数据中心布线系统的整体规划

3 基于项目的案例讨论

数据中心布线系统的整体规划需要一个"理论联系实际"的体验过程，才能得到真正的感知与升华。下面通过一个实际的项目案例，讨论数据中心布线系统的整体规划。

项目背景：某市政府机关新建大楼，一个主楼（12层）、四个副楼（层高不等）。同时，配套建设的数据中心设在主楼内二层。数据中心的建筑面积在建筑设计时被框定在380平方米的一个区域内。该数据中心政府办公机关的数据和通讯枢纽，是保证整个政府电子政务系统和有关信息系统（三网一库）正常工作的关键重要部分之一，对安全性、可靠性要求较高。机房内放置的通讯设备、网络设备、计算机设备、服务器设备、存储设备，需要一个非常严格的可靠的操作环境和运作环境，数据中心的建设对整个政府办公机关的业务至关重要。

说明：

 在这里，政府机关的数据中心，习惯被称为信息中心。
 为了与由服务商或运营商兴建用于向社会机构或企业提供租赁服务的公用数据中心（简称：IDC）相区别，将该政府机关自有的、自用的数据中心，归称为企业数据中心（简称：EDC）。
 内网：政府办公业务网，是政府内部的电子办公环境，实现日常办公与事务处理，该网的信息只能在内部流动，它不与外网有任何信息交换。
 专网：政府信息交换网，是政府上下级部门间和相关部门间进行信息交换的专网。该网实现将信息从一个内网传送到另一个内网，它不与外网有任何信息交换。
 外网：政府公众服务网，是政府部门的电子门户、公共信息的发布与信息服务的窗口，实现政府与公众的互操作。该网与内网和专网作物理隔离。
 一库：电子政务系统综合信息数据库。

3.1 对数据中心布线系统整体规划的分析讨论

首先是基于项目业主方所提供的基本信息与要求，该项目是在已制定的《某市电子政务建设实施纲要》的情况下实施的，所以已具有"IT规划"的结果，同时，新大楼的建筑设计已经完成，数据中心的"场地与空间"已经被划定。

基于前章节所论述的"IT规划"和"场地与空间规划"的有关要点：

IT系统定位决定了数据中心的建设等级。本项目中，政府的电子政务系统和有关信息系统（三网一库），有内网与专网要求作逻辑隔离，内网和专网与外网作物理隔离的要求，对各网络和数据库都有信息安全的等级要求，同时，根据政府办公的不可中断性。因此，数据中心的建设等级应该设定在至少等级 II（或B级）以上。
　　IT系统规模决定了数据中心的建筑空间。（经过评估）数据中心的建筑面积被框定在380平方米的一个区域内。可以满足现在与将来一段时间内，IT系统规模对场地空间的需求。
　　IT系统架构决定了数据中心的信息路由。数据中心需要接入外网和专网的租用的电信运营商线路和专有线路，同时，要接入大楼内的各楼层的接入层交换机的主干数据线路和四个副楼的汇聚层交换机的主干数据线路。另外，在数据中心内，由于三网（逻辑/物理）隔离和安全冗余的要求，将形成"独立"与"多重"的复合信息路由结构。
　　IT系统配置决定了数据中心的场地布局。政府的电子政务系统和有关信息系统（三网一库）所配置的通讯设备、网络设备、计算机设备、服务器设备、存储设备，在主机房内将形成接入区、主配线区、网络交换区、服务器区、存储器区、留扩设备区等，以及相关的基础设施配套区域等（UPS配电设备区、气体消防设备区）。

机房场地是以"设备"为关注与满足对象；而建筑空间是以"人"为关注与满足对象。故将设备主机房采取密闭护围、场地采取大空间少隔断。网络运管中心（NOC）和办公区隔离出机房区域，采取人机区域分离，为工作人员创造健康、便捷、舒适的工作环境。

3.2 对数据中心布线系统整体规划设计的讨论：

确定IT关键设备连接方式。本项目中，由于有内网与专网要求作逻辑隔离，内网和专网与外网作物理隔离的要求，使通讯设备、网络设备、计算机设备、服务器设备、存储设备的连接方式形成"独立"与"多重"的复合信息连接方式。即将内网与专网划归为一组，外网为划归另一组，对这两组相关的通讯设备、网络设备、计算机设备、服务器设备、存储设备进行独立的连接。同时，考虑灵活性和冗余性，对内网与专网、外网又进行多重连接和三网的备线连接。

平面区域规划。将数据中心的平面区域规划为：中心机房（网络配线机房、服务器机房、留扩机房）；机电设备机房（不间断电源间、消防瓶组间）；介质室；备品室；缓冲区等。并使数据中心内各功能区域用房性质相似的或关联的进行相邻布局，以减低实际的路由连线距离。在（380平方米）区域以外设置网络运管中心、办公室、值班室、测试室等。

中心机房中网络配线机房、服务器机房、留扩机房为三个独立的空调与消防作用区。

设备布局。中心机房中的设备布局是以标准机柜、布线列头柜、电源列头柜和专用空调机为主要布置对象。

网络配线机房中，设置两列800×800（42U）网络配线机柜（宽机柜适宜大量线缆的垂直走线），每列8只，A列（A1-A8）机柜背对B（B1-B8）列机柜背布置，形成"冷端"与"热端"的气流通道。机柜用于安置光缆与铜缆配线架、光缆与铜缆主干线缆、路由器、核心交换机、KVM主交换机等，成为中心机房中的"总配线区(MDA)"。

服务器机房中，设置600×1100（42U）服务器设备机柜，每列8只，C列（C1-C8）机柜背对D列（D1-D8）机柜背布置，形成"冷端"与"热端"的气流通道。用于安置光缆与铜缆配线架、光缆与铜缆水平线缆、服务器、存储器、网络交换机、KVM转接器等设备，成为中心机房中的"设备配线区(EDA)"。并设两个布线列头柜（C0、D0与两组机柜列对应）。

服务器机房中，设置800×800（42U）布线列头柜（C0、D0），用于安置光缆与铜缆配线架、光缆与铜缆主干线缆和水平线缆、网络交换机、KVM交换机等，成为中心机房中的"水平配线区(EDA)"。

留扩机房中，规划两列机柜空间（E、F），设置两个布线列头柜（E0、F0），暂时不配置设备机柜等。规划的功能与服务器机房相同。

规划布线系统的拓扑结构。本项目的数据中心布线系统拓扑结构，是一种特殊的拓扑结构，它的形式基于"基本型拓扑结构"与"分布型拓扑结构"之间。原因是为满足"内网与专网划归为一组，外网为划归另一组"的网络隔离要求，故将设置两组对应的总配线区（MDA）、水平配线区（HDAs）和设备配线区（EDAs）。即在本项目中，规划了两个（A列柜：内网与专网1个、B列柜：外网1个）总配线区（MDA）；四个（C0柜：内网与专网1个、D0柜：外网1个、E0/F0柜：留扩区2个）水平配线区（HDAs）；两个（C列柜：内网与专网1个、D列柜：外网1个）设备配线区（EDAs）。但在配线时，并不采取"内网与专网"A列柜-C0柜-C列柜和"外网"B列柜-D0柜-D列柜，即总配线区（MDA）-水平配线区-设备配线区直接按分组单一配线方式。而是采取了各水平配线区（四个）向两个总配线区（MDA）的四个总配线柜（A3/A4/B3/B4柜）进行各25%主干线缆的配线方式，即采取多重连接和三网的备线连接的方式。主要是基于这样的考虑：①首先是能够满足"内网与专网"和"外网"单一分组配线功能，在不进行其他链路"挑线"的情况下，实现"内网与专网"和"外网"的隔离。②在"内网、专网、外网"任意一个网络设备扩充时，并启用"留扩机房"的两列机柜（E、F）时，只通过改变水平配线区和总配线区"挑线"，就可以方便灵活地迁移和重组网络服务器等设备，而不需要搬迁网络服务器设备等设备，同样可以实现新"组合"的"内网与专网"和"外网"的隔离。③为各网的水平配线区和总配线区间提供冗余链路。④留扩机房中，在设备配置不明确或暂不配置的前提下，可以先完成由主干线缆连接总配线区至留扩机房的水平配线区的列头柜布线端接安装。

本项目中，数据线缆的走线方式规划在机柜顶上采用网格式桥架走线方式。

确定技术等级与应用特性。本项目中，数据中心的布线系统规划采用万兆传输等级。布线传输介质为光缆（激光优化OM3 50多模光纤），铜缆（6+类 S/FTP低烟无卤屏蔽双绞线），并配置相应等级的布线配套器件。

每个设备配线区机柜按一个24口屏蔽铜缆配线架和一个12芯光纤配线架配置。水平配线区的列头柜按本列设备配线区各机柜内配线总计量配置（设备侧）配线架和光缆铜缆水平线缆（光缆、铜缆），并按其总量配置（主配侧）配线架和按主干线缆（光缆、铜缆）的25%分别接至总配线区的A3/A4/B3/B4柜。

在总配线区中，以内网为例，四个标准机柜实现由大楼内的各楼层的接入层交换机的主干数据线路和四个副楼的汇聚层交换机的主干数据线路与外线接入（A1/A2柜）、内网路由器与内网核心网络交换机实现信息交换（A3柜）、与机房内布线列头柜和设备区（服务器等设备）连接的内网总配线（A4柜）构成整个内网数据信息的传输路由。

中心机房内规划的各机柜功用一览表

4 结束语

数据中心布线系统的整体规划首先涉及到IT规划中信息资源规划的内容，规划确定IT系统定位、IT系统规模、IT系统架构、IT系统配置是数据中心建设的前提与依据。而数据中心的场地与空间规划是依据IT系统的规模与发展和可提供建筑物的场地与空间，整体规划确定场地的等级规模和布线系统构架，空间与平面规划确定场地的分隔和设备的布局。

数据中心布线系统的整体规划首先要了解布线系统在数据中心中的作用，也要了解数据中心布线系统工程的建设特点，还要关注数据中心的布线系统所涉及到的技术与产品的发展趋势。更需要充分地理解和掌握有关数据中心布线系统标准的特征内容和相关要求。

数据中心布线系统的整体规划作为一项实践型的工作，将通过项目有助于对布线系统整体规划的理论知识的掌握和实际问题的解决。通过对政府部门一个基于政府电子政务系统和有关信息系统（三网一库）应用与环境的数据中心项目讨论，对具有网络（逻辑/物理）隔离这一特殊要求的数据中心布线系统的分析和规划，提出了一般性步骤和要点以及特殊布线拓扑结构的思路特点，为解决此类项目问题提供参考。

[参考文献]
[1] 潘秀青. 信息中心场地空间的环境艺术设计[J].机房技术与管理. 2008.7
[2] 黄锴 钱杰 潘秀青. 绿色数据中心 由概念到实现[J].智能建筑. 2008.7
[3] 黄锴. 数据中心的建设与设计[J].建筑机电工程,2008.5
[4] 黄锴. 新一代数据中心基础设施建设的理念与策略[J]. 机房技术与管理. 2006.5
[5] 黄锴. 对TIA 942标准的理解与实践[J]，机房技术与管理. 2006.6
[6] 黄锴 董卫兴. 基于TIA-942标准的数据中心工程设计[J]. 布线安装与维护. 2007.2
[7] TIA.ANSI/TIA-942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers. 2005
[8] 中国C•TEAM.数据中心布线系统的设计与施工技术白皮书. 2008

作者简介：

潘秀青，认证机房规划设计工程师，浙江省建筑科学设计研究院建筑智能工程场地设施技术支持中心，从事数据中心工程设计和技术支持服务。计算机应用专业、环境艺术设计专业等大学教育背景，双本科学历。

黄  锴，中国机房设备应用协会专家，浙江建达科技有限公司建筑智能工程总工程师，从事智能建筑、数据中心的工程设计和技术实施。电子专业、工程管理专业、工商管理专业等大学教育背景。