高校网络核心机房的设计与建设
摘要：高校网络核心机房是校园各类信息数据集中处理、交换、存储与管理的中心。随着社会经济的蓬勃发展和信息技术的快速进步，对网络核心机房的建设要求也越来越高。该文结合浙江海洋学院网络核心机房的建设，简要介绍了高校网络核心机房的整体设计方案。
关键词：核心机房；设计；装修；热通道；冷通道
Abstract： Data center in universities is the center of the campus all kinds of information data processing， switching， storage and management. With the rapid development of social economy， and the rapid progress of information technology， the requirements for the data center are also more and more. This paper briefly introduces the overall design of the data center in universities based on the construction of the data center of Zhejiang Ocean University.
Key words： data center； design； decoration； hot aisle； cold aisle
1 项目背景
我校根据社会经济发展的新形势和高等教育发展的新要求，为有效解决我校整体办学空间不足和学校的独立学院需独立校区的办学问题，并为创建大学创造必要的基础条件和发展空间，学校实施了校本部迁建工程。新校区一期按8000学生办学规模规划，占地面积800亩，建筑面积27万平方米，共32幢建筑单体。为保证新校区网络系统可靠地运行，信息安全地存储，并畅通无阻地传递，一个良好的网络核心机房是必不可少的。
浙江海洋学院网络核心机房位于实验大楼四楼，建筑面积约90平米，分为主机房和UPS配电机房。主机房面积62 平米，主要放置机柜、交换机、服务器、精密空调、UPS精密配电柜等。 UPS配电机房面积28 平米，主要放置UPS主机、电池柜、市电配电柜等。
2 总体要求
浙江海洋学院网络中心机房建设的目标是满足当前的业务需要，并适当超前，建成一个具有一定的规模容量、技术先进、功能完备、运行高效、质量优良、安全可靠、使用方便、能够满足全方位、多层次需求的机房和数据中心。为此，机房的设计和建设需包含机房装修、供配电系统、防雷及接地系统、空调系统、综合布线系统、机房监控系统、机房消防系统等七个部分，并严格按照国家制定的《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462-2008进行设计、施工。
3 详细设计
3.1 机房装修
3.2 供配电系统
供配电系统是机房工程的重要组成部分，是校园网络系统安全可靠运行的最基本保障。浙江海洋学院网络核心机房配置了一台市电配电柜和一台UPS精密配电柜。引自低配房的两路市电经过ATS双电源自动切换开关接入市电配电柜，为两台精密空调、两组UPS系统、新风机、照明和维修插座等供电。同时，还需为两组UPS系统各引出一路维修旁路。当UPS出现故障或进行维护检修时，可将UPS负载无间断地切换到旁路电源上，这样就不会影响网络设备的正常使用了。两组UPS系统通过UPS精密配电柜各引出30路16A输出分路，并各分一路接入网络机柜或服务器机柜，通过16A工业连接器连接各类型PDU插座，为安装在网络机柜和服务器机柜中的双电源负载设备提供双电源供电。此外，UPS系统还需为应急照明、门禁系统、环境监控系统、消防系统和监控室工作位等提供电源。所有强电施工均采用下走线方式。
3.3 防雷及接地系统
由于网络核心机房内存放的服务器、交换机等设备集成了大量的VLSI 芯片，从而造成了设备耐过电压、过电流的能力不强。雷电特别是感应雷和操作过电压对设备的危害很大，所以网络机房必须部署防雷接地系统。浙江海洋学院网络核心机房的防雷接地系统除了利用大楼原有的避雷装置外，在市电配电柜和UPS配电柜输入端分别安装了32A/4P和25A/4P防浪涌保护器，并用30mm×3mm的紫铜排，在机房活动地板下交叉排成方格，其交叉点与活动地板支撑的位置交错排列，形成等电位联结网格。机柜工作地、安全地、抗静电地板支架、天花龙骨、墙身龙骨、彩钢板等均与等电位联结网格做等电位连接，与各类金属管道、金属线槽和建筑物金属结构同各楼层接地汇流排连接后，再接至大楼总等点位联结箱。这样，能够快速有效地泄漏掉因雷击所产生的感应雷电流和各种静电， 保证了机房电子设备的安全。 3.4 空调系统
为了使机房的各种设备和管理人员有一个良好的工作环境，并使设备能够安全、可靠、高效地运行，就要提供一个符合其运行标准的机房环境。这就对机房的制冷、制热、加湿、除湿、滤尘有严格的要求。如机房的运行环境温度保持在22～24摄氏度，相对湿度在35%～50%之间，噪声声压级小于68分贝，主机房内要维持正压，与室外压差大于9.8帕，送风速度不小于3米/秒，在表态条件下，主机房内大于0.5微米的尘埃不大于18000粒/升等。而要达到这样的要求，普通空调很难做到，一般需要采用精密空调。
根据机房面积、净空、设备可能达到的总负荷，我们选择安装两台制冷量各为41KW的精密空调。气流组织采用下送风、上回风的方式，即抗静电活动地板静压箱送风，吊顶天花微孔板回风。而机柜的摆放要按照交替模式排列成行，即机柜面对面、背对背排列以形成热通道和冷通道。精密空调产生的冷风在地板下流动，经机柜前面的风口地板孔洞吹出，被机柜前端的设备吸入，给设备降温后形成热空气，由机柜后端排出至热通道。热通道的热空气与新风系统产生的新风混合后，进入空调设备处理。这样能将冷热空气有效隔离，避免不必要的冷热交换，提高了空调系统效率，节约了能源，降低了机房运行费用。
3.5 综合布线系统
为了给网络核心机房的设备提供可靠的连接和合适的传输带宽，并保证网络7×24 小时不间断运行，对网络核心机房来说，建立一套先进、完善的综合配线系统是必不可少的。
3.6 机房监控系统
机房监控系统也是网络核心机房一个重要的组成部分。它能监测机房内部的工作环境，以及机房内主要设备的运行情况，并且可以通过各种报警手段提醒机房管理人员，及时处理问题，把事故隐患消灭于萌芽阶段，从而提高机房管理人员的事故处理能力和应变速度，实现机房管理和维护的少人值守甚至无人值守。
我校网络核心机房监控系统由机房动力监控系统、机房环境监控系统和门禁系统组成。机房动力监控系统主要对市电配电柜、UPS主机和UPS精密配电柜的运行情况进行监测。机房环境监控系统主要对空调、温度、湿度、漏水等进行监测。门禁系统对机房出入通道进行管制，并对人员进出情况进行记录和管理。对于视频监控系统，由于校园楼宇内外已部署较为严密的视频监控系统，所以，出于成本考虑，机房内未再部署视频监控系统。
3.7 机房消防系统
网络核心机房里存放着昂贵的电子设备和数据资源，传统的水、泡沫、干粉和烟雾灭火系统都不适用于网络核心机房，而是适宜采用气体灭火系统。我国目前常用的气体灭火系统主要有二氧化碳灭火系统、三氟甲烷（HFC-23）气体灭火系统、七氟丙烷（HFC-227ea/FM200）灭火系统和混合气体自动灭火系统等。由于我校网络核心机房面积不大，没有设置单独的气瓶间，故采用的是七氟丙烷无管网自动灭火系统、全淹没灭火方式。该系统由箱式气体灭火装置、火灾探测器和气体灭火报警控制器等组成，具有自动、电气手动和机械应急手动三种控制方式，并与学校消控中心联动。其中箱式气体灭火装置由箱体、储存瓶组、连接管、喷嘴等组成。为了达到良好的灭火效果，在主机房东北角和西南角各放置一个箱式气体灭火装置，组成一个防区，在UPS配电机房东南角放置一个箱式气体灭火装置，组成另一个防区。每个防区各有一路感烟探测器和一路感温探测器。报警控制器采用双路确认模式。当单路探测器报警时，报警控制器发出预警信号，同时将信号传给该防区的声光报警器。只有当两个回路的探测器都报警时，控制器才同时输出声光火灾报警信号和火灾启动信号给该防区气体灭火控制盘，该控制盘发出延时启动信号，同时关闭空调等通风设备，延时30秒后，启动七氟丙烷灭火装置实施灭火，释放灯亮，提示人们切勿进入防区。
4 小结
高校网络核心机房的设计与建设是一个复杂的系统工程，各个系统之间需要相互配合、联动工作，才能为核心机房内的设备提供了良好的运行环境，才能保障机房内的设备安全、可 靠、高效的运行，才能提供满意的网络和信息服务。浙江海洋学院网络核心机房建成一年多来，运行稳定、状态良好，达到了设计的目标。