IT基础架构规划方案二(计算机系统与机房规划规划)

计算机系统规划
服务器硬件选型规划方案

根据对某集团的实际调研，获取了企业业务应用系统的建设情况，随着企业信息化建设的推进，需要对各种信息化管理系统和应用系统的服务器选型进行选型规划，根据不同的系统对服务器硬件的性能指标要求不同，比如企业网站服务器、邮件服务器、域控制服务器、文件和打印服务器、业务系统服务器等，通过结合系统在线用户数、业务请求数和业务产生的事物数等参数来计算tpmC值，从而估算出服务器硬件的性能要求。

tpmC定义为TPC-C的吞吐量（TPC-C Throughput），按有效TPC-C配置期间每分钟处理的平均交易次数测量。TPC-C是一种旨在衡量联机事务处理（OLTP）系统性能与可伸缩性的行业标准基准测试项目。这种基准测试项目将对包括查询、更新及队列式小批量事务在内的广泛数据库功能进行测试。许多IT专业人员将TPC-C视为衡量“真实”OLTP系统性能的有效指示器。

1）对于最大并发用户数(一般认为最大并发用户数=预估用户规模*15%)在80以下的系统，推荐使用以下两种配置的服务器：

l IBM X系列的服务器；

l HP Proliant系列服务器。

2）对于最大并发用户数在80以上的系统，推荐使用以下两种配置的服务器：

l IBM Power系列的服务器；

l IBM BLADE系列刀片服务器。

设备选型和部署参考如下：

类型	设备选型参考	配置说明	数量	部署说明
域服务器	IBM X3650 M3	双4核CPU/8G内存/300G硬盘 Raid0	1~2	可配置成主备域服务器
邮件服务器	IBM X3650 M3	双4核CPU/16G内存/2T硬盘 Raid5	1~3	可以根据负载情况进行集中部署或分布式部署
打印/文件服务器	IBM X3650 M3	双4核CPU/8G内存/2T硬盘 Raid5	1	可连接NAS或SAN存储
网站服务器	IBM X3650 M3	双4核CPU/16G内存/600G硬盘 Raid5	1~2	可以部署为双机热备
小型应用系统服务器	IBM X3650 M3 IBM X3850 X5 IBM X3690 X5	根据应用情况配置	可以部署为双机热备
中大型应用系统服务器	IBM Power系列服务器	根据应用情况配置	可以部署为集群模式

磁盘存储系统选型规划方案

磁盘阵列已经成为企业信息系统不可缺少的基础组成部分，当前的主流厂商有EMC、IBM、HDS、HP等。RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，中文译作廉价冗余磁盘阵列，简称磁盘阵列。简单地说，磁盘阵列是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。在这一组硬盘中，数据按照不同的算法分别存储于每块硬盘上从而达到不同的效果，这样就形成了不同的RAID级别（RAID LEVEL）。按照RAID级别划分，常见的有RAID0，RAID1，RAID3，RAID5， RAID10，RAID50等，以及硬件厂商自己定义的RAID。客户可以根据实际情况选择RAID级别，RAID10和RAID5比较常见，采用RAID10，可以获得较好的磁盘IO性能和可靠性。

使用磁盘阵列的好处：

Ø 提高数据的安全性；

Ø 提高数据存取的速度，提升EAS性能；

Ø 提供超大的存储容量。

针对应用系统而言，并发数低于100时可以采用服务器内置RAID卡，连接三块以上的硬盘，配置成RAID-5模式；并发数超过100个用户就应该考虑独立的硬件磁盘阵列；超过200个并发用户数规模时，建议采用光纤通道磁盘阵列技术，如果有多台服务器（如集群配置）时，建议使用光纤通道存储局域网（SAN）技术来实现高性能的共享存储系统。

以下是一般集团ERP系统对磁盘阵列的指标要求：

应用规模	IOPS	最大带宽	磁盘配置	选型参考
并发数小于400	至少12万	至少335MB/s	容量至少500G	IBM DS5020/DS5100
并发数大于400	至少20万	至少1500 MB/s	容量至少1T	IBM DS5300

磁盘存储性能是是选型的重要原则之一，存储的性能应能够满足应用系统峰值的需求，并有进一步扩展的空间，包括容量和性能的扩展。从计算机的发展历史来看，计算机的芯片发展速度按照摩尔定律，已经提高了成千上万倍，而计算机 I/O速度，即磁盘系统接口速度，则从SCSI的每秒5MB到目前业界最快的FC-2协议每秒200MB，只提高了四十倍。因此选择性能最佳的磁盘系统，可以有效地提高计算机系统的I/O性能，从而提高计算机的整体性能。

n 扩展性

由于企业数据的增长已经呈几何级数的增长，企业每年数据成倍地增长早已经不是新闻了。为了保证磁盘系统的增长满足企业今后发展的需要，对磁盘系统的扩展性应从以下几个方面进行准备：

磁盘系统的容量扩展性。磁盘系统本身设计会有一定的局限，其容量最大可扩展能力是否满足企业今后数据发展的需要，是选择磁盘系统时应当考虑的一个方面。

磁盘系统的扩展兼容性。由于磁盘系统的发展也是日新月异，用户在存储扩容时还要考虑新磁盘系统与旧设备之间的兼容性，即产品系列有连续性。

n 可靠性

数据是企业最重要的资产，数据的可靠性很大程度上依靠存储设备，主要是磁盘系统的可靠性。因此，作为磁盘系统的选择，可靠性永远是用户的第一考虑。虽然所有的磁盘厂商都声称自己的磁盘系统是可靠的，但是还是可以下几点来进行考察：

冗余电源和风扇。由于硬件失效的大部分原因是由于电源问题，因此，采用冗余电源设计可以有效地防止这一故障的出现；风扇 (或者冷却系统)则是在机房环境温度过高时保护磁盘系统的一种手段，采用冗余风扇设计，必要时可以加大冷却效果，保护磁盘系统的正常工作。

写缓存的数据保护。由于在磁盘系统的设计中越来越多地采用了控制器 (卡)缓存的设计，而读写缓存可以提高读写数据的速度(由于写磁盘是机械动作，通常为秒级；而写缓存是电子动作，通常为纳秒级)。但是，由于有了缓存设计，主机(服务器)写数据时，只要将数据写入磁盘系统的写缓存内，主机就认为写操作结束，如果此时写缓存发生故障(掉电、硬件故障、人为故障等)，数据因为没有写入物理磁盘而导致数据丢失。为防止这种情况的出现，通常应当在写缓存采用NVS(非掉电式存储缓存，即有单独电池保护的缓存，电池通常可以保护数据在缓存中几天不丢失)以防止电源失效；另外，对写缓存还应采用诸如镜像等的保护措施，以防止写缓存的故障。

RAID数据保护。采用RAID方式对数据进行保护，是提高数据可靠性最常用的方法。RAID方式有许多种，其编号只是代表某一种保护方式而已，并不是数字越大或者越小越好。应当说明的是，RAID0不具有数据保护功能，它只是将数据打散分布在不同的磁盘。至于采用何种RAID形式，则应于客户的数据重要程度、性能的要求，以及经费情况等总体考虑。只有支持多种RAID形式，并且支持不同RAID组的混合才能够满足用户对于不同分区的要求。

总线 (包括内部总线和外部总线)。外部总线通常会配置为冗余配置，一方面可以提高可靠性；另一方面，还可以提高性能。外部总线一般可以根据用户的需要进行选配。而内部总线通常是磁盘阵列已经设计好，用户无法选择配置。而内部总线的单点故障常常会被许多用户所忽略，由于SCSI总线是单向单I/O，如果总线发生故障，则导致数据无法访问。因此，选择没有单点故障的内部总线设计，这是用户需要注意的一点。

n 功能

随着计算机的发展，服务器集中、存储集中的思想越来越受到关注。为了实现存储集中，存储区域网乃至灾难备份等要求，需要磁盘系统不仅仅是简单的磁盘阵列，而是具有一定功能，如：远程数据自动拷贝、快速磁盘镜像、多重镜像等功能的存储服务器，来满足用户不断提高的需求。

n 厂商的售后服务

数据是企业最重要的资产，数据的可靠性很大程度上依靠存储设备，主要是磁盘系统的可靠性。存储设备安全性至关重要，厂商的服务与技术支持能力十分重要。

目前，业界普遍采用存储区域网（SAN）的方案，主服务器通过以太网连接到以太网上，每台服务器同时另外配置两块光纤通道卡，每块光纤通道卡分别连接到两台光纤交换机上。IBM的光纤交换机作为SAN的核心部件，也采用双配置，作为高可靠的冗余配置。

磁盘阵列采用双光纤通道与光纤交换机分别相连。这样，任一台服务器、服务器上的通道卡、交换机出现故障，都不会影响对存储设备的访问。

2.1 企业IT机房和系统集成环境规划

企业IT机房工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。计算机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。机房主体部分的规划是在楼宇弱电工程和强电工程规划方案中进行的，本节仅对涉及IT硬件系统集成实施环境的部分进行规划和要求。

机房规划要求

机房既要保障机房设备安全可靠的正常运行，延长计算机系统使用寿命，又能为系统管理员创造一个舒适的工作环境，能够满足系统管理人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。所以，一个合格的现代化IT机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房。

1）机房场地要求

应避免设在建筑物的高层或地下室以及用水设备的下层。

建筑物应有畅通的雨水排水系统。

应避开强电磁场干扰。

远离产生粉尘、油烟、有害气体以及存放具有腐蚀性、易燃、易爆物品的地方。

应建在电力、水源充足，通讯、交通方便，自然环境清洁的地方。

楼地面荷载≥500㎏/㎡。

建筑梁下高度一般应大于或等于3.1米。

为了保证主机系统的物理安全，建议机房安装保安监控系统和门禁系统。

2）机房环境要求

机房温、湿度应符合下表规定

项目级别 A级 B级

温度 23℃±2℃ 18℃～28℃

湿度 40%～70% 20%～80%

温度变化率 ≤5℃/h，不结露 ≤10℃/h，不结露

本次工程机房温、湿度达到B级即可。

主机房内的空气含尘浓度，在空调系统正常运行，室内没有生产人员的情况下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数应少于18000粒。

主机房内无线电干扰场强，在频率为0.15～10000MHz时，不应大于126dB.

主机房内磁场干扰环境场强不应大于800A/m。

在距地面0.8米处测量，机房照明的照度标准应符合下列规定：

主机房的平均照度可按300Lx～500Lx取值。

辅助房间的平均照度可按150Lx～200Lx取值。

主机房内事故照明不应低于5Lx，主要通道不应低于1Lx。

直流工作地应按计算机系统和通讯设备的具体要求确定，机房交流工作地和安全保护地接地电阻均≤4Ω，防雷保护接地电阻不应大于10Ω。

主机房内绝缘体的静电电位不应大于1KV。

主机房内的噪音，在计算机系统停机条件下，在主操作员位置测量应小于68dB。

供电系统规划要求

1）供配电系统要求

应设专用可靠的供电线路。动力照明、办公设备不得与计算机和通讯设备电源相联。

机房配电系统应采用频率50Hz、电压380V/220V TN-S系统。动力电要能7×24小时供应。直流电源要求为DC-48V电源。

要求使用不间断稳压电源供电。

供电电源设备的容量应具有一定的余量。供电电源技术指标应按GB2887《计算站场地技术要求》规定执行。

计算机系统的各设备走线不得与空调设备、电源设备的无电磁屏蔽的走线平行。交叉时，应尽量以接近于垂直的角度交叉，并采用阻燃屏蔽电力电缆。

计算机系统宜采用铜芯电缆。

机房的接地系统尽量采用联合接地，即大楼的综合接地的接地电阻《1欧姆时，计算机设备的工作地、保护地，建筑物的防雷地共用大楼的综合接地体，但计算机的工作地的接地引上线的连接点要离防雷接地点5米以外，若大楼接地系统不能满足要求时，计算机系统接地应采用专用地线接地体，专用地线接地体的引线应和大楼的钢筋网及各种金属管道绝缘。

机房内不同的接地系统应进行等电位连接，主要设备的配电系统应有避雷设施。

机房应设置应急照明和安全出口标志灯。

大面积照明场所的灯区宜分区、分段设置开关。

2）机房UPS要求

恒定的电源供给是中心机房内设备贮存数据资料的重要保证，而优秀的UPS系统是这个重要保证的前提。

双变换纯在线式工频机，标配输出隔离变压器、ECO经济运行、EPO紧急切换、静态旁路、维修旁路和D级防雷。

便于维护和管理，要求UPS主机和蓄电池组同一品牌同一生产厂家。

UPS总功率要求：
目前UPS效率均在90%以上，故按照机房部署的服务器和其它硬件设备的总功率可以计算出UPS的总KVA数。

备选品牌：山特、梅兰日兰、科士达等。

机柜规划要求

1）机柜摆放及地板开孔尺寸如下图：

注意：机房地板可能需要增加额外的支架以满足承重的要求。如有需要请与地板供应商联系以确认地板可以承受450公斤的集中负荷。系统就位：客户应决定如何把机器移至安装位置。客户应确保机器移动所通过的通道、电梯和斜坡等满足机柜通过的要求（高度、宽度、承重等）

2）当安装多台机器时应考虑机器摆放的间隔，具体如下图：

注意：机器摆放必须是前门对前门、后门对后门以利于机器散热。

3）维护空间（使用普通薄机柜门时）：

硬件设备安装要求

设备安装要求

(1) 设备均配置使用冗余电源模块。系统使用两路交流输入，为实现最大可靠性，建议使用两路独立的电源输入。

(2) 为中国用户提供的机型电压标准为380~415V三相交流、50~60Hz。机柜电源线为3相四线（3根相线和一根地线，没有中性线）。随机的两根电源线规格为4.2米长、6AWG、30安培。电源线带防踢插头，客户可购买相应的插座进行连接, 或准备接线盒进行连接。

(3) 系统需要有良好的接地，接地电阻应小于1欧姆。工程师在安装时会检查电源线的地线与大楼的建筑接地之间的电压是否小于1伏。同时也要检查地线与建筑接地之间的电阻是否小于1欧姆。

(4) 客户需安排专业电工进行电源线的连接。

(5) 多台服务器主机的管理和维护建议部署KVM管理系统，实现多台主机的高效和便捷维护。

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作者：Petter Liu
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