邵旗力 朱建良 姚楊鳳

[摘? ? 要]當(dāng)今時代是一個信息化的時代，在人們的交流與溝通中都離不開數(shù)據(jù)信息。為了保證數(shù)據(jù)信息的傳輸效率，云計算應(yīng)運而生，成為了繼互聯(lián)網(wǎng)、計算機后在信息時代的一種新的變革。越來越多的企業(yè)也都意識到了云計算的重要性，紛紛成立了自己企業(yè)的云計算數(shù)據(jù)中心，進行信息傳輸工作。為了保證云計算數(shù)據(jù)中心的順利運行，就需要設(shè)計安全可靠的電氣系統(tǒng)，故文章對企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心電氣設(shè)計進行了研究探討。

[關(guān)鍵詞]云計算;電氣設(shè)計;數(shù)據(jù)中心;自動化設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)

[中圖分類號]TP308 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

On the Electrical Design of Cloud Computing Data Center

Shao Qi-li，Zhu Jian-liang，Yao Yang-feng

[Abstract]Today's society is an information age， in the exchange and communication are inseparable from information and data. In order to ensure the communication speed of information and data， cloud computing came into being， which has become a new innovation in the information age after the Internet and computer. More and more enterprises are aware of the importance of cloud computing， and have set up their own cloud computing data center for information exchange. In order to ensure the smooth operation of cloud computing data center， it is necessary to design a safe and reliable electrical system， so this paper studies the design of enterprise cloud computing data center electrical system.

[Keywords]cloud computing; electrical design; data center; automation equipment; network

云計算數(shù)據(jù)中心主要是通過資源分享來實現(xiàn)交互性和規(guī)模經(jīng)濟。根據(jù)企業(yè)對于信息量的需求不同，云計算數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也不同，但是其重點都是需要大量的計算機、電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等進行操作運行，而這些設(shè)備一旦遭遇供電中斷或波動、故障，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失等嚴(yán)重的后果。因此，云計算數(shù)據(jù)中心的設(shè)計一定和電路，和電力網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)密切相關(guān)。

1 供電系統(tǒng)設(shè)計

云計算數(shù)據(jù)中心中往往包含著許多的電子設(shè)備，而電子設(shè)備的使用又離不開電力的支持，沒有了電，電子設(shè)備就只是“一堆毫無生氣的機器”，不能對云計算數(shù)據(jù)中心起到任何作用。由此可見，在云計算數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中，供電系統(tǒng)是至關(guān)重要的。在進行數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)建設(shè)的時候，首先要按照國家有關(guān)要求確定用電負(fù)荷等級，再對相應(yīng)的系統(tǒng)進行設(shè)計，以保證整體供電系統(tǒng)的安全性、合理性。在通常情況下用電負(fù)荷量都規(guī)定為一級。在對企業(yè)的數(shù)據(jù)中心進行供電系統(tǒng)設(shè)計時，要注重機房的負(fù)荷量。另外，計算機在運行過程中不能斷電，因此需要設(shè)置多個電源，以保證在電網(wǎng)供電故障的時候，還有備用的發(fā)電機用來維持計算機的正常運行，同時還需要設(shè)置多個變壓器，減輕單個變壓器的負(fù)荷承載量，互相備用，確保變壓器以及計算機的正常運行，同時能夠保證工作效率。

云計算數(shù)據(jù)中心還應(yīng)該按照國家的相關(guān)規(guī)定進行供電系統(tǒng)的設(shè)計。企業(yè)的云計算數(shù)據(jù)中心往往設(shè)備眾多，同時使用的時候功率也會很大，在這種情況下就需要格外注意用電安全，盡可能地減少所需電量，節(jié)約資源，降低成本，這也對供電系統(tǒng)的設(shè)計提出了要求。

（1）在設(shè)計現(xiàn)行狀態(tài)下的供電系統(tǒng)的時候，應(yīng)該充分考慮企業(yè)未來數(shù)據(jù)中心的發(fā)展情況。

在企業(yè)不斷發(fā)展的過程中，云計算數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)可能會進行升級，從而計算機的數(shù)量、計算機的配置要求等也會提高。因此在設(shè)計供電系統(tǒng)的時候，不能只看重當(dāng)下現(xiàn)有系統(tǒng)的規(guī)模，同時也應(yīng)該考慮未來系統(tǒng)的發(fā)展情況，在設(shè)計的時候應(yīng)留出一定空間給未來可能增加的計算機，盡可能地減少不必要的設(shè)計，避免隨著企業(yè)的發(fā)展一次次地修改供電系統(tǒng)，這樣不僅會浪費人力資源，也不利于企業(yè)節(jié)約成本。

（2）設(shè)計系統(tǒng)時要保證供電系統(tǒng)的安全性。

上文已經(jīng)闡述過，在多個機器共同運行時，往往會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的負(fù)荷過大，所以在供電系統(tǒng)建設(shè)時，就應(yīng)該重視其安全性和穩(wěn)定性。在設(shè)計中，可以在配電設(shè)備前增加交流連續(xù)的UPS電源，以滿足數(shù)據(jù)中心運行的高要求，保證其可以在主電源出現(xiàn)故障、使用備用電源的時候，持續(xù)供電，以保證計算機的穩(wěn)定運行。但是需要注意的是，UPS電源在運行時往往工作聲音較大，可能影響員工工作，因此在對企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心進行供電系統(tǒng)設(shè)計的時候，一般將UPS電源設(shè)置在地下樓層，靠近負(fù)荷中心而不影響正常辦公的地方。

（3）注意建設(shè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)急供電裝備。

云計算數(shù)據(jù)中心是整個企業(yè)進行信息交流的中心，因此在使用過程中，重點就是要保證信息的存儲安全、傳輸順暢，這就對數(shù)據(jù)中心的電路和網(wǎng)絡(luò)有著極高的要求。在運行期間，為了防止因斷電而產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)丟失、信息交流中斷等問題，就一定需要設(shè)置應(yīng)急供電系統(tǒng)。一般情況下，是以柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源，這就需要在日常工作中準(zhǔn)備好充足的柴油，以備不時之需，并應(yīng)將其放置在遠(yuǎn)離電路以及火源的陰涼、安全的地方，并派專人定期進行檢查，防止柴油泄露等情況的產(chǎn)生;應(yīng)急電源的供電量要能夠滿足全部負(fù)荷用電，能至少維持?jǐn)?shù)據(jù)中心8h的正常工作，這樣才能夠使系統(tǒng)運行堅持到正常供電，盡可能對工作不產(chǎn)生損失，保證數(shù)據(jù)中心的正常運行。

2 自動化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)維護

在云計算數(shù)據(jù)中心里，所使用的設(shè)備都是精密電子設(shè)備，而且這些電子設(shè)備通常是自動化的，減少了人力成本。在當(dāng)今這個互聯(lián)網(wǎng)時代，自動化設(shè)備已經(jīng)與基于云計算的網(wǎng)絡(luò)平臺相結(jié)合，這樣在工作中就能夠更好地將生產(chǎn)中的有用數(shù)據(jù)挖掘出來，這也正是網(wǎng)絡(luò)帶給人們的便捷之處。因此，在數(shù)據(jù)中心中對于設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)維護十分必要。通常來說，云計算的自動化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)維護平臺是由總部云端服務(wù)器和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)兩部分組成，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要是分布在數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場的各個角落，它們通過無線網(wǎng)絡(luò)與總部終端相連接，由此將運行數(shù)據(jù)與云端平臺進行實時交互。在網(wǎng)絡(luò)平臺的維護中，一方面要重視云端服務(wù)器的維護。為避免服務(wù)器面臨的大量的數(shù)據(jù)高發(fā)問題，就要定期維護服務(wù)器的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，

保證數(shù)據(jù)的訪問與處理速度，清理在運行中所產(chǎn)生的各類“垃圾”、“病毒”，以緩解內(nèi)存壓力，一旦設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的運行代碼無法滿足工作的運行要求，還需要及時更改設(shè)計，保證數(shù)據(jù)中心的正常運行;另一方面要重視監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的維護。所謂監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其實質(zhì)是用于保證自動化設(shè)備的正常運行，因此在日常工作中，同樣應(yīng)定期進行檢查，并及時觀測其監(jiān)控情況與總部終端的連接情況，以及設(shè)備自身的功能是否良好等，只有在日常維護中保證了云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)正常運行速度，才能保證正常的工作不會受到影響。

3 自動化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要針對對象是物理設(shè)備，而非網(wǎng)絡(luò)性能，但在整個網(wǎng)絡(luò)控制中，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性仍然是十分重要的部分。對于云計算下自動化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)往往具有以下的問題。

（1）云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸鏈比較單一，在自動化設(shè)備共同運行的時候，可能會無法滿足傳遞數(shù)據(jù)的交互需求，或者是在傳輸?shù)倪^程中，信息傳遞的速度緩慢，影響了企業(yè)正常的工作效率。

（2）在網(wǎng)絡(luò)世界中，一旦安全管控缺失，云計算數(shù)據(jù)中心中的信息系統(tǒng)就會受到一定的攻擊，這些都會對數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。

為了在運行中避免上面所述問題，系統(tǒng)在對云計算下自動化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)進行控制的時候，需要選取最適合、最能夠與設(shè)備相匹配的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)要具有一定的安全性。在設(shè)計時，要設(shè)計入侵防御系統(tǒng)，防御外來的病毒和“敵人”的入侵。保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行具有一定的安全性，在數(shù)據(jù)中心運行過程中不會造成工作數(shù)據(jù)的丟失，阻擋外來的攻擊，保證企業(yè)信息安全;為了解決傳輸鏈單一問題，系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置雙路傳輸鏈，從而滿足系統(tǒng)、設(shè)備的數(shù)據(jù)交互需求，保證數(shù)據(jù)信息傳輸速度，對于遠(yuǎn)程辦公還可以掛接VPN，實現(xiàn)總部與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全穩(wěn)定互連，保證工作效率。

4 生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲

在云計算數(shù)據(jù)中心的運行中，最重要的就是各種數(shù)據(jù)之間進行相互交流。數(shù)據(jù)，是運行的基礎(chǔ)，因此，在云計算數(shù)據(jù)中心中對數(shù)據(jù)的存儲至關(guān)重要。企業(yè)的云計算數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)設(shè)立數(shù)據(jù)存儲庫，將各類數(shù)據(jù)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進行分類，這樣可以方便后續(xù)工作的進行。①對于公司業(yè)務(wù)相對集中但比較小型的企業(yè)，可以采用DAS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲方案。DAS又被稱作直接附加存儲，是指將存儲設(shè)備通過SCSI接口直接連接到一臺服務(wù)器上使用，該方法成本低，設(shè)備簡單，但是備份的操作比較復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可以訪問，相較于其他方法，該方法設(shè)備分散，管理比較困難，可能會造成資源浪費;②對于服務(wù)器較少但是數(shù)據(jù)管理要求高的企業(yè)，可以采用NAS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲方案。NAS又稱為網(wǎng)絡(luò)附加存儲，是帶有瘦服務(wù)器的存儲設(shè)備，其減少了系統(tǒng)開銷，對硬件的要求很低，但是當(dāng)有大量數(shù)據(jù)流時就會嚴(yán)重影響運行性能，并且存儲只能以文件的方式訪問，在有些情況下可能會嚴(yán)重影響企業(yè)數(shù)據(jù)中心的工作效率;對于服務(wù)器相對集中且對數(shù)據(jù)中心整體要求高的企業(yè)，可以采用SAN數(shù)據(jù)存儲方案。SAN又稱為存儲區(qū)域網(wǎng)，是一種獨立于IP網(wǎng)絡(luò)之外的專用網(wǎng)絡(luò)，一般采用高端RAID陣列，但是其價格過高，小型企業(yè)一般無法承擔(dān)，在使用中，還要單獨建立光纖網(wǎng)絡(luò)，很難進行異地擴展;④對于服務(wù)器較為分散且對數(shù)據(jù)中心的要求不是很高的大中型企業(yè)，可以采用iSCSI數(shù)據(jù)存儲方案。該種方案是最新發(fā)展的一種技術(shù)，需要管理者以高超的技術(shù)進行操作。在使用iSCSI數(shù)據(jù)存儲方案的時候，如果為了追求更加高效的傳播速度，而采用了專門的iSCSI網(wǎng)卡，雖然可以減少系統(tǒng)性能開銷，但與此同時會增加成本，數(shù)據(jù)的傳播速度也會隨著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的好壞而變化。除此之外，為了保證數(shù)據(jù)存儲的安全準(zhǔn)確，還需要與上述的幾個云計算的數(shù)據(jù)中心設(shè)計方向共同協(xié)作，定期對網(wǎng)絡(luò)進行維護，注重網(wǎng)絡(luò)的控制，保證電力的正常供應(yīng)，才能夠使生產(chǎn)數(shù)據(jù)不丟失，保證企業(yè)正常運行。

5 總結(jié)

云計算數(shù)據(jù)中心的電氣設(shè)計是保證整個數(shù)據(jù)中心順利工作的重點，只有將云計算數(shù)據(jù)中心的電氣系統(tǒng)設(shè)計完好，才能保證從供電、從網(wǎng)絡(luò)都保證數(shù)據(jù)中心的順利運行。本文從云計算數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)、自動化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)維護、自動化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲四個方面對電氣系統(tǒng)的設(shè)計進行了闡述，希望能夠?qū)ζ髽I(yè)數(shù)據(jù)中心設(shè)計有所幫助，為今后數(shù)據(jù)中心的發(fā)展提供思考方向。

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