機房設計規范（ GB50174-92 ）中主要從機房選址、建筑結構、機房環境、安全管理及

5、對供電電源質量要求等方面對機房分級，可分為 A （ 容錯型 ）、 B （ 冗余型 ）、 C （ 基本型 ）三個級別。 在美國標準 TIA-942 數據中心的通信基礎設施標準中主要是根據數據中心基礎設施的“可用性（ Availability ）”、“穩定性（ Stability ）”和“安全性（ Security ）”分為四個等級： Tier I ， Tier II, Tier III, Tier IV 。其中這四個等級可用性的劃分是源于美國標準 The Uptime Institute, Inc. 的 Industry Standard Tier Classi?cations De?ne Si

6、te Infrastructure Performance （采用分類等級的方式定義場地基礎設施性能的工業標準），在該標準中，美國 The Uptime Institute 依據工程需求與實踐，提出了場地基礎設施的分類等級的體系框架，針對數據中心的關鍵設備期望達到“五個九”即 % 的系統應用可用性的需求，提出了要與之相匹配的機房場地基礎設施 ( 電源配電、暖通空調、以及其他的相關系統 ) 的可用性等級指標。 四在 TIA-942 標準中數據中心各等級的特性及要求 根據 TIA-942 標準，數據中心機房可分為四級：由“等級 Tier I ”沒有冗余部件組成的系統（可提供 % 的可用性）到“等級

7、 Tier IV ”有冗余部件（能夠故障容錯）和實現不間斷維修的系統（可提供 % 的可用性）。根據該標準場地的可用性分類等級框架分成四個層次等級，下面將介紹該標準中每個等級的特性及其數據中心基礎設施等級的類型、要求和相關特性： ( 一 ) 等級 Tier I 基本數據中心 “等級 I ”的數據中心對來自有計劃和無計劃的運營中斷反映敏感（影響較大）。數據中心配有計算機電力分配和冷卻，但是它可以或不一定有架高的活動地板，一臺 UPS 或者一臺發電機。在這些系統上的關鍵的負荷能達到 N 的 100% 。 如果它確實有 UPS 或者發電機，他們是單個模塊的系統并且有很多單個的故障點。一個年度內場地內基

8、礎設施被完全關閉停運，是基于進行預防性檢修和修理的需要。緊急狀態下可能需要頻繁地關閉設施。場地內基礎設施組成器件故障、操作錯誤，以及自然產生地失敗將引起數據中心運營的中斷。等級 I 由電力和冷卻分配的一條單通路組成，沒有多余的組成部分，提供 % 的可用性。( 二 ) 等級 Tier II 基礎設施部件冗余 “等級 II ”的數據中心采用設備部件冗余要比“基本數據中心”有計劃和無計劃的運營中斷反映稍微要少（影響較小）。場地內有架高的活動地板，一臺 UPS 和發電機，動力的能力設計是 N+1 ，全部有條單一的分配線路。關鍵的負荷能達到 N 的 100% 。關鍵線路的維修和場地內其他基礎設施的維修維

9、護將需要一次處理性關閉中斷。等級 II 由電力和冷卻分配的一條單通路組成，帶有多余的組成部分，提供 % 的可用性。( 三 ) 等級 Tier III 基礎設施同時可維修 “等級 III ”的數據中心具有能夠進行任何有計劃的場地基礎設施活動，而又不應使計算機硬件系統運行中斷的能力。有計劃的活動包括預防性和程序性的維修，修理和替換零部件，添加或調整部件的容量，部件和系統的測試。對使用冷凍水系統的大型場地來說，這表示兩套獨立的管路。要有足夠的能力和分配，一定可提供在進行維修或者在其它管路上測試時，在一條管路上同時帶負荷。無計劃的活動，例如設備基礎設施的零部件，在運行中或者自然的情況下發生故障，引起數

10、據中心的運行中斷。在一個系統上的關鍵的負荷不超過 N 的 90% 。當客戶的業務需要得到正當合理的額外保護時，“等級 III ”的場地將被有計劃地設計成可升級成“等級 IV ”的場地。等級 III 由多條有效的電力和冷卻分配道路組成，但是只一條道路活躍，有多余的組成部分，并且同時是可維修的，提供的 % 的可用性。( 四 ) 等級 Tier IV 基礎設施故障容錯 “等級 IV ”的數據中心具有能夠進行任何有計劃的的活動且不會對關鍵的負荷造成中斷的能力，且有提供場地基礎設施容量及其能力。基礎設施故障容錯的功能性為場地基礎設施的能力提供至少維持一種最壞的情況，無計劃的故障或者事件將不影響關鍵的負荷

11、。這需要同時活躍的分配道路，通常在 S+S 的雙電源系統配置里。電力系統供應表示為每個有 N+1 冗余的兩個單獨的 UPS 系統。在一個系統上的涉及的關鍵的負荷不超過 N 的 90% 。 “ 等級 IV ”需要全部計算機硬件有故障容錯的雙電源輸入。嚴格的故障容錯測驗使數據中心具有維持無計劃故障或者運行錯誤時，不發生計算機機房過程中斷的能力。等級 IV 由多條有效的電力和冷卻分配道路組成，有多余的組成部分，并且是故障容錯，提供的 的可用性。 綜上所述，我們可以用以下幾個對照表來總結數據中心的設計依據及其各等級的特性和要求：1. 數據中心建設相關標準類別 級別 具體內容 國家規范 電子計算機機房設

12、計規范（ GB50174-92 ）、電信專用房屋設計規范（ YD/T5003-2005 ） A （ 容錯型 ）、 B （ 冗余型 ）、 C （ 基本型 ） 從機房選址、建筑結構、機房環境、安全管理 及對供電電源質量要求 等方面對機房分級，分為 A 、 B 、 C 三個級別 美國標準 ANSI&TIA-942 數據中心通訊網絡基礎設施標準 美國標準 ANSI&TIA-942 數據中心通訊網絡基礎設施標準 Tier I 單電源和冷卻分布，沒有冗余的構件，仍受計劃性和非計劃性活動所帶來的中斷影響，只可提供 的可用性（基本數據中心） Tier II 單電源和冷卻分布，有冗余的構件，可輕

13、微減少計劃性和非計劃性活動所帶來的中斷影響，只可提供 可用性（冗余設計數據中心） Tier III 多路可用的電源和冷卻分布通道，但平時只有一路在使用，由冗余的構件，可并行維護，所有計劃性的基礎設施相關活動不會影響計算機硬件的正常運行，只可提供 的可用性（可并行維護數據中心） Tier IV 多路可用的電源和冷卻分布通道，有冗余的構件，并支持容錯能力，只可提供 的可用性（容錯數據中心） 2. 國際行業標準 ANSI&TIA-942 關于數據中心分級的一些主要技術指標 項目 第一級 基本 第二級 具冗余單元 第三級 可并行維護 第四級 容錯 數據中心可用性 每年由于基礎設施引起的 IT

14、服務中斷時間 小時 小時 小時 （ 96 分鐘） 小時 （ 24 分鐘） 建筑物類型 租用 租用，且其它租戶沒有危險 獨立運行，且必須都是數據中心或電信運營商（或自有） 獨立運行，且必須都是數據中心或電信運營商（或自有） 供電通路數量 僅有一路 僅有一路 一路主用，一路備用 兩路互為熱備 供電冗余措施 N N+1 N+1 S+S 或 2(N+1) UPS 電源冗余 N N+1 N+1 S+S 或 2(N+1) 發電機容量 僅供計算機及通信系統設施的用電及其動力 僅供計算機及通信系統設施的用電及其動力 僅供計算機及通信系統設施的用電及其動力，冗余一臺 供大樓內所有負載，冗余一臺 根據所安裝 UP

15、S 的容量正確選擇發電機 是 是 是 是 發電機燃料供應時間（滿負載運行） 8 小時（如果 UPS 有 8min 的備份時間可以不設置） 24 小時 72 小時 96 小時 UPS 電池最少滿負載備份時間（有發電機應急電源系統） 5min 10min 15min 15min 重要負載的自動切換 設置帶維護旁路的 ATS ，一旦發生斷電， ATS 自動切換到發電機供電回路 設置帶維護旁路的 ATS ，一旦發生斷電， ATS 自動切換到發電機供電回路 設置帶維護旁路的 ATS ，一旦發生斷電， ATS 自動切換到發電機供電回路 設置帶維護旁路的 ATS ，一旦發生斷電， ATS 自動切換到發電機供

16、電回路 負載同步控制器 LBS 無 無 有 有 動力設備和環境集中監控系統 無 無 有 有 分類 / 分區供電 不是 不是 不是 是 關鍵的負荷可用度 100 N N 的 100 100 N N 的 100 90 N N 的 90 90 N N 的 90 初始的用電總量（瓦 / 每平方英尺）（典型值） 20-30 40-50 40-60 50-80 最終的用電總量（瓦 / 每平方英尺）（典型值） 20-30 40-50 100-150 150+ 150 以上 連續冷卻 沒有 沒有 或許 是的 場地空間架空中活動地板的比率 20% 30% 80%-90% 100% 架空活動地板的高度（典型值）

17、12 ” 30CM 18 ” 45CM 30 ” -36 ” 75 -90CM 30 ” -36 ” 75 -90CM 地板荷載磅 / 每平方英尺（典型值） 85 100 150 150 并行維護能力 沒有 沒有 有 有 容錯能力 沒有 沒有 沒有 有 單點故障 很多 + 人為錯誤 很多 + 人為錯誤 有一些 + 人為錯誤 一個沒有 + 人為錯誤 人員配備 沒有 1 班 超過 1 班 7*24 小時 值班 沒有值班 1 名值班 1 名值班 + 輪班 永遠 24 小時值班 場地的可用性 % % % % （注： 1 平方米 平方英尺 ， 1 千克 磅 ）3. 國際行業標準 ANSI&TIA

18、-942 標準對數據中心選址的技術指標要求 內容 Tier I Tier II Tier III Tier IV 臨近水災區域 沒有要求 不能在水災區域 不在百年一遇的水災或至少離開 50 年一遇的水災區域 91 米 至少離開百年一遇的水災區域 91 米 臨近海岸或內陸河流 沒有要求 沒有要求 不小于 91 米 不小于 800 米 臨近主要的交通要道 沒有要求 沒有要求 不小于 91 米 不小于 800 米 臨近機場 沒有要求 沒有要求 不小于 公里 ，最好大于 48 公里 不小于 8 公里 ，最好大于 48 公里 臨近主要城市區域 沒有要求 沒有要求 不大于 48 公里 不大于 16 公里

19、源自： ANSI&TIA-942Telecommunication Infrastructure Standard for Data Centers 4. 國際行業標準 ANSI&TIA-942 標準對建筑設計的技術指標要求 內容 Tier I Tier II Tier III Tier IV 在建筑物內有多個租戶 沒有限制 沒有危險的其他租戶 必須是數據中心或電信運營商 必須是數據中心或電信運營商 來訪人員停車場與機房外墻的距離 沒有要求 沒有要求 至少離開 米 至少離開 米 ，并通過物理障礙防止車輛靠近 來訪人員和內部人員的停車場分離 沒有要求 沒有要求 通過欄柵或墻物理分離 通過欄柵或墻物理分離 機房周邊沒有對外的窗戶 沒有要求 沒有要求 是 是 公共廁所和休息室與計算機房的分離 沒有要求 沒有要求 如果是直接相鄰，需要配備水災保護擋板 不能直接相鄰，并配備有水災保護擋板 防暴設計的墻、窗戶和門 沒有要求 沒有要求 最小為 Level3 最小為 Level3 5. 國際行業標準 ANSI&TIA-942 標準對通信網絡的技術指標要求 內容 Tier I Tier II Tier III Tier IV 經不同路由接