实战｜UPS系统2N异构，提高低碳安全金融数据中心可靠性

文 / 科华数据数通副总裁兼金融事业部总经理  林建

我国金融行业信息系统架构，是随着金融业务的变化、ICT技术的进步逐步演进的，由上世纪80年代的分散式架构开始，经历了以大型机为主的集中式架构、再步入BANK4.0数字银行时代，兼具大机集中式与分布式的异构同生时代。

异构同生的信息系统架构，具有集中式架构的高稳定，也有分布式架构的快速灵活。核心关键业务和数据运行于集中式架构环境中，常规业务服务需求弹性、快速响应，运行于分布式架构环境中。异构同生，让金融更好服务于实体经济，让用户无感知享受金融服务。

在顶层信息系统架构采用集中式+分布式异构共生，金融数据中心作为IT系统的物理载体，也需要具有安全、可靠、灵活，才更好地让异构同生的系统落地应用。金融数据中心均选择国标A级或TIA 942 R3/R4最高等级建设标准，同时建设集群式的多地多活，来实现“磐石”般的金融高安全高可靠底座。

金融A级数据中心“容错”要求2N配置

金融数据中心作为中国典型的高等级数据中心，安全可靠永远第一位。根据GB50174-2017《数据中心设计规范》、JRT 0131—2015《金融业信息系统机房动力系统规范》、QPBC 00018—2019《中国人民银行电子信息系统机房建设规范》，均对最高等级A级数据中心的基础设施做出了“容错”要求：

●基础设施按容错系统配置，一次意外事故后仍能保证电子信息系统正常运行；

●容错配置的变配电设备应分别布置在不同的物理隔间内；

●容错系统中相互备用的主要管线应沿不同路径敷设。

在“容错”思想下，供配电系统采用2N架构，并实现AB路物理隔离力图不出现相互冗余备份的链路不同时失效，安全性等级达到理论上最高。此时，金融数据中心运行是否还有应用风险呢？如果有，又要如何解决？

“容错”系统下仍存在负载断电情况

数据中心供配电系统采用2N架构的设计初衷，即使一路故障后，负载还能不间断由另外一路UPS继续供电，确保供电连续性和业务连续性，且两组相互备份的UPS机组，绝不容许有同时发生共性设备故障的可能（包括在恶劣环境条件时）。但是，由于UPS设备是属于高精密的电力电子设备，比低压配电的复杂性要高很多，优良的产品依然可能存在隐性技术缺陷特别是可能存在批次性的质量问题，若两路UPS采用同品牌同系列，则存在共性故障的可能。

某数据中心，在采用A级建设标准的基础上，仍然发生了双路UPS同时发生故障，引发负载掉电，影响业务连续性的情况。如下图所示。   

由此可见，该数据中心前后两批次产品质量差别巨大，尤其对二期数据中心的运行产生了影响业务连续性的重大影响。由此来看，同时结合近年国际局势变化、疫情及碳中和等政策下，在2N和物理隔离基础上，也还有以下风险需要重点评估，因为它们影响金融数据中心供电可靠性、维护质量、故障修复效率、设备交期等。

“2N异构”方案带来精细化高安全价值

结合对数据中心电气系统、暖通系统、智能化系统中各个设备的重要性等级、复杂性程度分析，不间断电源UPS是极其重要又复杂的电力电子设备，其内部经过多次电能变换后输出标准正弦波电源给IT负载供电，且承担起市电异常时采用蓄电池给负载供电的重要功能。

UPS采用异构方案的必要性是最高的，采用了容错架构的同时，通过系统关键部件异构化的精细化工作，排除同品牌同系列产品客观存在隐性异常的概率问题，是对金融数据中心安全稳定运行尽心竭力的体现。

针对以上案例，在采用同品牌设备时，即使A级数据中心，也有隐患导致影响业务连续性。

我们推荐的UPS 系统2N 异构方式包括：民族双品牌异构、民族品牌双机型异构、民族品牌同机型标准版本与全自主可控版本异构、民族品牌与国外品牌异构等方式。

以民族品牌双机型异构方式为例，A路UPS采用经典的高可靠塔式机，B路UPS采用创新的高可用模块机，既获得“不会坏”的高安全，又获得“坏不怕”的快速维护性。同时，塔式机与模块机的异构，在设备采购成本的合理投入、提升UPS系统效率降低PUE上，相对于传统UPS架构均有优势。

UPS系统 2N异构，采用双品牌/双机型，对于运维工作而言需要学习掌握2类产品的使用和维护，工作量稍有提高，但其对于金融数据中心可靠安全、高效率、成本合理化的价值是非常巨大的：

1.系统可靠性方面的价值

相互备份UPS机组采用异构产品将使得相互之间具有更加充分的独立性，充分避免了共性设备故障的情况，如产品批次缺陷、隐性技术缺陷、制造环节缺陷，确保在各种极端异常情况下，高可靠的2N系统能如约发挥作用，让IT负载保证供电连续性。

2.运维支持与运维成本方面的价值

不同品牌产品在同一场地竞争，有利于产品制造及服务商提供给用户产品和技术水平的提升，包含产品质量、外观、交付标准、运维标准、产品采购成本等，非常有利于业主对设备维保质量、进度和费用的控制，有效控制数据中心全生命周期的OPEX。

金融数据中心“2N异构”应用建议

1.小型数据中心UPS系统：采用同构方案/异构方案中的同品牌不同机型异构

小型数据中心的机柜数量200-500个，配套UPS的数量约6-12台。由于UPS数量不多，考虑到招投标流程简单化、供应商参与热情、运维一致性，因此建议考虑只采购1个品牌的设备，此时可采用该品牌同一系列或不同系列机型，如某银行数据中心A路采用高频塔式UPS，B路采用高频模块式UPS，实现了系统高可靠和运维高效率的兼得。

2.中大型数据中心UPS系统：采用异构方案

中大型数据中心的机柜数量500-3000个甚至更多，UPS数量约40-100台。数量众多，因此用户在选型、招投标、建设、运维的专业力量也有充分保障。行业内有成熟稳定应用的供应商，也重点投入精力参与此类项目。对于数据中心高可靠运行而言，采用异构方式是极为必要的。

结    语

除了金融领域，科华数据在交通、电子、石油化工、核电、电力、通信、医疗、教育等领域均拥有成熟的智慧电能综合性解决方案。与众多金融客户比肩而行的征程上，科华数据汲取智慧电能领域积淀的丰富经验，致力于筑建低碳安全的金融数据中心坚实底座。

科华数据，久经检验的金融数字化转型合作伙伴，高可靠陪伴中国金融业超过30年。我们将不断朝着“自主可控”的目标继续前进。

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新媒体中心：主任 / 邝源  编辑 / 傅甜甜  张珺  邰思琪