从日本大地震看数据中心防震技术

服务器 新闻
日本的大部分数据服务中心仍在照常工作,对于日本这样一个地震频发的国家,当地的数据中心是如何应对地震风险所带来的种种问题的呢?

上周日本发生的地震已经造成广泛性的破坏,并引发了海啸。一些早期报告指出,部分电信服务已经发生中断。但报告同时显示,日本的大部分数据服务中心仍在照常工作,我们将继续关注日本的相关报导。

对于日本这样一个地震频发的国家,当地的数据中心是如何应对地震风险所带来的种种问题的呢?近一千家日本公司正使用它们的成果来保护他们的设备。减震产品可以对主机柜体和框架进行加固,以保证主机在面对可能出现的最强烈的大地震时,只会发生轻微的振动。

减震产品已经在过去十年中在保护日本数据中心的各类设备中交出了令人满意的答卷——它已经帮助这些设备平安度过了十余次大型地震。该产品采用了具有技术专利的Ball-N-Cone(球体转锥体)隔震系统,该装置由两块负荷板材构成,其上带有扣住钢珠轴承的锥形凹槽。这种设计能够使被保护的设备通过顺畅及匀速的横向移动抵消地震所带来的动能。该产品根据安全状况的不同,每柜安装的花费在一千美元至一千五百美元之间。

上述避震系统所承诺的平移极限范围为八英寸,意即主机受地震影响而平移的距离小于八英寸时,则不会受到任何物理损伤。但对于我们时下面对的这场地震,关键问题是,这样的强度(所带来的动能将使主机平移超过理论上限)是不是超出了保护设备的能力之外。

有许多地区,标准的避震方式是将螺栓固定在地板上。但WorkSafe的意见是,这种“刚性避震螺栓”的确能让设备保持在原位,但地震所造成的动能会由设备自身承担,这样很可能导致主机及内部结构的损坏。

现在我们列举一个建筑级别的实例——旧金山的Digital Realty Trust(数字房地产信托公司)365主数据中心。该设施中容纳着包含房产关键信息的系统,而这一旧金山旗舰级数据中心所安装的,正是base isolation system(基础隔震系统)。

365主体坐落于坚固的地基之上,并由共计九十八根立柱支撑着整栋建筑。这九十八根立柱在板材和橡胶轴承的辅助下,共同构建成了一种名为“friction    pendulum(摩擦钟摆)”的避震架构,它能够有效吸收由地震活动所造成的冲击力。在面对地震时,该设施将使整栋建筑物相对其地基部分进行一定程度的位移。而楼内的管道、线缆及各种常用连接也相应具备隔离保护功能,以保证遭遇地震时仍能够工作正常。

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大家都知道数据中心里设备的昂贵价格,因此有很多大型、专业型的数据中心还是采取了很多值得我们学习和借鉴的防震措施:

数据中心的升级防震地台

数据中心建有升降防震地台,确保冷气顺通及维持正常室温。此外,升降防震地台能减低静电干扰,提供一个专业、优质的环境存放服务器。

升降防震地台一般有几个特点:

•450mm升降防震地台

•假天花系统

•升降防震地台与假天花间存有2600mm净空高度

数据中心的地震滑行器

许多数据中心采用隔震技术,来保护在一个大地震时的机架和服务器。去年WorkSafe的DylanMason提供了其公司的等基线(ISO-Base)平台的一份说明书,这个等基线平台坐在数据中心机架的底部,在地震时,可以移动,而不是固定在建筑物上,这样可以减少损失。

这些滑行器为服务器机房提供了解决方案。但对于整个数据中心,这种滑行器会怎样呢?这里有一个建筑物级的地震缓解的例子,是由365Main提供的。365Main在其旧金山的旗舰数据中心,在设施改造时,安装了隔震系统,用来安置关键任务系统。

365Main大厦的隔震系统是以顶部为基础的,支撑建筑物的98根柱子都装备有一个特殊的连接装置,它就是一个“摩擦力钟摆”,它是由一个盘子和橡胶轴承组成的,这个装置能吸收地震波动造成的冲击。在地震中,这个装置将使整个建筑物内的设施有效地在地面上漂浮。进入建筑物的管道、电缆和市政设施连接在上述隔离连接装置的上面,使它们在地震中保持完整性。

数据中心内地板防震支架

一种机房地板防震支架,它包括底座、上下导轨、上梁、斜支承。上下导轨与上梁底座为一体,本实用新型由于支架高度可调,并能固定任意位置,支撑与地板固定加强了结构强度,底座可与地面固定,实现设备、地板、地面连成一体、具有高度可调、任意安装、拆卸方便、增加了设备、地板的稳定性。

数据中心的防爆墙及安全缓冲区

数据中心防爆墙、安全缓冲区和高度的抗震设防烈度等防护措施,不仅可以使中央机房免于灾难毁坏,并且可以实现现场无人值守运行。数据中心的中央机房远离外部设施,且其一层外墙为防爆墙,有效防止人为破坏;园区周边设置安全缓冲区,可御防非法闯入;中央机房高度的抗震设防烈度都可以减少地震给数据中心带来的灾难。

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数据中心的机柜对抗地震损坏的对策技术

双重框架防震结构

立柱和隔档分离的双重框架结构,两者之间安装的『防震减震器』通过变形吸收地震能量,从而减低机柜的震动。  

抗震框架

采用滚压成形的多重弯曲立柱结构,实现了框架的轻量化及高刚性。  

防震减震器(2段可变式)

装上了双层结构的高性能减震橡胶,具有在中小地震中呈现软性、而大地震中则变硬。无论是震动大小,减震机柜都能发挥出高效的减震效果。

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数据中心内抗震框架及防震减震器的结合 

抗震框架及防震减震器的结合造就了突破性的防震能力

双重框架防震结构的机柜,能将机柜内的地震震动最低减至50%左右。高强度的耐震框架造就了能抵受地震能量的机柜结构。防震减震器之中安装了能够吸收能量的特殊高性能减震橡胶。高性能减震橡胶为双层设置,其特点是在中小地震时呈现软性、而大地震中则变硬。无论大小震动,减震机柜都能有效发挥减震效果。

数据中心的容灾技术

•数据容灾方案

在生产中心和灾备中心的服务器上安装专用的数据复制软件,以实现远程复制功能。两中心间必须有网络连接作为数据通道。可以在服务器层增加应用远程切换功能软件,从而构成完整的应用级容灾方案。

•在线备份服务

一是基于SaaS的存储解决方案;

二是基于网络的服务,简单存储服务和存储分发网络;

三是传统的存储服务公司提供的服务。

自动化和远程的异地容灾成为在线备份服务重要的特点。而在线备份服务的目的就是对数据进行保护和恢复,使其在备份时能够获得最高的安全性,在灾难发生时可以确保业务的连续性。

•异地容灾

随着企业规模的扩展,用户原有意识中的数据备份已经无法满足关键业务对系统的可用性、实时性、安全性的需要。更重要的是备份的数据往往会因为各种因素而遭到毁坏,如地震、火灾、丢失等。异地容灾解决方案的出现则可通过在不同地点建立备份系统,从而进一步提高数据抵抗各种可能安全因素的容灾能力。

•灾难恢复

当灾难破坏生产中心时在不同的地点恢复数据的能力。灾难恢复的特点是在不同的地点不同的硬件设备上流程。

地震给我们带来的灾害是无法避免的,它的频繁发生也让我们意识到原来灾难离我们并不远,所以我们更加应该反思如何才能采取更多更有效的措施来防止或者说减小它带来的巨灾。无论是政府还是数据中心的管理者都应该及时做好工程的防震设防、加强地震的知识培训以及提出更多、更有效的机房设备防震解决方案,只有这样才能更好的保护数据中心设备的安全,以及减少灾难给企业造成的无法估计的损失。

【51CTO.com译文,转载请注明原文作译者和出处】

原文标题:How Japan’s Data Centers Manage Earthquakes  作者:Rich Miller

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责任编辑:景琦 来源: 51CTO
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