一、引述
1、由來
數據中心(data center)是信息通信技術(ICT)融合與發展的產物,成為了目前國家重要的關鍵信息基礎設施。數據中心一詞應是源于“計算機中心”或“計算機機房”。我們知道,在上世紀,為人們的工作和生活改變、社會經濟的發展帶來深刻影響的科學技術之一就有,計算機技術的發展。當初,計算機技術的發展非常迅猛,由單一的計算機,發展計算機系統,到計算機網絡,再加上計算機外設的層出不窮,使得計算機技術的應用更加廣泛,包括自動化辦公、自動化生產線、科學研究、等等。于是,計算機中心呼之欲出,為計算機設備及配套的集中放置提供了專門的場所,確保其安全高效的運行。后來,關鍵是:一是IP技術的發展;二是計算機技術與傳統通信技術的高度融合,使得計算機中心的功能與作用發生了質的變化,兼具了對信息進行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的能力。因此,人們也逐步改變了計算機中心的稱謂,曾改稱為電子信息系統中心或電子信息機房;到目前演變稱為數據中心。數據中心稱謂更能反映出當今國家信息基礎設施的變化及其現實意義。
2、定義
關于數據中心的定義,在我國不同的標準(包括技術標準和工程建設標準)中從不同的角度給出有不同的表述,它們從不同角度對數據中心進行了解讀,匯總于下表1-2中,可以加深對其的理解。在我國國家標準GB/T 32910.1-2017《數據中心 資源利用 第1部分:術語》中給出的定義是:由計算機場地(機房)、其它基礎設施、信息系統軟硬件、信息資源(數據)和人員以及相應的規章制度組成的實體。由定義可知,數據中心實質上是指有人員進行管理、安裝運行有大量的信息、通信設備,來完成對信息資源(數據)的采集、存儲、管理、處理的機房(或場所)。該機房與過去的計算機中心(機房)的效用基本相同,但是,數據中心對于信息資源的處理能力、應用范圍將更強更廣。
表 1-2:關于數據中心的定義
3、政策驅動
由于數據中心已成為我國重要的信息基礎設施,為國家信息化、數字化的發展將起到關鍵性作用。為此,黨和國家對數據中心的發展部署高度重視,專門出臺了相關的政策措施予以引導。國務院曾在2010年10月10日頒布了《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(國發[2010] 32號),為貫徹落實《決定》,國家發改委、工業和信息化部、網信辦等國家行政主管部門頒布了一系列的規范性管理文件。這些政策措施的出臺,以強有力地驅動和指引了我國數據中心的發展、布局、應用和建設。
欲詳細了解我國關于數據中心發展部署政策措施情況的請進入:數據中心;全國一體化大數據中心協同創新體系;全國一體化算力網絡
二、數據中心的分類
關于數據中心的分類,其分類方法有多種,常見的分類方法如下:
1、按使用場景分類
按照數據中心的應用和使用場景分類,數據中心可分為:政府數據中心;企業數據中心;金融數據中心;互聯網數據中心(IDC);云計算數據中心(CDC);外包數據中心;從事信息和數據業務的數據中心;等等。但并不限于這些,隨著技術的發展與應用,還會有其它數據中心的應用。
欲詳細了解相關數據中心要求的請進入:互聯網數據中心(IDC);云計算數據中心(CDC)
2、按建設規模分類
按照數據中心的建設規模分類,可對數據中心進行分類。在工業和信息化部聯合國家相關機關發布的《關于數據中心建設布局的指導意見》(工信部聯通[2013] 13號)中,根據標準機架數對數據中心的規模進行了分類,分為超大型數據中心、大型數據中心和中小型數據中心,具體劃分標準詳見下表2-2。
表 2-2:按數據中心中標準機架數的規模分類
3、按建筑空間分類
按照數據中心的建筑空間分類,數據中心可分為:建筑式數據中心、集裝箱式數據中心、交通工具(車、船等)載式數據中心、模塊化式數據中心、等等。建筑物式數據中心多用于構建超大型數據中心和大型數據中心,可由一幢或多撞建筑物組成。集裝箱式數據中心和交通工具載式數據中心多用于構建中、小型數據中心。模塊化式數據中心多用于構建小型數據中心,通常將模塊安裝在建筑物內,其配套設施(用電、空調等)由所在建筑物提供。
欲詳細了解相關數據中心技術要求的請進入:集裝箱式數據中心;模塊式數據中心
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4、按特殊用途分類
按照數據中心的特殊用途分類,數據中心可分為:災備數據中心、邊緣數據中心等,它們的含義詳見下表2-4。災備數據中心可以建在同地或異地。
表 2-4:災備數據中心和邊緣數據中心的定義
5、按發展演進分類
由于數據中心在信息通信技術(ICT)發展及國家數字經濟應用的發展的帶動,數據中心的技術和應用也在快速發展演進。因此,按照數據中心的發展演進分類,數據中心可分為:傳統數據中心(如前述的分類類型)、新型數據中心、智能計算數據中心,乃至全國一體化大數據中心協同創新體系等等。下表2-5給出了這些數據中心的含義。
表 2-5:按照數據中心的發展演進分類的數據中心的含義
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三、數據中心的構成
1、機房構成
根據國家標準GB 50174《數據中心設計規范》的要求,數據中心,尤其是建筑物式數據中心,其空間通常應由主機房區、輔助區、支持區和行政管理區等所構成,各構成部分的作用詳見下表3-1。
表 3-1:數據中心的空間構成及用途
2、基礎設施構成
由表3-1可知,數據中心的基本設施的構成通常包括:服務器設備、網絡設備、存儲設備、供電設備、環境溫控設備、消防設備、安防設備、監控設備等等。這些設備的常用種類可如下表所列(當然不同應用類型、不同規模的數據中心會有些不同)。
表 3-2:數據中心常用設備的構成種類
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四、數據中心的分級
1、安全等級分級
為了滿足不同分類數據中心的規劃設計要求,國家標準GB 50174、GB/T 9361等對數據中心劃分為A級、B級和C級三個等級級別。在規劃設計時應根據數據中心的便用性質、數據丟失或網絡中斷在經濟或社會上造成的損失或影響程度確定所屬級別。當然,數據中心的安全等級級別越高(A級),其建設投資和運維成本就相對越高。
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2、技術等級分級
在我國通信行業標準YD/T 2441《互聯網數據中心技術及分級分類標準》中規定了包括綠色節能分級(G1~G5)、可靠性分級(R1~R3)、安全性分級(S1~S5)的分級分類要求(數字越大,等級級別越高,其技術要求就越高)。在國家標準GB/T 43331《互聯網數據中心(IDC)技術和分級要求》中,是將IDC分級為第一級至第五級的共5個等級(其中第五級級別的技術要求最高,其它級別依次次之),每一個等級級別都是從IDC的綠色節能性、可用性、安全性、服務能力、算力與算效、低碳六個方面提出分級等級的技術要求。雖然這些等級分級是對IDC的,但對數據中心也是適用的。
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五、數據中心的關鍵性能指標(KPI)
建立數據中心的關鍵性能指標(KPI,Key Performance Indicator),以反映數據中心的系統設施對某種資源的利用狀況,應描述該FPI所對應的空間、邏輯、系統等邊界條件。通過KPI應能反映數據中心在其全生命周期(包括設計、建設、運維和改造等)過程中相應資源的利用情況,且應適用于各種類型的數據中心。注意,在使用KPI對數據中心進行資源利用狀況進行評價時,應關注影響該KPI數值的數據中心的邊界條件等因素。下表4-0給出了數據中心的關鍵性能指標(KPI)的示例。由表可知,電能使用效率(EEUE)和可再生能源利用率(REF)應是數據中心較為重要的兩個KPI。這是因為數據中心內設置安裝了各種設備與設施(包括大量的各類IT設備、電源設備、空調制冷設備、消防照明設施等等),其能源消耗問題成為數據中心的建設和運維的關鍵問題。
表 4-0:數據中心的關鍵性能指標(KPI)示例
1、電能使用效率(EEUE)
電能使用效率(EEFUE,Electric Energy Usage Effectiveness)定義為數據中心整體能耗與IT設備能耗之間的比值。因此它反映了數據中心基礎設施的電能使用效率,該指標與數據中心所處的地理環境氣候及采用的制冷方式、安全等級級別、IT設備使用負載率、IT設備運行特點、數據中心運行維護特點等因素直接相關。EEUE與數據中心基礎設施緊密相關,體現了數據中心整體能耗與IT設備之間的關系,注意,它不是數據中心生產效率的衡量指標。
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2、可再生能源利用率(REF)
可再生能源利用率(REF,Renewable Energy Factor)定義為數據中心具有所有權的可再生能源與數據中心的總能源消耗的比值。它是反映數據中心可再生能源的度量值,通過采用相應措施改善REF可提高數據中心的可用性并降低對不可再生能也的依賴度。
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