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名称:上海市气象局新一代绿色数据中心

项目背景
       上海市气象局气象综合业务大楼位于上海市徐家汇商业核心区域,在大楼一层和三层建设数据中心基础设施。

       按照用户规划,气象综合业务大楼机房的数据中心基础设施建设,要能最大限度地满足业务应用系统集中运行的需求,满足计算机、网络等设备的运行要求,同时具有标准、稳定、先进和灵活的架构,能随需调整并可持续扩展,能为数据中心运行提供可靠、安全的保障,保证数据及业务安全。在“国内领先、国际先进”的总体建设目标上,数据中心建设要坚持整体规划、高可靠性、高安全性、先进性、实用性、可持续发展性、易管理维护性、开放性和舒适性等原则。
       1、整体性原则。数据中心所有系统的设计要根据业务发展需要与设备使用要求进行整体规划,统筹考虑,保证整体可用性。
       2、可靠性原则。数据中心必须具有高可靠性,保证为用户提供连续不间断的7 24 小时服务;在设计和建设时要减少单点故障的存在,对可能存在单点故障的环节在设计上要尽可能减少其对整个系统的影响,机房各系统都具有足够的备份能力。
       3、安全性原则。具有完整的安全策略和切实可靠的安全手段保障数据中心运行系统基础环境的安全。在防火、防水、防虫、防鼠、防盗、接地、防雷、防电磁干扰、降噪等方面采取有效措施;在考虑地面承重能力时,采取相应的技术措施。
       4、先进性与实用性相结合原则。系统设计立足于高起点,采用国际先进、成熟、实用的技术,构建合理并适当超前的技术体系架构,用以确保长时间的技术领先。各系统通过集成,实现资源和信息共享,增强对机房的运营管理能力,提高设备利用率,降低能耗,实现现代化科学的机房管理。系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构,以适应系统灵活组织、扩展和系统集成整体提升的需要。
       5、节能、环保、减排的可持续发展原则。数据中心设计及建设要采用切实有效的措施或技术来充分体现节能、环保、减排的要求,建设绿色的数据中心。
       6、灵活性及可扩展性原则。各系统应具有可持续发展的能力,在系统设计上具有较大的灵活性。在设计时应考虑部分设备分期实施,统一规划考虑扩充设备,确保日后可以方便增容。
       7、可管理性原则。各系统应具有较强的集中式管理加分布式实施的可管理性逻辑,并且为分布式实施调整提供清晰的管理逻辑。
       8、舒适性原则。数据中心应能提供良好的工作环境,要保持空气新鲜,机房内的温度、湿度要符合国家标准,为工作人员提供适宜的工作环境。
       9、可持续发展原则。各系统设计及产品选型都应具有超前性和扩充性,系统实施方案具有可扩展性。

解决方案
       上海市气象局气象综合业务大楼机房作为研发数据的处理、存储、运行的中心,一层为高性能机房和辅助区域,高性能机房面积约220 平方米,辅助区域面积约340 平方米。三层机房区域面积约320 平方。,三层主机房层高较低,层高仅3 米。
       大楼一层高性能机房配置曙光高性能计算机,由于上海气象局2008 年第一期高性能计算已采用了施耐德电气的风冷型行级空调机组提供制冷解决方案,本期的高性能计算机机房沿用第一期的施耐德电气风冷型行级空调机组提供高密度制冷解决方案,并采用热通道封闭系统进行气流组织。实施完成后会把第一期的高性能计算机并入到新的高性能计算机机房。
       大楼一层辅助区域采用施耐德电气模块化UPS 进行不间断供电,为不同的区域进行2*(N+1)的冗余供电。分别配置有施耐德电气的48KW、160KW、250KW 的模块化UPS。三层机房由于层高仅3 米,如采用传统的地板下送风方式需要主机房的净高度不低于3.5 米,在不改变机房规划地点的情况下,施耐德电气提供的水平送风制冷解决方案,使三层机房满足了机房的使用要求,解决了机房层高过低的问题和未来高密度扩展的需求。
       三层机房区域全部采用施耐德电气的机柜、冷冻水行级空调机组、热通道封闭系统、输出母线、机柜配电、监控系统。施耐德电气为数据中心提供整体数据中心基础设施。二层机房内配置28 台300mm 宽冷冻水型水平送风空调机组,配置3 台冷冻水分配单元CDU,配置110 只服务器和网络机柜,配置三套热通道封闭系统,配置2N 上走线智能母线。
       施耐德电气行级空调机组采用EC 送风机,风机N+1 冗余配置,可热插拔更换,采用双电源模块供电,采用双电源输入等技术特点,并配置施耐德电气专利技术热通道封闭系统,确保空调机组高效运行,同时有效解决空调机组的冗余配置问题。为建设成绿色节能数据中心,数据中心采用冷冻水空调系统,并配置自然冷却装置,配置闭式冷却塔,可根据环境温度和数据中心的负载情况,实现更长时间的自然冷却来进行数据中心的制冷。有效降低数据中心的功耗,降低数据中心PUE,使数据中心更绿色更节能。

结论
       上海市气象局成功搭建高可用性、高扩展性的新一代绿色节能智慧数据中心,为上海市气象预报提供了坚实的数据保障基础,同时可以应对5 至10 年呈阶梯式增长的数据中心IT 负载的需求。上海市气象局新数据中心是通过与全球数据中心设计、建设领导企业IBM 和数据中心设备专业供应商施耐德电气的合作,充分考虑IT 技术发展趋势和“上海气象”的整体业务发展需要,建成了一个在高可用性、高扩展性、绿色节能、智能化方面最先进的数据中心。
       新数据中心采用模块化UPS,可热插拔电源模块和配电模块,快速维修和快速在线扩容,电源系统采用2N 配电架构,提高了电源系统的可用性。空调机组采用可热插拔送风机的水平送风空调机组,空调机组内所有运行部件均为冗余配置,空调机组室外机采用冗余配置,提高了空调系统的可用性。
新数据中心UPS 输出采用母线配电方式(末端母线系统),热插拔配电模块,灵活部署,可满足数据中心电源系统的在线升级,安全可靠;空调机组采用水平送风空调,可根据IT 负载动态运行,并采用热通道气流封闭系统,可应对IT 负载的动态变化和IT 负载的扩展,可实现未来高密度机柜的制冷,提高了数据中心的可扩展性。
       新数据中心采用了可在线扩展的模块化UPS 可提高UPS 的负载率来提高UPS 效率;采用高效的冷冻水型的水平送风空调系统,机柜热通道封闭系统优化气流组织,室外高效风冷冷冻水机组提供冷源,冬季及过度季节利用先进自然冷却系统免费制冷,降低数据中心PUE,使数据中心绿色节能。
       新数据中心采用IBM 最新一代智慧化数据中心管理系统,实现数据中心各系统间的完美兼容,提高数据中心运行效率和降低运行成本。中央管理系统全部基于网络方式进行中央管理,对数据中心内UPS、空调、UPS 输出分路、温湿度、漏水、烟感、摄像头等设备、环境、视频等进行3D 界面的智慧化监控。可以在网络上以可视化3D 界面轻松浏览设备状态和运行情况,监视并配置所有基础设施,随时了解每个设备的运行变化,使得每个故障可以在问题升级前得到及时处理,及时提前做出应变。智慧的数据中心管理系统还能实时真实模拟机房内温度场图,即时的PUE 值显示,使数据中心的管理者对数据中心的运行状态尽在掌握。

 

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