機房恒溫恒濕空調(diào)機的發(fā)展歷程與趨勢

　　伴隨著上世紀中期計算機的產(chǎn)生，機房這一名詞應運而生。我國隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，與之配套的機房恒溫恒濕空調(diào)機也在迅速發(fā)展，其發(fā)展大致可分為以下四個時期：

　　前期機房（1960～1980年）

　　前期的機房是為某臺計算機（大、中、小型機）專門建設的，并沒有統(tǒng)一的標準，完全是在摸索中建設的。這時的機房只有降溫措施，但沒有精密的溫度控制，也沒有測試和指標。還采用的是風道送風，穩(wěn)壓器供電，缺乏對電力干擾（尖峰、浪涌）的防范，也沒有嚴格的除塵措施。A于換鞋、穿白大褂。由于是普通的雙開門，所以有很大的縫隙。惡劣的環(huán)境加上早期計算機的性能較差導致計算機系統(tǒng)穩(wěn)定工作時間只有幾十分鐘到幾個小時，往往一天就要發(fā)生好幾次故障。有時壞1次卻要修1～2天，可用性極差。

　　中期機房（1980～1990年）

　　由于計算機系統(tǒng)的產(chǎn)生，出現(xiàn)了專門為單個計算機系統(tǒng)設計的機房，有了專用的機柜（大、中、小機柜），并且開始逐步制訂標準，包括機房選址、面積等。機房制冷也從集中冷卻到采用恒溫恒濕的專用空調(diào)機，機房設計上引進了防靜電概念，使用了防靜電地板。在設備上也引進了UPS等設備。消防系統(tǒng)方面采用自動與半自動的應用，具有大機房面積、寬設備運輸通道，能夠為單個指標進行測試和監(jiān)控。機房除塵方面采用新風系統(tǒng)和機房正壓防灰塵。所謂機房正壓就是通過一個類似打氣桶的設備向機房內(nèi)部持續(xù)不斷地輸入新鮮、過濾好的空氣，加大機房內(nèi)部的氣壓，由于機房內(nèi)外的壓差，使機房內(nèi)的空氣通過密閉不嚴的窗戶、門的縫隙向外泄氣，從而達到防塵的效果。這時候的計算機系統(tǒng)能穩(wěn)定工作幾天，并且已經(jīng)開始引入模塊化的概念。

　　后期機房（1990～2000年）

　　IT設備逐漸小型化，服務器逐步成為主體，多臺計算機、服務器聯(lián)網(wǎng)，開始大量共用網(wǎng)絡設備。數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)水平逐漸提高，對數(shù)據(jù)進行了更嚴格的保護，也通過經(jīng)驗積累，從而制訂了新的標準，并廣泛使用恒溫恒濕的專用空調(diào)。供電系統(tǒng)的完善，采用了大量UPS，對防雷標準也進行了完善，并有了綜合的監(jiān)控系統(tǒng)，專門的機房裝修設計。這時候的IT系統(tǒng)穩(wěn)定工作時間為幾十天，可用性和可靠性均有了大幅提升。但此時的服務器還是每臺配備一套顯示器鍵盤鼠標，這就大大浪費了資源。

　　現(xiàn)代機房（21世紀）

　　IT設備進一步小型化，所有設備都進入機架，機架成為機房IT設備的主體。具有更合理的可用性設計，更高的實用性、先進性、靈活可擴展性、可管理性、可維護性，設備更加標準化。并且加強了對數(shù)據(jù)保存環(huán)境的重視，對機房建設進行了更加嚴格的監(jiān)測與監(jiān)督。IT設備的工作時間基本上是連續(xù)的，可保持24小時不關(guān)機。這時候的系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作幾個月或者時間更持久。隨著IT設備的發(fā)展，NCPI理念應運而生，并成為未來機房的發(fā)展趨勢。

　　國內(nèi)機房建設存在的常見問題

　　隨著機房的不斷發(fā)展，一些問題逐漸暴露了出來。

　　首先是規(guī)劃設計與運營管理落后，國內(nèi)專家總結(jié)為“一流設備”、“二流設計”、“三流管理”。之所以產(chǎn)生這種結(jié)論主要是國內(nèi)對機房設施層面的重視不足。

　　其次是設計理念方面的問題，系統(tǒng)性、可用性不高，機房的整個系統(tǒng)在設計的時候應該均衡，不能某一部分太好，其他部分相對較差。影響機房運行可用性的因素主要有供電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、機架系統(tǒng)。再者就是未重視擴展性的需求，最后使機柜內(nèi)配電存在很大問題，到處都是插線板、電纜線，從而帶來很大的安全隱患。

　　另外，與IT設備與機架化脫節(jié)。為了美觀采用不合理的設計，使得機柜內(nèi)的配風存在問題，機房建成后普遍存在經(jīng)常出現(xiàn)局部熱點的現(xiàn)象。機房負壓也是一個很嚴重的問題，由于設計、維護不合理，大多數(shù)機房在運行時對機房外部都是負壓，造成機房內(nèi)灰塵潔凈度嚴重超標。對安全隱患的認識不足，是眾多機房存在安全隱患的重要原因。

　　最后就是機房負壓的問題，風量的分配由出風口風壓、出風口面積等許多因素決定。在冷風從地板出風口向上排出后的上升過程中，動壓不斷下降，從而引起位于機柜不同高度設備的配風量分布很不均勻。當出口風速比較小時，動壓不夠強，冷風不能被送到機柜上部的設備，上部設備過熱，而加大出口風速，雖然能夠解決機柜上部的送風問題，但會引起機柜下部位置的凈壓過低甚至產(chǎn)生負壓（射流效應），從而使下部設備配風不足引起過熱。

　　機房設計技術(shù)發(fā)展趨勢

　　計算機技術(shù)還在不斷發(fā)展，作為計算機（IT設備）的“家”--機房，也在隨之發(fā)展，NCPI理念逐漸被認同并成為未來機房發(fā)展的趨勢。針對上面存在的問題，以及日后發(fā)展要面臨的問題，機房發(fā)展要通過高安全性、高可用性、高靈活性、機架化、節(jié)能性等方面的綜合考慮向前邁進。

　　高安全性：最主要的是雷擊，據(jù)統(tǒng)計設備非自然損壞失占10~30%。其次是火災，其中又以電池為主，機房中50%的火災是由于電池起火引起的。另外還有水災，比如空調(diào)漏水等也是機房水災的一大起因。最后是非法進入，包括電腦的、人為的入侵。這些都是在機房建設中需要考慮的安全問題。

　　高可用性：提高平均無故障時間（MTBF），降低平均修復時間（MTTR），提高運維管理水平，把可用性提高到“5個9”的可用性水平，即年停機時間僅有5分鐘，達到99.999%。

　　高靈活性要能夠保證隨需應變，擴展、升級容易，并且占地面積小。

　　機架化：機架化有兩個概念，一個是機架定位單元（RLU），這需要事先確定數(shù)據(jù)中心的主要標準：中心可以支持多少設備，以及是否有能力來支持這些設備等。這是根據(jù)數(shù)據(jù)中心每個機架的運行需求得出的數(shù)字。一個機架根據(jù)其主要要求（電源、冷卻等）有特定的RLU值，而這些數(shù)字可以與其它同樣或類似的要求一起使用。在擁有各類設備的數(shù)據(jù)中心，RLU定義一般不止一個。例如，在數(shù)據(jù)中心一個區(qū)域內(nèi)的所有存儲機架可以被視為RLU-A機架，而所有服務器機架則為RLU-B機架。

　　另外就是“機房模塊”的概念，正如美國可用性研究中心提出的“IT微環(huán)境”概念所提示的那樣，機架（機柜）正在成為IT設備的“新家”，或者說，機柜內(nèi)的微環(huán)境才是所謂的“機房環(huán)境”。更有研究專家稱“機柜即機房”。在某種程度上，至少在機房的物理空間層面上，機柜確實可以理解為被“切割成模塊的機房”。

　　節(jié)能性：機房的密封、絕熱、配風、氣流組織，這些方面如果設計合理將會降低空調(diào)的使用成本。另外，因為UPS輸入電流諧波成分應小于5%，所以UPS效率的提高能有效降低對電力的需求，從而達到節(jié)能的目的。

　　在NCPI領(lǐng)域，由于行業(yè)的特殊性，標準化存在著實際的困難，因此長期以來缺乏監(jiān)督的動力和變革興趣。但業(yè)內(nèi)人士已逐漸認識到，必須避免一次性獨特工程設計的低效及容易出錯的復雜性，要透明地管理IT物理基礎(chǔ)設施的日常業(yè)務，才能建立起任何基礎(chǔ)設施所期望的高品質(zhì)。

　　如今，業(yè)內(nèi)人士已開始憑借自己的經(jīng)驗和商業(yè)判斷力來推動行業(yè)朝著更穩(wěn)定和更高效的標準化方向發(fā)展。將標準化應用于NCPI的設計、部署和運營當中，以獲得易于理解、可預測和高效的NCPI結(jié)構(gòu)和功能。由于標準化可顯著地提高NCPI的商業(yè)價值，即可用性、適應性和總擁有成本的改進，因而必然會成為NCPI技術(shù)發(fā)展中的一個具有戰(zhàn)略意義的長期發(fā)展趨勢。

　　bycbinews