在数字时代，数据对企业至关重要，数据是从内部运营到客户服务等关键流程的核心。这些海量数据需要存储在符合技术和业务需求的地方，通常是一个内部 IT 中心，现场配有服务器和其他设备。如今，现代化的数据中心是数据的家园，对保持我们社会的高速和规模化运行至关重要。这些数据中心的设计和建造都做了大量规划且投入了大量资源，以确保其中的设施能够在未来几十年为公司提供支持。

选择合适的数据中心设计

设计大规模数据中心基础设施需要考虑以下主要因素：

供电
冷却（热岛/冷岛）
与合作伙伴、运营商和交换机的连接
安全
地理位置

这些考虑因素以及业务需求都会影响数据中心架构的选择。专门建造的数据中心通常会尽可能有效地利用物理空间，为今后的发展留有余地。机架和服务器需要精心规划，采用模块化设计，以便于空气流通和扩展。

数据中心连通性

模块化结构在数据中心设计中备受青睐，这意味着可以在不中断运行的情况下拆除或添加机架和服务器，从而实现无缝扩展或缩减。数据中心的布线系统通常比其他设备的使用寿命更长，有些系统可以使用多年。因此，机架内的电缆组织和管理至关重要，让单个设备也可以在不中断的情况下连接或断开。在布线系统中，电源线和数据线通常是分开的，以防止潜在的干扰。

数据中心冷却

数据中心冷却系统是任何数据中心的核心功能，因为高温很容易缩短设备的使用寿命，甚至损坏昂贵的设备。这些设备在一栋建筑中密集发布意味着产生的热量很大，但是有几种不同的数据中心冷却系统解决方案可供选择，系统根据数据中心所在的位置而不同。

数据中心冷却系统类型：

绝热冷却（空气）

数据中心机架冷却：最常见的风冷系统使用安装在机架上的风扇，将热空气从服务器扇走。这些风扇按热通道/冷通道排列。在服务器的一侧，经过调节的空气沿着冷通道流动，将冷却的空气吸入机架。在另一侧，风扇将服务器散出的热空气沿热通道扇出房间。

液体冷却（水）

另一种数据中心冷却系统使用水来降低温度。冷水是一种密度更大的流体，因此比空气能更有效地传导热量。这些水通过封闭系统中的盘管泵送，吸走热量，然后热水经过冷却装置后重新开始循环。

浸液冷却

这种技术通常被称为冷却的未来，它用介电液体冷却剂（化学和电惰性）取代了水，而水是众所周知的电的敌人。可将组件浸入这种液体中，无需使用泵和盘管。浸液冷却解决了电气设备环绕冷却水的潜在问题，并克服了气流不均匀的问题，使未来的数据中心密度更高、性能更强。

数据中心支持团队

在设计数据中心时，必须考虑到对工程师的支持。跨学科工作人员需要数据中心内有一个协作空间，一个配备先进监控设备的运行中心。 IT 专业人员和冷却、湿度和物理机架方面的工程专家都应在现场，以便对故障做出快速反应，并能进行维护和处理紧急情况。他们还可以为希望利用主机托管和云服务的企业提供向数据中心环境迁移的咨询。支持团队还可以协助设计数据中心网络并管理复杂的多云和混合云的网络配置。

数据中心安全要求

保护敏感数据是企业选择数据中心服务的主要原因之一。这些设施中的数据和设备需要健全的数据中心安全规程作为标准，以保护关键业务资产。出于安全和设备完整性的考虑，进入数据中心应受到严格控制，灰尘和其他污染物应保持在最低限度。

大型数据中心的安全要求包括设施每个阶段的物理屏障：防尾随措施、生物识别扫描仪和现场安保人员。在服务器机房内，可上锁的服务器机架让企业更加放心，这意味着只有数据中心经理才能控制谁可以接触服务器。

数据中心管理工具

数据中心通常会采用一些工具，帮助首席技术官和 IT 专业人员监控 IT 基础设施及其运行情况：

数据中心基础设施管理（DCIM）：带有控制台的软件，用于监控公司所有资产、主机托管和公共云的异地资源。
软件定义网络（SDN）：将硬件控制转移到软件，根据业务需求对资源进行分区，以实现最高效的使用。
客户门户：自助在线门户，用于管理数据和可用计算资源。

气流设计

数据中心气流管理与冷却系统一样对运行至关重要，二者可以同步工作以保护敏感数据和设备。机房空调（CRAC）是一种冷却装置，使用冷水和空气来保持机房内部环境处于设定的温度、气流和湿度范围内。服务器内的设备，如磁带（数据存储不可或缺的用具），对湿度变化特别敏感，因此在考虑数据中心架构时，必须考虑到这方面的规定。

电源

现代数据中心供电的重点是极度密集，每个机架超过 10kW+（在我们位于伦敦的 LON3 中心）是 AI、VR 和按需流式传输高清内容等新兴服务的下一个行业标准。高功率带来了效率问题，行业标准指标“电能使用效率（PUE）”决定了数据中心的电能效率，许多数据中心旨在尽可能降低这一数值，以实现更环保的运营。

数据中心需要大量的电力供应，并连接到主电网。然后，进行变压并通过电缆供电，电缆的设计应最大限度地减少热量损失和增加电力输送。所有数据中心都应至少有 N+1 的电力冗余，这样当电力供应出现故障时，仍能不间断地提供服务。各设施通过使用燃料发电机和中间电池供电的不间断电源 (UPS) 系统来解决这一问题。一旦发生停电，UPS 将利用备用电池接管工作，防止电压尖峰并为设备供电，直到备用发电机启动并接管负载。

结论

数据中心是技术创新的枢纽，内有大量数据和尖端设备。这些设施的设计旨在实现最高的连通性、效率和性能。我们在伦敦市中心专门建造的数据中心园区采用了最先进的数据中心架构，具有高功率密度、5 层安全防护以及对伦敦数字增长感兴趣的互联社区。LON3，我们位于 Brick Lane 的主机托管中心与多条光纤和冗余电力供应密集连接，可确保您现在和未来的业务连续性。

*本内容最初由 Digital Realty 旗下公司 Interxion 发布。

数据中心设计与架构