京东数据中心构建实战

　　数据中心是京东庞大的业务体系的技术支撑，本书是京东数据中心技术团队多年实践经验的总结，由京东IT资源服务部负责人吕科亲自领衔撰写，是京东首次系统对外输出他们在数据中心建设、管理和应用方面的方法体系和实践。本书不仅从基层设计者的角度重新阐述了数据中心的基础设施系统，重新解读了行业规范的应用；而且从基层运维者的角度向读者展示了京东管理大型数据中心的技术能力。全书总共10章，逻辑上可以分为两个部分：第一部分 理论篇（第1~9章）根据数据中心基础设施系统的组成，分别介绍了供配电系统、供电保障电源、制冷空调系统、柴油发电系统、智能化系统、网络与布线系统、消防系统和装饰装修工程。理论角度，摒弃了大而空的高深和浮于表面的粗浅，以实用为原则，干货满满，对设计难点的讲解深入浅出，对设计痛点的剖析透彻而深入，可以让读者很好地了解数据中心基础设施系统的架构是如何诞生的。第二部分 案例篇（第10章）以京东集团自主设计、自主筹建的第*个大型数据中心——京东集团华东数据中心为例，详细讲解了京东数据中心先进的规划思路、基于传统而创新的系统构成，以及专注、专业的运维管理能力。京东虽然在数据中心领域起步较晚，但是他们在不停学习追赶，只为以后能创新超*，因为京东人“只做*一”。

　　吕科京东集团IT资源服务部负责人。IT资源服务部是京东集团CTO体系的一级部门，负责整个京东集团的IT基础资源建设，包括服务器、网络交换机、IDC机房、CDN机房及运营商网络等基础资源。同时，还负责京东集团IT基础资源的日常稳定运营，保障各个业务端可靠、连续、安全运行。吕科先生专注于通过资源集中、高效管理以及流程控制的方式，实现京东集团及核心生态的IT基础设施的成本优化，并充分提升京东集团及核心生态的IT使用效率。吕科先生十分重视技术创新，作为京东骨灰级程序员之一，曾深入参与京东库存管理系统架构的搭建，这套系统也为后来京东多次品类扩张和系统架构改造起到了很好的支撑作用。在负责京东集团基础IT资源后，作为京东集团技术体系的一位重要负责人，一直密切关注国内外行业的技术演进与创新。在京东集团未来12年的技术发展战略上，从京东集团IT基础能力建设的细节创新，到整体技术架构的创新，均有行业前瞻性的指导规划，并推动京东集团的技术创新。

Contents 目录
编委会成员
推荐序
前言
第1章　数据中心概述1
1.1　数据中心的分级1
1.1.1　国标GB 50174—20171
1.1.2　Uptime Tier等级认证2
1.1.3　TIA-9423
1.2　数据中心的选址3
1.3　数据中心的组成4
1.3.1　功能区划分4
1.3.2　功能区面积5
1.4　数据中心的规划布局5
第2章　数据中心供配电系统8
2.1　数据中心对供配电系统的要求8
2.1.1　数据中心对市电供电电源的要求8
2.1.2　数据中心的供电等级11
2.2　数据中心中压电源系统12
2.2.1　电源选择与供电能力13
2.2.2　中压电力系统中性点的运行方式13
2.2.3　中压变配电系统主接线16
2.2.4　中压变配电系统配电网接线18
2.2.5　中压继电保护19
2.2.6　中压配电一次接线典型方案20
2.2.7　中压配电设备定期维护检查21
2.3　数据中心低压配电系统22
2.3.1　低压供配电系统配置22
2.3.2　双总线配电架构介绍23
2.3.3　断路器的选择24
2.3.4　过电流保护26
2.3.5　ATSE系统29
2.3.6　UPS列头柜输出配电和机柜配电32
2.3.7　电子信息设备特性34
2.3.8　低压配电接地系统40
2.3.9　雷电防护及措施47
第3章　数据中心供电保障电源52
3.1　交流UPS的基本原理53
3.1.1　UPS的基础知识53
3.1.2　工频UPS与高频UPS的区别61
3.2　数据中心交流UPS的选择64
3.2.1　UPS电源系统负载容量的确定64
3.2.2　UPS电源系统中配置的选择73
3.3　直流UPS（HVDC供电电源）82
3.3.1　交流供电与直流供电的区别82
3.3.2　240V高压直流简介84
3.4　UPS蓄电池的配置86
3.4.1　蓄电池基础知识86
3.4.2　蓄电池后备时间的计算91
3.5　UPS运行维护保养95
第4章　数据中心空调制冷系统99
4.1　空调与制冷原理99
4.1.1　空调基础知识99
4.1.2　空气处理过程102
4.1.3　制冷基础原理102
4.1.4　制冷循环过程103
4.1.5　制冷剂104
4.2　空调环境与负荷104
4.2.1　数据中心环境要求104
4.2.2　数据中心空调环境特点106
4.2.3　数据中心负荷计算107
4.3　主要冷却设备及系统形式108
4.3.1　风冷直膨空调系统108
4.3.2　水冷直膨空调系统110
4.3.3　风冷冷水空调系统112
4.3.4　水冷冷水空调系统114
4.3.5　冷源自控系统118
4.4　空调送风设备及形式119
4.4.1　空调风机119
4.4.2　房间级送风120
4.4.3　行列级送风121
4.4.4　机柜级送风123
4.5　空气湿度处理124
4.5.1　加湿方式124
4.5.2　除湿方式126
4.6　水处理系统127
4.6.1　加湿水处理127
4.6.2　循环水处理128
4.7　通风系统130
4.7.1　新风系统130
4.7.2　送排风系统131
4.8　主要节能措施与新型系统132
4.8.1　主要节能措施132
4.8.2　新型系统形式133
4.9　主要设备日常维护135
第5章　数据中心后备发电机供电系统138
5.1　后备发电机供电系统在数据中心的定位138
5.2　数据中心电源需求特征与负载特点139
5.2.1　数据中心核心负载设备及辅助系统139
5.2.2　数据中心负荷等级及分类139
5.2.3　数据中心功率密度的变化139
5.2.4　数据中心容性负载对供电系统的影响140
5.3　柴油发电机组对功率的标定141
5.3.1　国标对机组功率的标定141
5.3.2　制造商对机组功率的标定142
5.4　后备发电机供电及电源143
5.4.1　柴油发电机组及配套电控设备143
5.4.2　典型的不同电压等级供电电源架构146
5.4.3　室内外供储油系统149
5.4.4　柴油发电机组的运行方式150
5.4.5　柴油发电机组的负载特性151
5.4.6　柴油发电机组选型前注意事项152
5.4.7　柴油发电机组的容量选择152
5.4.8　电源系统中性点的接地方式153
5.5　发电机房及储油罐区选址155
5.5.1　柴油发电机房选址及机房布局156
5.5.2　室外储罐区的选址及管道系统157
5.6　发电机房进排风及消声降噪的处理159
5.6.1　机组运行时所产生的噪声声源分析159
5.6.2　对机房噪声声源的处理162
5.7　发电机组设备安装、调试及测试验收163
5.7.1　柴油发电系统的安装内容163
5.7.2　柴油发电系统的验收项164
5.7.3　柴油发电机系统的调试项164
5.7.4　柴油发电机系统测试项及常规测试项164
5.8　后备柴油发电机组的运行维护、巡视保养165
5.8.1　柴油发电系统的巡视保养165
5.8.2　柴油发电机组大修期确定166
5.8.3　柴油发电系统辅助设备的基本巡视检查内容166
5.9　柴油发电机组和供储油设施的清洁166
5.9.1　柴油发电机组及配套设施的清洁166
5.9.2　供储油设施的清洁167
第6章　数据中心智能化系统168
6.1　数据中心智能化系统的功能和系统组成169
6.1.1　系统架构与组成170
6.1.2　前端采集层170
6.1.3　传输和数据处理层176
6.1.4　设备管理层181
6.1.5　可视化处理层183
6.1.6　系统应用层186
6.2　楼宇自控系统188
6.2.1　楼宇自控系统的原理与构成188
6.2.2　数据中心冷源系统的自控190
6.3　安全防范系统192
6.3.1　数据中心防护等级的划分193
6.3.2　视频安防监控系统194
6.3.3　出入口控制系统196
6.3.4　入侵报警系统199
6.3.5　安全防范集成管理系统202
6.4　数据中心智能化系统的等级与配置202
第7章　网络与布线系统205
7.1　数据中心布线系统的等级及分类205
7.2　网络的拓扑结构207
7.3　布线系统的构成212
7.3.1　数据中心的布线空间212
7.3.2　数据中心布线系统的拓扑结构215
7.4　不同的网络架构对布线方式的影响221
7.4.1　EoR/MoR和ToR221
7.4.2　刀片式服务器223
7.4.3　模块化POD方案223
7.5　产品分析与应用技术要点224
7.5.1　线缆224
7.5.2　机柜和机架225
7.5.3　配线架226
7.5.4　线缆管理器227
7.5.5　设备线缆与跳线228
7.5.6　预端接系统228
7.5.7　走线通道229
7.5.8　配线设备安装设计230
7.5.9　标签标识231
7.5.10　标识设计232
7.6　综合布线系统的测试234
第8章　数据中心的消防系统237
8.1　火灾的分类237
8.2　数据中心火灾的原因237
8.2.1　外部火灾蔓延238
8.2.2　电气火灾238
8.2.3　空调设备引发的火灾239
8.2.4　蓄电池引发的火灾239
8.2.5　人为火灾239
8.2.6　其他性质的火灾240
8.3　数据中心的防火措施240
8.3.1　建筑防火240
8.3.2　建材防火244
8.3.3　电气防火244
8.3.4　火灾自动报警系统245
8.4　数据中心常用的消防灭火系统246
8.4.1　气体灭火系统246
8.4.2　自动喷水灭火系统249
8.4.3　细水雾灭火系统251
第9章　数据中心装饰装修工程253
9.1　装修工程主要性能要求253
9.1.1　防水253
9.1.2　防火254
9.1.3　保温254
9.1.4　防尘254
9.1.5　防静电255
9.1.6　防虫害255
9.2　装修工程主要组成255
9.2.1　吊顶工程255
9.2.2　地面工程257
9.2.3　隔墙工程258
9.2.4　墙面工程260
9.2.5　门窗工程261
9.2.6　标识工程261
第10章　京东集团华东数据中心263
10.1　京东集团华东数据中心简介263
10.2　京东集团华东数据中心主要基础设施系统265
10.2.1　供配电系统265
10.2.2　空调制冷系统282
10.2.3　京东云数据中心装饰装修效果展示292
10.3　京东集团华东数据中心设施运维管理294
10.3.1　京东集团华东数据中心设施运维管理的目标和内容295
10.3.2　京东集团华东数据中心设施运维管理制度296
10.3.3　京东集团华东数据中心设施运维管理平台304