浅谈数据中心的机房等级、建筑定级、绿色分级划分

随着国内金融业的全面开放和国内大型企业的大规模数据集中，以数据中心作为物理载体，在企业的发展和运营中以及在企业发展中的作用日益突出。 国内许多大型IT公司。 金融，电信和政府等行业的数据中心正在不断建立。结合这方面的国际和国内信息，我们将对数据中心各个等级的特点和要求进行分析和总结，以供同行参考。

一．关于数据中心的定义

数据中心（DataCenter）通常是指在一个物理空间内实现对数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，一般含有计算机设备、服务器设备、网络设备、通讯设备、存储设备等关键设备。数据中心的基础设施(DataCenterInfrastructure)是指为确保数据中心的关键设备和装置能安全、稳定和可靠运行而设计配置的基础工程，也称机房工程(FacilitySiteEngineering)，数据中心机房工程的建设不仅要为数据中心中的系统设备运营管理和数据信息安全提供保障环境，还要为工作人员创造健康适宜的工作环境。

二．数据中心设计的依据和标准

目前国内外与数据中心有关的工程建设标准主要有《电子计算机机房设计规范》（GB50174-92）、《电信专用房屋设计规范》（YD/T5003-2005）、《美国通信工业协会(TIA)发布的《ANSI/TIA-942–2005，TelecommunicationsInfrastructureStandardforDataCenters（数据中心的通信基础设施标准）》，它们是数据中心建设定位、功能指标、设计技术、施工工艺、验收标准等的具体技术要求与体现。其中美国通信工业协会(TIA)发布的《ANSI/TIA-942–2005，TelecommunicationsInfrastructureStandardforDataCenters（数据中心的通信基础设施标准）》是国际上第一部较为全面地以数据中心为对象的技术规范标准，它为现代的机房工程建设提出了新的设计理念、系统构架与技术指标，并给出了许多的技术与系统的工程建议与指导。

TIA-942《数据中心通信基础设施标准》是由美国电信行业协会（TIA）的TR-42.2委员会制定的，并由美国国家标准协会（ANSI）和电信行业协会（TIA）在2005年4月联合发布的，这是该标准的第一个版本。 该标准中提到的数据中心可以是政府或企业拥有所有权的数据中心，也可以是运营商用于租赁服务的公用数据中心。 本标准描述了各种数据中心或机房中通信基础设施的最低要求。

三．数据中心机房的等级及其分级的依据

在国内标准《电子计算机机房设计规范》（GB50174-92）中主要从机房选址、建筑结构、机房环境、安全管理及对供电电源质量要求等方面对机房分级，可分为A（容错型）、B（冗余型）、C（基本型）三个级别。

在美国标准TIA-942《数据中心的通信基础设施标准》中主要是根据数据中心基础设施的“可用性（Availability）”、“稳定性（Stability）”和“安全性（Security）”分为四个等级：TierI，TierII,TierIII,TierIV。其中这四个等级可用性的划分是源于美国标准TheUptimeInstitute,Inc.的《IndustryStandardTierClassi?cationsDe?neSiteInfrastructurePerformance》（《采用分类等级的方式定义场地基础设施性能的工业标准》），在该标准中，美国TheUptimeInstitute依据工程需求与实践，提出了场地基础设施的分类等级的体系框架，针对数据中心的关键设备期望达到“五个九”即99.999%的系统应用可用性的需求，提出了要与之相匹配的机房场地基础设施(电源配电、暖通空调、以及其他的相关系统)的可用性等级指标。

四．在TIA-942标准中数据中心各等级的特性及要求

根据TIA-942标准，数据中心机房可分为四级：由“等级TierI”没有冗余部件组成的系统（可提供99.671%的可用性）到“等级TierIV”有冗余部件（能够故障容错）和实现不间断维修的系统（可提供99.995%的可用性）。根据该标准场地的可用性分类等级框架分成四个层次等级，下面将介绍该标准中每个等级的特性及其数据中心基础设施等级的类型、要求和相关特性：

(一)等级TierI――基本数据中心

“等级I”的数据中心对来自有计划和无计划的运营中断反映敏感（影响较大）。数据中心配有计算机电力分配和冷却，但是它可以或不一定有架高的活动地板，一台UPS或者一台发电机。在这些系统上的关键的负荷能达到N的100%。如果它确实有UPS或者发电机，他们是单个模块的系统并且有很多单个的故障点。一个年度内场地内基础设施被完全关闭停运，是基于进行预防性检修和修理的需要。紧急状态下可能需要频繁地关闭设施。场地内基础设施组成器件故障、操作错误，以及自然产生地失败将引起数据中心运营的中断。等级I由电力和冷却分配的一条单通路组成，没有多余的组成部分，提供99.671%的可用性。

(二)等级TierII――基础设施部件冗余

“等级II”的数据中心采用设备部件冗余要比“基本数据中心”有计划和无计划的运营中断反映稍微要少（影响较小）。场地内有架高的活动地板，一台UPS和发电机，动力的能力设计是N+1，全部有条单一的分配线路。关键的负荷能达到N的100%。关键线路的维修和场地内其他基础设施的维修维护将需要一次处理性关闭中断。等级II由电力和冷却分配的一条单通路组成，带有多余的组成部分，提供99.749%的可用性。

(三)等级TierIII――基础设施同时可维修

“等级III”的数据中心具有能够进行任何有计划的场地基础设施活动，而又不应使计算机硬件系统运行中断的能力。有计划的活动包括预防性和程序性的维修，修理和替换零部件，添加或调整部件的容量，部件和系统的测试。对使用冷冻水系统的大型场地来说，这表示两套独立的管路。要有足够的能力和分配，一定可提供在进行维修或者在其它管路上测试时，在一条管路上同时带负荷。无计划的活动，例如设备基础设施的零部件，在运行中或者自然的情况下发生故障，引起数据中心的运行中断。在一个系统上的关键的负荷不超过N的90%。当客户的业务需要得到正当合理的额外保护时，“等级III”的场地将被有计划地设计成可升级成“等级IV”的场地。等级III由多条有效的电力和冷却分配道路组成，但是只一条道路活跃，有多余的组成部分，并且同时是可维修的，提供的99.982%的可用性。

(四)等级TierIV――基础设施故障容错

“等级IV”的数据中心具有能够进行任何有计划的的活动且不会对关键的负荷造成中断的能力，且有提供场地基础设施容量及其能力。基础设施故障容错的功能性为场地基础设施的能力提供至少维持一种最坏的情况，无计划的故障或者事件将不影响关键的负荷。这需要同时活跃的分配道路，通常在S+S的双电源系统配置里。电力系统供应表示为每个有N+1冗余的两个单独的UPS系统。在一个系统上的涉及的关键的负荷不超过N的90%。“等级IV”需要全部计算机硬件有故障容错的双电源输入。严格的故障容错测验使数据中心具有维持无计划故障或者运行错误时，不发生计算机机房过程中断的能力。等级IV由多条有效的电力和冷却分配道路组成，有多余的组成部分，并且是故障容错，提供的99.995％的可用性。

五. 建筑定级

建筑T1级别

对于可能引起数据中心瘫痪的人为地或自然灾害不做任何建筑防护措施；设备区地面活荷载不小于7.2kPa，同时楼面另需满足1.2kPa的吊挂活荷载。

建筑T2级别

T2机房应满足所有T1机房的要求外应有建筑防护用于避免由于自然灾害或人为破坏造成的机房瘫痪；机房区域的隔墙吊顶应能阻止湿气侵入并破坏机械设备的使用；所有安防门应为金属框实心木门，安防设备间和安保室的门应提供180度全视角观察孔；所有的安防门必须为全高门（由地面到吊顶）；安保设备间及安保室的隔墙必须为硬质隔墙并加装厚度不小于16mm三合板，至少每隔300mm要用螺丝固定；设备区地面活荷载不小于8.4kPa，同时楼面另需满足1.2kPa的吊挂活荷载。

建筑T3级别

除满足T2要求外还应满足如下要求：需提供备用的出入口和安全监察点；提供备用安全出入道路；机房外墙上不能有外窗；建筑系统应提供电磁屏蔽保护；钢结构应提供电磁屏蔽保护；屏蔽层可以是贴铝箔的板材或金属网；机房入口应设置防跟入系统；对于冗余的设备应提供物理隔断以降低同时宕机的可能性；应设置防护栅栏以控制非正常侵入事件，同时建筑外围应设置微波探测和视频监控系统；厂区应设置门禁控制系统；机房区，动力区应设置门禁系统，并提供门禁控制中心监控系统；设备区地面活荷载不小于12kPa，同时楼面另需满足2.4kPa的吊挂活荷载。

数据中心绿色分级评估

另外，为提高我国数据中心绿色节能水平，行业社会组织积极倡导数据中心的绿色发展，鼓励采用节能技术，达到数据中心节能降耗的效果。为此，社会组织积极开展对数据中心绿色分级评估的工作，并制定相关操作方法。

数据中心绿色分级将根据能源效率、节能技术、绿色管理三个维度进行评估，对各个维度的具体项目进行评分（满分100分），并设置了加分项目（满分10分），由总分（满分共110分）得到该数据中心对应的等级（2A—5A）。

1、能源效率（52分）：能源效率评价的依据为pue测量值，PUE=数据中心总耗电/IT设备耗电。对于测量时间和频率，建议以月为周期提供数据中心月总耗电、IT设备月总耗电和当月PUE值。

2、节能技术（33分）：数据中心的IT设备、供配电设备、制冷设备及其他设备是否采用了相关节能技术，并取得了较好的节能效果。

3、绿色管理（15分）：是否成立数据中心节能工作小组，有专人负责节能事务；是否制定节能管理方面的工作制定；是否建立日志管理系统，定期统计、计算分析PUE等指标，并不断提升等等。

4、加分项（10分）：如果数据中心建筑获得国内外知名绿色建筑认证（美国LEED、英国BREEAM等），或采用自主可再生能源（如太阳能、风能、水能等）进行供电，或对自身产生的热量进行再利用，均可进行加分。