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适读人群 :可供企业(机构)信息化管理部门、各类数据中心的建设与管理人员、技术人员、各级信息系统工程建设单位等参考,工科院校相关专业师生 国内专家撰写的首部数据中心建设与运行管理技术专著,涵盖数据中心系统工程全过程、全方位、多目标的内容,信息化管理部门CIO重要参考。
内容简介
《数据中心建设与运行管理》旨在为推动我国企业(机构)数据中心的发展而献出微力。《数据中心建设与运行管理》介绍了数据中心建设和管理的具体做法和体会,全面阐述了数据中心建设的规划与基本要求。
《数据中心建设与运行管理》共12章,包括:数据中心概述、数据中心总体规划、数据中心机房、数据中心网络系统、数据中心主机和存储系统、数据规划和数据库设计、数据中心应用支撑平台、数据中心应用系统、数据中心安全系统、数据中心容灾备份系统、数据中心建设管理、数据中心运行管理。
《数据中心建设与运行管理》观点前瞩、面向应用、深入浅出、图文并茂、重于实用,以数据中心的规划为主线,涵盖了数据中心系统工程全过程、全方位、多目标的全部内容。
内页插图
目录
目录
第1章 数据中心概述 1
1.1 研究及探讨数据中心的宗旨 1
1.2 数据中心的发展 1
1.2.1 数据中心的发展轨迹 1
1.2.2 数据中心的建立是IT应用与发展的里程碑 3
1.3 数据中心的定义 4
1.3.1 TIA942标准关于数据中心的定义 4
1.3.2 国内业界对数据中心的定义 4
1.3.3 广义数据中心的概念 5
1.4 数据中心的分类及分级 7
1.4.1 数据中心的分类 7
1.4.2 数据中心的分级 8
1.5 新技术催生了新一代数据中心的诞生 9
1.5.1 新一代数据中心的定义 9
1.5.2 与新一代数据中心相关的新概念 10
1.5.3 新一代数据中心的特征 13
1.6 我国数据中心的现状及挑战 15
1.6.1 中国各业数据中心现状 15
1.6.2 数据中心面临的挑战 16
第2章 数据中心总体规划 19
2.1 建设目标和建设任务 19
2.1.1 数据中心的建设目标 19
2.1.2 数据中心的建设任务 19
2.2 建设原则与设计原则 20
2.2.1 数据中心的建设原则 20
2.2.1 数据中心的设计原则 20
2.3 建设遵循的政策、规范及标准 21
2.3.1 建设遵循的主要政策、法规 21
2.3.2 建设遵循的主要规范及标准 22
2.4 数据中心的结构 22
2.4.1 要体现以“数据服务”为核心的架构 22
2.4.2 数据中心的总体结构 23
2.4.3 数据中心的逻辑结构 24
2.4.4 数据中心技术框架 24
2.5 机房规划 26
2.5.1 机房位置与布局 26
2.5.2 机房的组成 26
2.5.3 机房的设置 27
2.6 网络系统规划 27
2.6.1 网络总体规划 27
2.6.2 网络负载均衡 28
2.6.3 网络管理 29
2.7 主机和存储系统规划 29
2.7.1 主机系统的规划 29
2.7.2 存储系统规划 32
2.8 信息资源与数据库规划 34
2.8.1 数据规划 34
2.8.2 数据库规划 36
2.9 应用支撑平台规划 37
2.9.1 运行支撑组件 37
2.9.2 应用支撑系统 38
2.10 应用系统规划 38
2.10.1 建设内容 38
2.10.2 数据交换平台 38
2.10.3 决策分析应用 39
2.10.4 统一信息门户 39
2.11 安全系统规划 40
2.11.1 安全防范体系结构 40
2.11.2 安全防范组织 41
2.11.3 数据中心安全防范管理体系 41
2.11.4 安全防范技术体系 42
2.12 数据备份与容灾规划 42
2.12.1 数据备份与数据容灾 43
2.12.2 数据备份类型 43
2.12.3 数据备份系统的组成 44
2.12.4 数据备份策略 44
2.12.5 灾难恢复系统的规划 45
2.13 标准规范的应用与建设 48
2.13.1 软件接口标准 48
2.13.2 基础数据元标准 48
2.13.3 数据交换格式标准 49
2.13.4 文档交换格式标准 49
2.13.5 信息分类编码标准 49
2.13.6 共享数据集标准 50
2.13.7 认证、授权和访问控制标准 50
2.13.8 安全技术标准 50
2.13.9 系统管理规范 51
2.14 环保、消防、职业安全卫生和节能措施 51
2.14.1 环境保护 51
2.14.2 消防 51
2.14.3 节能 52
2.14.4 职业安全卫生 52
第3章 数据中心机房 53
3.1 数据中心机房建设概述 53
3.1.1 数据中心机房的组成 53
3.1.2 数据中心机房的基本要求 54
3.1.3 数据中心机房技术的发展趋势 54
3.2 数据中心机房建设遵循的标准与规范 55
3.2.1 ANSI/TIA-942-2005数据中心用远程通信基础设施标准 55
3.2.2 《电子信息系统机房设计规范》GB50174—2008 56
3.2.3 数据中心机房建设遵循的相关标准与规范 57
3.3 机房环境规划 58
3.3.1 机房环境概述 58
3.3.2 机房规划 61
3.3.3 平面设计 62
3.3.4 机房材料的选择 63
3.3.5 设备布局 64
3.3.6 技术处理 66
3.4 机房电气系统 67
3.4.1 机房供电系统概述 67
3.4.2 机房供电系统设计 69
3.4.3 UPS电源技术 76
3.4.4 机房照明 78
3.4.5 机房防雷接地及安全供电 80
3.5 机房空调系统 86
3.5.1 机房空调系统的特点 86
3.5.2 机房建筑平面与机房空调 87
3.5.3 机房气流组织 88
3.5.4 机房通风 90
3.6 机房消防系统 91
3.6.1 机房消防系统概述 91
3.6.2 机房火灾自动报警系统设计 92
3.6.3 气体灭火系统设计 94
3.7 机房屏蔽 96
3.7.1 机房屏蔽建设概述 96
3.7.2 屏蔽机房的类型 98
3.8 机房弱电系统 99
3.8.1 综合布线 99
3.8.2 门禁和闭路监视 104
3.8.3 机房环境动力监控 109
3.8.4 控管中心 110
第4章 数据中心网络系统 115
4.1 需求分析 115
4.2 网络系统的组成 118
4.3 网络平台结构 120
4.3.1 网络总体结构规划 120
4.3.2 网络分区规划 125
4.3.3 网络分层规划 129
4.3.4 网络分级规划 135
4.3.5 网络结构扩展规划 138
4.4 网络高可用性规划 141
4.4.1 设备冗余技术 141
4.4.2 链路冗余技术 142
4.4.3 其他冗余技术 144
4.5 网络性能规划 148
4.5.1 网络带宽规划 149
4.5.2 网络流量分析与规划 152
4.5.3 服务质量分析 156
4.6 网络管理 163
4.6.1 网络管理的定义、分类及功能 163
4.6.2 网络管理的目标 165
4.6.3 网络管理选型 165
4.7 数据中心网络平台的案例 167
4.7.1 网络系统设计原则 167
4.7.2 IDC网络设计 168
4.7.3 数据中心网络部署 170
4.7.4 路由规划 172
4.7.5 IP地址规划 172
4.7.6 后台管理系统 173
4.8 网络设备选型 174
4.8.1 核心交换机选型要求 174
4.8.2 接入路由器选型要求 177
第5章 数据中心主机和存储系统 181
5.1 主机系统概述 181
5.1.1 小型机的主要性能 182
5.1.2 小型机的主要技术 184
5.1.3 服务器系统的分类与分级 188
5.1.4 服务器系统的主要性能 192
5.1.5 服务器系统主要技术 193
5.2 小型机服务器系统的部署和选型 198
5.2.1 小型机的部署 198
5.2.2 小型机的选型 200
5.2.3 服务器系统的部署 201
5.2.4 服务器的分配 202
5.2.5 双机热备、集群、负载均衡、分区和虚拟化 203
5.2.6 服务器的选型 213
5.3 存储系统 217
5.3.1 存储分类 217
5.3.2 主要存储技术 217
5.4 存储系统的需求分析与规划目标 225
5.4.1 需求分析 225
5.4.2 规划目标 226
5.5 存储系统规划 227
5.5.1 直连存储规划 227
5.5.2 网络存储规划 228
5.5.3 iSCSI存储规划 229
5.5.4 存储整合规划 230
5.5.5 可用性规划 232
5.5.6 分层存储管理规划 235
5.5.7 虚拟存储规划 236
5.5.8 备份恢复规划 239
5.5.9 存储安全规划 239
5.5.10 存储管理规划 240
5.6 存储技术的发展趋势 241
5.6.1 存储的互操作性 241
5.6.2 绿色存储 241
5.6.3 万兆存储架构 242
5.6.4 自动化存储管理 242
5.6.5 基于InfiniBand的SAN架构 243
5.6.6 存储产品的标准化 243
5.7 存储系统案例 244
5.7.1 项目背景 244
5.7.2 电力企业的存储应用 244
5.7.3 电力 MIS系统FCSAN存储 245
5.7.4 电力 MIS系统IPSAN存储 246
5.7.5 电力调度信息系统备份及远程备份 246
5.8 存储系统设备的选型 247
5.8.1 光纤通道交换机 247
5.8.2 磁盘存储设备 250
5.8.3 磁带存储设备 253
第6章 数据规划与数据库设计 257
6.1 数据规划的重要性 257
6.1.1 业务系统建设存在的数据信息问题 257
6.1.2 解决问题的方法 258
6.2 企业信息资源规划理论 258
6.2.1 信息资源规划的基础概述 258
6.2.2 信息资源规划的基本理论 260
6.3 数据规划的实施 262
6.3.1 数据规划的步骤 263
6.3.2 数据规划的需求分析 265
6.3.3 数据规划的系统建模 270
6.3.4 数据规划的成果 277
6.4 数据库设计 281
6.4.1 数据库规划 281
6.4.2 数据存储区域划分 283
6.4.3 数据建设过程 285
6.4.4 数据库模型设计 286
6.4.5 ODS设计 292
6.4.6 数据仓库设计 296
6.4.7 数据集市设计 300
6.4.8 数据容量计算 304
第7章 数据中心应用支撑平台 309
7.1 应用支撑平台概述 309
7.1.1 平台概述 309
7.1.2 设计原则 309
7.1.3 设计思想 310
7.2 应用支撑平台设计 310
7.2.1 总体框架 310
7.2.2 面向服务的架构 311
7.2.3 运行支撑组件 312
7.2.4 应用支撑系统 320
7.3 支撑平台开发工具 332
7.3.1 数据转换工具 332
7.3.2 数据库管理工具 335
7.3.3 多维数据库 336
7.3.4 报表工具 338
7.3.5 多维分析工具 338
7.3.6 数据挖掘工
精彩书摘
2.计算能力和数据存储能力分散在个人计算机上
20世纪80年代初个人计算机(PC)兴起,越来越多的运算工作和功能可以在个人计算机上完成,以前的主机系统则应用在更加狭窄的高端领域。个人计算的兴起极大地促进了计算机的普及,使得独立运行的个人计算机系统分散在个人的办公桌上,计算能力和数据存储能力分散到个人计算机中,此时以中央主机集中的数据中心逐渐从人们的视野中淡出。
3.数据中心雏形的显现
20世纪90年代局域网和互联网崛起并迅速普及,为数据的快速传输和集中创造了物理条件,加上数据库技术在信息系统中的广泛应用,为数据的集中存储、管理和使用创造了良好的软件条件。而互联网的出现和普及也催生了一些新的业务功能,其中包括围绕互联网而产生的接入服务和主机托管服务。随着互联网的普及,越来越多的个人和组织需要上网,但个人或某些经济组织又不愿意独自投资购置服务器及租用接入互联网专用线路,于是出现了互联网接入服务提供商(Internet Service Provider,ISP)。ISE主要为各机构单位或个人提供互联网接入服务,同时还提供公共服务器空间租赁,实现电子邮件通信、网络信息检索等功能。有些单位则将自己的Web服务器存放在ISP所在地,分享ISP所租用的线路,以降低通信成本。无论是租用ISP的服务器空间还是委托ISP管理Web服务器都是Web Hosting模式。在该模式中,各经济组织或个人需要支付ISP的服务器空间租用费或服务器托管费,同时还要共同支付网络通信费用,此阶段的硬件设施体现了数据中心的初步形态。
前言/序言
目前,信息化水平已经成为衡量一个国家或地区融人全球化进程、提升经济社会实力与知名度的重要标志。各类数据中心支持着我国企业(机构)信息化系统的运转。数据中心是信息化的重要基础设施,是信息处理的枢纽,是信息交流的总汇。
古人称:“十围之木持千钧之屋,五寸之键制闾阖之门””,数据中心可谓信息系统的核心设施。当前,信息系统正向着数据和计算能力高度集中的模式发展;信息系统逐步成为企业(机构)核心业务的支撑,数据中心的作用和地位日益突出,已经成为与交通、能源同等重要的经济基础设施。
目前,国内外对数据中心还没有一个统一的定义。从数据中心的发展史可以看出,不同的时期数据中心有不同的形态和内涵,数据中心的概念也在发展中日益丰富。ANSI/TIA-942-2005《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers(数据中心的通信基础设施标准)》是国际上第一部以数据中心为对象的较为全面的技术规范标准。它由美国国家标准学会(ANSI)和美国通信工业协会(TIA)于2005年4月12日共同发布,其中对数据中心下的定义为“数据中心(data center):主要功能是容纳一个计算机房和它所支持区域的一个建筑物或一个建筑物的部分”。
随着信息技术的发展进步,各行业数据大集中发展趋势的强化,以及数据中心地位的提高,广义数据中心的概念也应运而生。人们认为数据中心是由于数据大集中而形成的集成IT应用环境,它是各种IT应用服务的提供中心,是数据计算、网络、存储的中心。数据中心实现了安全策略的统一部署,实现了IT基础设施、业务应用和数据的统一运维管理。
《数字时代的基石:现代仓储物流体系构建与优化》 在这日新月异的数字时代,我们对物质和信息的需求以前所未有的速度增长,而这一切的顺畅流动,都离不开一个隐秘却至关重要的支撑——仓储物流体系。它如同城市的动脉,将生产端的无限可能与消费端的万千需求紧密相连,保障着社会经济的平稳运行和人民生活的便利舒适。 《数字时代的基石:现代仓储物流体系构建与优化》一书,正是致力于深入剖析这一现代经济的“幕后英雄”。本书并非聚焦于冷冰冰的服务器和网络设备,而是将目光投向了更加具象、却同样承载着海量信息流动的物理空间——仓储。我们关注的,是如何在一个信息爆炸、效率至上的时代,打造出兼具高效率、高弹性、高安全性的现代化仓储系统,并使其在整个物流链条中发挥出最优化的作用。 一、 仓储的演变:从传统仓库到智慧枢纽 本书将带领读者回顾仓储体系的发展历程,从过去简单的“存放”功能,逐步演进到现代仓储作为整个供应链中的战略节点。我们将探讨不同历史时期仓储模式的特点、优缺点,以及它们如何适应当时的经济环境和技术水平。 传统仓库的局限性: 早期仓库普遍存在空间利用率低、管理粗放、信息不透明、作业效率低下等问题。这些局限性在一定程度上阻碍了商品流通的速度和成本的降低。 现代仓储的转型: 随着工业化和信息化的推进,仓储开始向专业化、集约化方向发展。自动化设备、信息系统开始引入,仓库的功能也从单一存放扩展到加工、分拣、配送等增值服务。 智慧仓储的崛起: 当今,以物联网、大数据、人工智能、机器人等技术为驱动的智慧仓储,正以前所未有的力量重塑行业格局。本书将深入探讨智慧仓储的构成要素、核心技术及其在实际应用中的巨大潜力。我们将看到,未来的仓储不再仅仅是物理空间,而是一个集信息采集、数据分析、智能决策、自动化执行于一体的“智慧大脑”。 二、 现代化仓储体系的设计与规划 如何设计一个满足未来需求的现代化仓储体系,是本书的核心探讨内容之一。这涉及到对业务需求的深入理解、对场地资源的合理规划、对技术应用的精准选择,以及对成本效益的全面考量。 选址与布局优化: 仓储的选址直接影响着运输成本、时效性和服务半径。本书将分析影响选址的关键因素,如交通便利性、土地成本、劳动力资源、税收政策等,并介绍常用的布局优化方法,以期最大化空间利用率和作业流畅度。 仓储设施与设备选择: 从货架类型、地面承重、消防系统,到叉车、搬运机器人、自动导引车(AGV)等各类搬运设备,以及自动化立体仓库(AS/RS)、输送线等自动化存储和搬运系统,本书将逐一剖析其技术特点、适用场景和选购指南。我们将强调“合适”而非“昂贵”,根据具体的业务需求和预算,选择最优化的设施和设备组合。 信息系统架构: 仓储管理系统(WMS)是智慧仓储的“神经中枢”。本书将详细介绍WMS的功能模块,如入库管理、出库管理、库存管理、盘点管理、移库管理等,并探讨如何将其与企业资源计划(ERP)系统、运输管理系统(TMS)等其他信息系统进行高效集成,实现端到端的物流信息可视化和协同管理。 安全与环保考量: 仓储安全是重中之重,本书将详细阐述防火、防盗、防爆、防潮、防尘等各项安全措施,并强调应急预案的重要性。同时,随着绿色物流理念的普及,本书也将探讨如何通过优化布局、节能设备、绿色包装等方式,构建更加环保可持续的仓储体系。 三、 仓储运营管理与效率提升 拥有先进的仓储设施和系统,只是构建现代化仓储的第一步,更重要的是如何通过精细化的运营管理,最大化其价值,实现效率的持续提升。 作业流程优化: 入库、上架、拣选、复核、包装、出库等每一个环节,都蕴藏着效率提升的空间。本书将介绍精益生产、六西格玛等管理理念在仓储作业中的应用,如优化拣选路径、实施差异化拣选策略、减少不必要的搬运等。 库存控制与管理: 库存是仓储的核心要素,如何平衡“宁有过,勿不足”与“零库存”之间的矛盾,是仓储管理者面临的永恒课题。本书将深入探讨ABC分类法、经济订货批量(EOQ)、安全库存等库存管理理论,并结合信息系统,实现对库存的实时监控、精准预测和动态调整。 人员管理与培训: 尽管自动化程度不断提高,但人的作用依然不可替代。本书将关注如何建立高效的团队、制定科学的激励机制、提供专业的技能培训,确保操作人员能够熟练掌握各项技能,安全高效地完成工作。 绩效评估与持续改进: 建立科学的绩效评估体系,是衡量仓储运营效果、发现问题、推动改进的重要手段。本书将介绍常用的仓储绩效指标(KPIs),如库存周转率、订单准确率、拣选效率、准时出库率等,并指导读者如何利用数据分析,识别瓶颈,制定改进计划,实现持续的运营优化。 四、 智慧仓储的核心技术与应用 本书将花费相当篇幅,深入剖析支撑智慧仓储发展的关键技术,以及它们如何在实际仓储场景中落地生根,发挥作用。 物联网(IoT)与传感器技术: 传感器在仓储中的广泛应用,能够实现对货物状态、环境信息、设备运行状况的实时采集,为数据分析和智能决策提供基础。例如,温湿度传感器保障易损品存储,RFID标签实现货物快速识别和追溯。 大数据分析与挖掘: 海量仓储数据的收集和分析,能够揭示运营规律、预测需求趋势、发现潜在风险。本书将探讨如何利用大数据技术,优化库存布局、预测设备故障、改进作业流程。 人工智能(AI)与机器学习: AI在仓储领域的应用日益广泛,包括智能路径规划、需求预测、机器人自主导航、异常行为检测等。本书将通过具体案例,展示AI如何赋能仓储,实现更高的自动化和智能化水平。 机器人技术: 从传统的叉车、堆垛机,到AGV、AMR(自主移动机器人)、协作机器人,机器人正逐步替代人工,执行高重复性、高危险性的作业。本书将详细介绍不同类型机器人的功能、优势以及在仓储中的具体应用场景。 五、 仓储在现代供应链中的角色演进 本书将超越单纯的仓储运营,将视角提升到整个供应链的层面,探讨仓储如何从一个被动的存储节点,转变为一个主动的价值创造中心,成为连接生产、分销、零售等各个环节的关键枢纽。 满足敏捷供应链的需求: 在快速变化的市场环境中,仓储需要具备高度的灵活性和响应速度,以应对突发的订单变化和客户需求。 支撑全渠道零售: 无论是线上线下,还是线上线下融合,仓储都承担着重要的履约责任。本书将探讨如何构建能够支撑全渠道订单处理的仓储模式,实现线上线下的库存共享和高效配送。 推动价值链创新: 现代仓储不再仅仅是“存放”,而是可以承载更多的增值服务,如定制化加工、贴标、组装、退货处理等,从而提升整个供应链的竞争力。 《数字时代的基石:现代仓储物流体系构建与优化》是一本理论与实践相结合的著作,旨在为仓储物流领域的从业者、管理者、决策者,以及对这一领域感兴趣的读者,提供一套系统、深入、前沿的知识体系。通过阅读本书,您将能够深刻理解现代化仓储的内涵,掌握构建和优化仓储体系的关键要素,并最终助力企业在激烈的市场竞争中,构建起坚实的物流基石,赢得未来。