
中國石油是一家特大型跨國、綜合性石油石化公司,是中國境內最大的原油、天然氣生產和供應商之一。中國石油在企業信息化方面統一制定了相應的信息技術總體規劃,并依據該總體規劃,逐步推廣實施各類信息化建設任務。
中國石油信息技術總體規劃中包含的主要信息系統(見表1),或已完成推廣實施,或已完成可行性研究,或正在建設階段。信息資源的快速整合需要使用更多的服務器機柜和存儲設備等,由此引發了對建設大規模企業數據中心的迫切需求。
目前中國石油總部機房的配套設施水平低、負荷重、故障頻繁,需要對供配電、UPS等系統進行調整和擴容。為保障總部機房所部署的信息系統能夠穩定運行,急需將其遷移到總部級數據中心具備高可用性和即時故障響應能力的新機房內。
除此之外,中國石油下屬企事業單位的現有舊機房難以容納越來越多的新設備,也無法滿足不斷增加的信息系統服務需求。數據存儲管理和機房運行維護壓力極大,同時信息系統對供配電、空調、綜合布線和服務器機柜配備等,都需要重新規劃設計,因此有必要對舊機房進行改造,或者新建相應規模的區域級數據中心,以解燃眉之急。
根據中國石油信息技術總體規劃,已經完成實施的部分核心生產系統的災備系統,也將被部署在總部級數據中心機房內。
前期調研
從2007年開始,依照信息技術總體規劃,中國石油信息管理部門組織各專業技術人員,成立了數據中心建設項目組。通過對多家國內外企事業機構的數據中心進行考察調研和案例分析,同時與國內外知名廠商及專業咨詢公司進行技術交流,項目組深入了解了各類主流產品方案。
結合企業自身特點,參考借鑒國際國內相關標準,項目組先后編制了項目可行性研究報告、數據中心整體架構與建設方案、數據中心機房建設需求及其IT基礎設施建設方案、地區中心機房改造參考意見、企業數據中心建設規范與管理規范等,總結歸納出較為合理的規劃設計思路和具體建設實施方案。
參照標準多
在進行數據中心項目可行性研究的過程中,中國石油數據中心項目組人員曾經實地考察了中國網通北京亦莊數據中心、中國農業銀行上海數據中心、中金數據公司北京數據中心、惠普新一代數據中心體驗中心等,同時筆者也根據美國Google公司數據中心的有關資料,進行了詳細的案例分析。
數據中心項目可行性研究報告的編制依據,除了遵從中國石油信息技術總體規劃的指導,還參照了國際通用的《TIA942-2005 數據中心電信基礎設施標準》(簡稱TIA 942國際標準),以及《GB/T2887-2000 電子計算機場地通用規范》、《GB/T20988-2007信息安全技術信息系統災難恢復規范》、《GB50174-93 電子計算機機房設計規范》等國家標準(附注: 其中GB50174-93標準為1993年版本的舊國標,已于2009年6月1日被最新發布版本GB50174-2008所取代)。

規劃設計
項目目標 規劃建設具有國際一流水準的數據中心,以便有效地提升中國石油信息技術基礎設施水平,并保障企業的業務連續性,滿足信息技術總體規劃項目中的全部信息系統的部署和容災需求。數據中心具備突發事件應急響應、核心信息系統安全保障等支撐能力。
規劃思路及設計原則 中國石油數據中心建設基于數據中心的生命周期來進行動態規劃,并試點分期實施。其整體設計參照TIA 942國際標準中的T3+標準,部分模塊化單元參照T4級標準設計。未來建成的數據中心應具有經濟實用性、靈活可擴展性、安全可靠性、可操作管理性,還要考慮到場地選擇、建筑選擇、環境保護、降耗節能、空間規劃、容災能力等因素(標準見表2)。
建設方案及實踐經驗 中國石油數據中心采用了模塊化、系統化的設計方式,并配有一體化監控及可并行維護; 其中,又根據場地實際情況,劃分了以下幾類子系統,然后對每個子系統分別進行技術規劃及方案設計,這些子系統如下。
機房裝飾裝修工程系統: 機房的防靜電架空地板、防火玻璃隔斷、天花板吊頂、墻面、門窗等等,均選用優質的原材料和先進的施工工藝; 并劃分出不同功能區,合理布局主機房區和輔助機房區。總體裝修裝飾風格應具有新穎性和時代感。
供配電系統: 采用雙路市電供電方式,同時配備后備柴油發電機和UPS蓄電池,以便承擔雙路市電停電后的運行負載; 停電狀態下的應急照明系統由UPS不間斷電源供電,智能照明系統可滿足多場景控制切換要求; 防雷接地系統采用三級防雷方式。
綜合布線系統: 統一采用上走線方式,以及智能化、結構化的柔性銅纜布線和靈活模塊化的光纖布線,為機柜配備電子配線架,以保證可管理性、可擴展性和可維護性。
數據中心網絡系統: 采用模塊化分區網絡架構設計,同時,容災系統設計采用基于密集波分復用(Dense Wavelength Division Multiplexing)的光纖通信傳輸技術。
空調通風系統: 采用冷熱通道設計,解決了由超高密度機柜和刀片服務器等設備產生的散熱冷卻問題,提高機房空調的使用效率。設置獨立的新風系統和消防排風系統,以滿足新風量和機房氣體滅火需求。
設備及場地監控系統/動力環境監控系統: 采用統一集成的系統軟件和管理平臺,對UPS、精密空調、供配電、溫濕度、漏水、照明、防雷、視頻圖像、防盜報警、門禁等系統進行實時監控和故障報警。
安全防護系統: 包括有入侵報警系統、門禁控制、視頻監控系統,除設置探測器、報警器之外,門禁系統根據實際情況,可采用讀卡器或指紋/掌紋等識別技術,通過基于TCP/IP的視頻監控系統進行實時/遠程監控和錄像管理。
消防報警系統: 設置火災自動報警聯動系統,氣體滅火的控制方式分為自動、手動、機械應急手動三類。
監控中心系統: 設置監控大廳和會商室兩類區域,前者用于日常運維管理監控和應急故障處理,后者提供會議協商及指揮調度的場所。兩類區域均配備大屏幕及智能控制系統,有獨立的音視頻功能。
屏蔽系統/屏蔽機房: 按照國家軍用標準《GJB z20219-94軍用電磁屏蔽室通用技術要求和檢驗方法》和國家保密標準《BMB3—2000 處理涉密信息的電磁屏蔽室的技術要求和測試方法》設計,設置屏蔽機房的目的,主要是防止信息泄密和外界強電磁干擾。至于屏蔽系統的電氣、通風、監控、通信、火警、消防等功能需求則由其他子系統負責提供。
標準化建設
根據《TIA942-2005 數據中心電信基礎設施標準》,數據中心的等級可分為四級(見表2)。
中國石油依據企業實際情況,在TIA 942國際標準以及國標GB50174-2008的基礎上,進一步明確了A、B、C三級數據中心分類(見表3)。
在完成項目可行性研究及方案規劃設計的同時,中國石油數據中心項目組還編制了兩項與信息標準化建設有關的企業標準,即《中國石油數據中心機房建設規范》和《中國石油數據中心機房管理規范》,這兩項規范的編制參照了TIA 942國際標準,并以國家標準《GB50174-2008 電子信息系統機房設計規范》(2009年6月1日正式公布實施)為藍本。 2009年末通過專家評審后的這兩項企業標準,將作為中國石油有關部門對于今后新建或改造各級數據中心的審批依據和項目指導規范。
管理模式
中石油目前在建設和規劃中的數據中心有兩個。
總部數據中心: 包括勘探開發研究院信息大樓和北京東直門中石油大廈數據中心機房,承載與辦公相關的核心業務系統,與北京數據中心互為備份。其中,勘探開發研究院信息大樓是一座總建筑面積約為三萬平方米的八層鋼框架結構建筑, 機房的設計總建筑面超過四千平方米,計劃部署機柜約九百多個, 將于2010年建成之后, 投入使用。
北京數據中心: 位于正在規劃建設中的北京昌平中國石油科技園區內,承載與生產相關的核心業務系統,與總部數據中心互為備份,同時也為園區的信息化建設提供基礎設施。
這些數據中心建設的項目流程管理模式如下。
實施策略: 統一規劃,循序漸進,試點推廣,分期分步實施。
商務運作模式: 不是選擇單一公司總攬承包,而是根據方案設計和施工需求,分別招標選擇設計咨詢公司、施工公司。同時,根據各子系統的不同分包和技術需求,招標選擇設備供應商。
項目管理: 設置項目指導委員會和項目經理部,實行項目經理負責制。項目組中包括有規劃方案組、基礎設施組、運維建設組、商務及綜合管理組等,各專業小組在內部實行資源共享與分工合作。同時數據中心項目組與各中標合同廠商之間,以甲方、乙方的合作形式開展項目實施工作。
觀點:綠色數據中心將大行其道
數據中心(Data Center),也被稱為服務器農場(Server Farm),它是一個集中式的物理/虛擬存儲庫,用于容納計算機系統及關聯組件,如電信和存儲系統。數據中心通常包括冗余及備份電源供應,冗余數據通信連接,環境控制(如空調,滅火消防)和安全設備等。
建立數據中心的目的,通常是為了對特定的知識群體或特殊業務需求所產生的數據信息進行存儲、管理和分發。以美國國家氣候數據中心(National Climatic Data Center,簡稱NCDC)為例,它是一個公共的大型數據中心,負責維護管理全球最大的氣象信息檔案庫,而私有的數據中心則存在于一些特定的組織部門內,如公司企業的科研部門等等。
雖然自2008年以來,IT行業不可避免地遭遇到全球金融危機的沖擊,但是從總體形勢來看,目前無論國內還是國外,大型企業組織對于數據中心建設的總體需求一直在增長。
由于業務需求量及信息系統的增加,服務器和存儲設備的數量也在相應增多。此外,企業對于信息系統安全性的考慮日益增強,更加關注如何高效地管理、運營,因此普通的IT基礎設施和落后的運維服務將面臨極大挑戰。
為了應對快速變化的各類資源需求,數據中心的資源整合能力越來越重要,必須能夠滿足高可用性、連續性、即時故障切換,具備計算、存儲、網絡、容災、管理、基礎設施等綜合功能。
目前很多數據中心都采用了超高密度機柜和刀片服務器來減少機房占用面積,并利用虛擬技術來提高資源利用效率,節省軟硬件采購費用,而VoIP和智能身份識別等新技術也被應用于數據中心的通信支持和運維管理。同時,新型的數據中心應當具有雙倍冗余能力,并能相互備份。
鑒于綠色IT是當前世界IT行業的主流趨勢,因此,為了降低能耗、符合健康安全環保要求,設計綠色數據中心的理念也將被列為規劃建設新一代數據中心的首要考慮因素。(文/羅鵬)
鏈接一:中石油的信息化狀況
企業郵件及網絡用戶現狀: 中國石油現有員工主要分布于以下四個專業公司: 勘探與生產、煉油與銷售、化工與銷售、天然氣與管道。其中企業網絡用戶人數已超過50萬人(以截至目前的企業電子郵件系統使用用戶為計算依據)。
IT基礎架構現狀: 以中國石油廣域網改進及因特網接入項目為例,該項目已經實施完成,并順利通過最終驗收評定,為各信息系統的上線運行提供了穩定可靠的7×24小時IT基礎設施服務平臺,也為數據中心項目的規劃建設奠定了基礎。
信息系統建設現狀: 石油石化行業的主體業務流程可分為: 勘探、開采、運輸及貿易、煉化、一級輸送、中轉管理、二級輸送、市場銷售等等。其中生產一線信息系統負責進行數據采集和保存,業務運營信息系統負責執行運營計劃,而企業IT應用信息系統則負責戰略管理決策及辦公支持。
IT服務運行維護流程: 依照國際通行的ITIL標準,中國石油逐步建立完善了與新的網絡體系相配套的IT 服務管理體系,其服務管理平臺由服務臺(Services Desk),呼叫中心(Call Center),客戶關系管理(Customer Relationship Management)等軟件整合集成,還包含有管理知識庫(Management Knowledge Center)和統一標準化的處理流程,并配有多套集成的網絡模塊監控管理工具。
鏈接二:何為TIA-942標準?
2005年4月,全球第一個綜合性的數據中心電信基礎標準——TIA/EIA-942正式出版。
該數據中心標準提出的設計要素包括: 基于標準的開放系統; 綜合考慮擴容需求的高性能和高帶寬; 支持10G萬兆或更高速率的技術; 支持存儲設備(如光纖信道,SCSI或NAS); 支持充分考慮擴容需求的聚合點; 高質量,可靠性和可量測性; 冗余性; 高容量和高密度; 易于移動增加和改動的靈活性和可擴展性;
TIA/EIA-942數據中心標準中提供了數據中心可靠性等級的規范,這個等級劃分系統是由Uptime Institute(正常運行協會)推廣的,1級可靠性沒有冗余,4級則提供了最高等級的故障容錯率。在4個不同等級中,包含了對建筑結構、安全性、電器,接地、機械、防火保護等的不同要求。
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