CN110769652B - 一种低成本将数据中心由t3升为t4的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法，分别扩充两个T3级数据中心的冷却系统、电气系统的容量，再将冷却系统、电气系统、电信接入相互关联，使该两个T3数据中心的关键环境容量组件互为备用且具备容错功能；本发明提供的方法相比现有技术升级成本大幅降低，现有技术中T3级数据中心的升级需要将关键环境提供服务的容量组件扩充至2N，容量组件成本增加1.6倍左右，而采用本发明提供的方法，容量组件成本只增加1.15倍左右即可满足需要。

Description

一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法
技术领域
本发明涉及数据中心设计技术领域，尤其涉及一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法。
背景技术
Tier等级标准的制定单位是美国的Uptime Institute。Uptime Institute成立于1993年，是全球公认的数据中心标准组织和第三方认证机构。其主要标准《Data CenterSite Infrastructure Tier Standard:Topology》和《Data Center Site InfrastructureTier Standard:Operational Sustainability》是数据中心基础设施可用性、可靠性及运维管理服务能力认证的重要标准依据。该标准由Uptime长期研究数据中心领域的经验与终端用户的知识积累结合发展而成，在行业中具有深刻的影响力。Uptime TIER等级认证基于以上两个标准，是数据中心业界最知名、权威的认证，在全球范围得到了高度的认可。随着全球范围内的数据中心业务的发展，对数据中心的可靠性提出了越来越高的要求，高可靠性等级认证的取得，将给数据中心拥有者带来更多的商业机会。目前全球共有80多个国家，超过800个数据中心通过了Uptime颁发的认证。
Uptime Institute系列认证包括：
·Tier Certification of Design Document(设计认证)，
·Tier Certification of Constructed Facility(建造认证)，
·Tier Certification of Operational Sustainability(运营认证)，
·M&O认证。
Uptime Tier数据中心等级认证体系分为Tier I-Tier IV四个等级，Tier IV等级最高。Uptime Tier等级认证针对数据中心的电气参数、冗余、地板承载、电源、冷却装备，甚至造价等等都制定了标准。作为用户最为关心的无故障时间，可以看到最低级的Tier I平均每年有总和超过一天的故障时间，而最高等级的Tier IV只能允许平均每年48分钟故障时间。目前对于Tier IV等级的数据中心的建设，除了新建之外还具有针对Tier III等级的数据中心进行升级。
发明内容
本发明的实施例提供了一种将Tier III级(下称T3级)数据中心升级为Tier IV级(下称T4级)数据中心的方法，用以解决现有技术中针对单个T3级数据中心升级成本高昂的问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法，其特征在于，包括：
设置两个T3级数据中心为两个目标T3级数据中心；
分别扩充两个目标T3级数据中心的冷却系统的冗余容量，将两个目标T3级数据中心的冷却系统相互连接，可使两个目标T3级数据中心相互负载冷负荷；
将两个目标T3级数据中心相互通信连接，可使两个目标T3级数据中心相互负通信负荷；
分别扩充两个目标T3级数据中心的电气系统的冗余容量，将两个目标T3级数据中心相互电路连接，可使两个目标T3级数据中心相互负载电气负荷。
优选地，冷却系统包括冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统，每个目标T3级数据中心的冷却系统的冗余容量的扩充总量至少为0.5N。
优选地，每个目标T3级数据中心至少包括3组冷却水循环子系统和3组冷冻水循环子系统，使每个目标T3级数据中心的冷却系统的总容量至少为1.5N；两个目标T3级数据中心的冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统分别相互连接，可使两个目标T3级数据中心相互负载冷负荷。
优选地，两个目标T3级数据中心的冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统通过多路径方式分别相互连接。
优选地，每个目标T3级数据中心的电气系统包括市电子系统和发电机子系统；将两个目标T3级数据中心相互电路连接包括：
将某个目标T3级数据中心的电气系统向该电气系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，可使两个目标T3级数据中心相互负载电气负荷。
优选地，方法还包括：
将某个目标T3级数据中心的市电子系统向该市电子系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，使每个目标T3级数据中心的市电子系统的冗余容量的扩充总量为N+1。
优选地，分别扩充两个目标T3级数据中心的电气系统的冗余容量，将两个目标T3级数据中心相互电路连接包括：
分别扩充两个目标T3级数据中心的发电机子系统的冗余容量至两倍的N+1；
将某个目标T3级数据中心的发电机子系统向该发电机子系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，使每个目标T3级数据中心的发电机子系统的冗余容量的扩充总量增加至两倍的N+1。
优选地，将两个目标T3级数据中心相互通信连接包括：
每个目标T3级数据中心具有两个电信收发单元，某个目标T3级数据中心的两个电信收发单元分别与该电信收发单元所属的目标T3级数据中心的IT终端设备通信连接，还与另一个目标T3级数据中心的IT终端设备通信连接。
优选地，方法还包括，设置两个相互邻近的T3级数据中心为两个目标T3级数据中心。
优选地，设置两个相互邻近的T3级数据中心为两个目标T3级数据中心的步骤包括：
将所述两个相互邻近的T3级数据中心用连廊相互连接；
对所述两个相互邻近的T3级数据中心设置防火墙，在每个T3级数据中心内构造出防火分区；
在每个T3级数据中心内设置通向所述防火区的甲级防火门。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的方法与现有技术中单个T3级数据中心升级方式相比，容量组件升级成本低，负载负荷能力高。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法的流程图；
图2为本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法的两个T3级数据中心冷却系统连接框图；
图3为本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法的两个T3级数据中心冷却系统连接原理架构图；
图4为T3级标准中数据中心冷却系统原理架构图；
图5为T4级标准中数据中心冷却系统原理架构图；
图6为本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法的两个T3级数据中心电气系统连接原理架构图；
图7为T3级标准中数据中心电气系统原理架构图；
图8为T4级标准中数据中心电气系统原理架构图；
图9为本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法的两个T3级数据中心建筑结构连接原理架构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
参见图1，本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法，包括：
选定两个需要升级的T3级数据中心分别作为两个目标T3级数据中心；
分别扩充两个目标T3级数据中心的冷却系统的冗余容量，将该两个扩容之后的目标T3级数据中心的冷却系统相互连接，可使该两个目标T3级数据中心相互负载冷负荷；
将两个目标T3级数据中心相互通信连接，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载冷负荷；
分别扩充两个目标T3级数据中心的电气系统的冗余容量，将该两个扩容之后的目标T3级数据中心相互电路连接，可使该所述目标T3级数据中心相互负载电气负荷；
上述步骤的实施不分先后。
本发明提供的方法与现有技术中单个T3级数据中心升级方式相比，容量组件升级成本低，负载负荷能力高。
本发明提供的方法，采用将扩容之后的两个T3级数据中心相互连接的方式，连接后的T3级数据中心能够互为备份，实现将每个T3级数据中心都升级为T4级数据中心；Uptime Tier数据中心等级认证体系分为Tier I-Tier IV四个等级，Tier IV等级最高；Uptime Tier等级认证针对数据中心的电气参数、冗余、地板承载、电源、冷却装备，甚至造价等等都制定了标准，在表一中，对T1至T4等级相关要求做了简要描述；
Figure BDA0002252485350000051
Figure BDA0002252485350000061
表一：T1至T4等级性能要求
在本发明提供的实施例中，两个目标T3级数据中心相互负载冷负荷具体为使两个目标T3级数据中心的冷却系统互为备用，当任一一个数据中心的冷却系统的主系统容量出现故障或处于保养维修，启动备用系统，但是备用系统也发生故障时，另一个数据中心接入的冗余容量保证数据中心关键环境的冷却；
进一步的，在一些优选实施例中，如图2所示，冷却系统冷却包括多组水循环子系统和冷冻水循环子系统；在图4中示例性的展示了T3级所要求的冷却系统具体的原理架构，每组冷却水子系统由冷却塔提供水源，通过冷却泵将冷却水流通至冷冻子系统；，冷冻子系统具有相互并联的换热器和冷机，其中，冷机用于将冷却水制成冷冻水，并通过冷冻泵输送到作为冷却系统终端的精密空调内，排出的水通入换热器进行热交换，然后通入冷机制成冷冻水继续使用；同时，相互并联的换热器和冷机使冷却塔的冷却水一方面通入换热器，另一路也直接接入冷机；在图4中所显示的T3级要求冷却系统中，水循环子系统和冷冻水循环子系统各设置3组，其中2组为常用组，容量N，剩余1组作为冗余容量的备份，在T3级的规定中，备份组作为冗余容量(性能)至少达到0.3N；若要达到T4级，则需升级为如图5所示的那样，水循环子系统和冷冻水循环子系统各设置4组，其中两组作为冗余容量的备份，并且性能需要达到至少2N；
在该优选实施例中针对冷却系统的冗余容量的扩充总量应达到至少0.5N，这样当两个数据中心相互接通时，一个数据中心冷却系统的备份能够融入到另一个数据中心冷却系统的冗余容量中，使两个数据中心实现相互备份；例如在图2、3中所显示的，每个目标T3级数据中心分别设置3组冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统，其中一组冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统作为冗余容量，性能扩充到0.5N，使每个目标T3级数据中心的冷却系统的总容量达到1.5N，这样当两个数据中心相互接通时，一个数据中心冷却系统的备份能够融入到另一个数据中心冷却系统的冗余容量中，使两个数据中心实现相互备份，均满足T4级标准所要求的冷却系统总容量至少为N(N＝1,2,3……)+N(N＝1,2,3……)的水平；
更进一步的，在一些改进的实施方式中，两个目标T3级数据中心的冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统分别通过多路径方式相互连接，如图3所示，以冷却水循环子系统为例，出路与回路分别设置两条路径，在其连接段中，分别针对出路与回路的两条路径各设置相互对应的两个节点，并将其连接，形成多路径连接，当一个或两个节点附近的管路需要进行维修，冷却水可以通过其它路径绕行，不影响冷冻水循环子系统的运行；如图2所示，冷冻水循环子系统也采用原理相同的连接方式，此处不再赘述。
在数据中心的电气系统中，包括加载电气负荷的IT终端设备，如电脑、服务器，以及空调、冷机、各种泵等，上述设备/装置提供电源有两种方式，常用线路接入市政电力(市电)，数据中心内还具有发电机(例如柴油发电机)作为备份；如图7所示，在T3级标准中，电气系统应当能够提供至少N+1的冗余，例如，单个数据中心的市电输入端接入UPS，容量为(N+1)，发电机为一组(N+1)，可在市电中断时为UPS充电以及为数据中心供电；在图8显示的T4级标准的电气架构中，需要分别扩充UPS和发电机的容量各为2
(N+1)；在本发明提供的一些优选实施例中，每个目标T3级数据中心的电气系统包括市电子系统和发电机子系统；将两个所述目标T3级数据中心相互电路连接的过程包括：
如图6所示，将任意一个目标T3级数据中心的电气系统向该电气系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载电气负荷；具体可以为：
针对市电子系统，直接将任意一个目标T3级数据中心的市电子系统向该市电子系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电；如图5所示，将两个目标T3级数据中心市电子系统相互并联，再分别接入制冷设备和IT设备；使每个所述目标T3级数据中心的市电子系统的冗余容量的扩充总量为至少N+1；
针对发电机子系统，分别扩充两个所述目标T3级数据中心的发电机子系统的冗余容量至2(N+1)；
将任意一个所述目标T3级数据中心的发电机子系统向该发电机子系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，使每个所述目标T3级数据中心的发电机子系统的冗余容量的扩充总量增加至2(N+1)；
通过上述设置，免去了扩充UPS，可根据需要适当升级开关柜，有效降低了升级成本。
在本发明提供的实施例中，将两个所述目标T3级数据中心相互通信连接的目的是使两个数据中心相互提供网络接入，互为备份；其具体过程可以是：
每个所述目标T3级数据中心具有两个电信收发单元，任意一个所述目标T3级数据中心的两个所述电信收发单元分别与该电信收发单元所属的目标T3级数据中心的IT终端设备通信连接，还与另一个目标T3级数据中心的IT终端设备通信连接；通过上述设置，实现每个数据中心4路主干网络的接入。
本领域技术人员应能理解，上述所举的网络接入关联方式仅为更好地说明本发明实施例的技术方案，而非对本发明实施例作出的限定。任何根据互为备份的需求来决定网络接入关联方式的方法，均包含在本发明实施例的范围内。
进一步的，在一些优选实施例中，采用设置两个相互邻近的T3级数据中心为两个目标T3级数据中心的方式，如图9所示，其可以包括如下方式：
将所述两个相互邻近的T3级数据中心用连廊相互连接，每个T3级数据中心的耐火等级不低于二级；
对所述两个相互邻近的T3级数据中心设置防火墙与防火分区，例如采用防火墙在每个T3级数据中心内构造出防火分区使单个数据中心内形成隔间；
在单个T3级数据中心内设置通向相邻防火区的甲级防火门作为安全出口，使数据中心形成一个整体；
将相邻两个T3级数据中心多个独立的物理隔离系统连接起来，又通过防火分区分隔实现物理隔离，从而实现T4级标准。
综上所述，本发明提供的一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法，分别扩充两个T3级数据中心的冷却系统、电气系统的容量，再将冷却系统、电气系统、电信接入相互关联，使该两个T3数据中心的关键环境容量组件互为备用且具备容错功能；本发明提供的方法相比现有技术升级成本大幅降低，现有技术中T3级数据中心的升级需要将关键环境提供服务的容量组件扩充至2N，容量组件成本增加1.6倍左右，而采用本发明提供的方法，容量组件成本只增加1.15倍左右即可满足需要。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种低成本将数据中心由T3升为T4的方法，其特征在于，包括：
设置两个T3级数据中心为两个目标T3级数据中心；
分别扩充两个所述目标T3级数据中心的冷却系统的冗余容量，将两个所述目标T3级数据中心的冷却系统相互连接，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载冷负荷；
将两个所述目标T3级数据中心相互通信连接，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载通信负荷；
分别扩充两个所述目标T3级数据中心的电气系统的冗余容量，将两个所述目标T3级数据中心相互电路连接，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载电气负荷；
所述冷却系统包括冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统，每个所述目标T3级数据中心的冷却系统的冗余容量的扩充总量至少为0.5N；
每个所述目标T3级数据中心至少包括3组所述冷却水循环子系统和3组冷冻水循环子系统，使每个所述目标T3级数据中心的冷却系统的总容量至少为1.5N；两个所述目标T3级数据中心的所述冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统分别相互连接，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载冷负荷；
每个所述目标T3级数据中心具有两个电信收发单元，某个所述目标T3级数据中心的两个所述电信收发单元分别与该电信收发单元所属的目标T3级数据中心的IT终端设备通信连接，还与另一个目标T3级数据中心的IT终端设备通信连接；
每个所述目标T3级数据中心的电气系统包括市电子系统和发电机子系统；所述的将两个所述目标T3级数据中心相互电路连接包括：
将某个所述目标T3级数据中心的电气系统向该电气系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，可使两个所述目标T3级数据中心相互负载电气负荷；
将某个所述目标T3级数据中心的市电子系统向该市电子系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，使每个所述目标T3级数据中心的市电子系统的冗余容量的扩充总量为N+1；
所述的分别扩充两个所述目标T3级数据中心的电气系统的冗余容量，将两个所述目标T3级数据中心相互电路连接包括：
分别扩充两个所述目标T3级数据中心的发电机子系统的冗余容量至两倍的N+1；
将某个所述目标T3级数据中心的发电机子系统向该发电机子系统所属的目标T3级数据中心供电，还向另一个目标T3级数据中心供电，使每个所述目标T3级数据中心的发电机子系统的冗余容量的扩充总量增加至两倍的N+1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两个所述目标T3级数据中心的所述冷却水循环子系统和冷冻水循环子系统通过多路径方式分别相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，设置两个相互邻近的T3级数据中心为两个目标T3级数据中心。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的设置两个相互邻近的T3级数据中心为两个目标T3级数据中心包括：
将所述两个相互邻近的T3级数据中心用连廊相互连接；
对所述两个相互邻近的T3级数据中心设置防火墙，在每个T3级数据中心内构造出防火分区；
在每个T3级数据中心内设置通向所述防火分区的甲级防火门。
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