水利信息机房在线改造搬迁工程设计与实践

黄 磊，杨士斌，刘 涛，杨 凯，刘得银

（海河水利委员会海河下游管理局，天津 300061）

海河下游管理局（以下简称海河下游局）机关现有网络和语音信息点500余个，网络、服务器及电源设备40余台（套），光纤接入线路9条。原机房及布线系统始建于20 世纪90年代，占用两间办公用房，无专业机房保障设施。随着水利信息化不断发展，原有机房空间不足、设备运行环境恶劣、布线系统老化等问题日益显现，严重威胁系统的稳定运行。实施海河下游局机房建设和综合布线改造工程，就是要选择合适场地新建信息机房，并将原有两处机房的设备、线路作整体搬迁，为信息系统运行提供可靠的物理安全保障。

1 工程需求分析

要实现系统整体搬迁，就涉及机房装修、空调、电源、传输、数据、动环、综合布线等专业，尤其包含较多通信设备、系统的搬迁，实施难度较大。在作详细设计以前，很有必要理清工程的确切需求。本工程机房位置及布线路由变动情况，如图1所示。

图1 机房位置及布线路由变动情况

以本工程来看，整个系统节点数不多，但麻雀虽小、五脏俱全，面临的问题很具代表性。对此，作如下需求分析。

原有机房空间不足，需考虑设备发展空间问题，重新选址建设机房。

设备运行环境恶劣，需根据机房建设规范要求，为设备运行提供良好的机房环境。

布线系统老化，需建立规范有序的专线、外网、内网和语音配线系统，实现内外网分离。

在线改造和搬迁，需保证机房改造期间所有业务的在线运行和机房搬迁过程的快速割接。

搬迁后的规范管理，需科学设计新机房功能区域和设备布置，为规范化运维管理打下基础。

2 工程概要设计

工程概要设计主要包括两个方面，即规模框算和搬迁方案选择。

2.1 规模框算

收集需搬迁设备的参数明细，框算占用空间、电力消耗、发热量等基本数据。根据《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008），确定新机房的设计标准、建设规模、保障系数等宏观因素。根据需求，参照C级机房标准进行设计，选择办公楼1层1处约60 m2的活动室作为机房场地。

2.2 搬迁方案选择

对于机房搬迁来说，一般有两种方案可供选择。

第一种方案是离线搬迁，也就是一次性搬迁所有网络设备和服务器。该方案优点是一次完成，对系统和网络影响时间短。前提是新的综合布线系统必须已经建成。缺点是风险集中，一旦搬迁开始，过程中任何问题必须在搬迁的很短时间内解决。

第二种方案是在线搬迁，即系统分多批次进行搬迁，风险较低。即使搬迁过程中出现问题也可及时回退，为解决问题赢得时间。实施该方案的前提是，必须在新机房组建局域网并与原机房网络系统建立临时连接。

鉴于工程实际，决定综合两种方案，采用在线改造和离线搬迁相结合的方式进行，即：机房新建与布线改造同时进行，以业务在线为前提进行布线改造施工；以综合布线系统改造完成为前置条件，在最短时间内完成机房设备的集中离线搬迁。

3 施工设计与组织

施工设计方案和施工组织设计方案必须对需求响应充分、符合相关设计规范，且适用于工程组织实施的具体环境。

3.1 机房设计要点

尽管机房设计种类繁多、需求各异、内容复杂，但遵循设计规范是基本原则，满足用户需求是最终目标。以下几点，应在设计中引起注意。

3.1.1 环境保障设计

对规模框算的内容作进一步深化和细化，尤其要对场地的面积、承重、能耗及所需制冷量等属性进行详细计算，并考虑必要的保障系数，这些数据直接影响设备和材料的选型。

本工程将机房选在楼房1 层解决了承重问题；匹配专用动力电缆并配合20 kVA不间断电源，解决了能源保障问题；选用2台制冷量为16.9 kW的精密空调作为主备使用，解决了温湿度控制问题。

3.1.2 功能划分设计

当空间充裕时，可将功能区域分为主机设备间、网络设备间、配线间、电源间、消防设备间、监控室等独立空间；当空间相对狭小时，也应将上述功能明确地区分开来；采取何种设计应以空间和能效的最佳利用率为遵循。因空间有限，本工程采取集约化功能区分。机房平面布置情况，如图2所示。

3.1.3 性能措施设计

机房的性能措施设计主要体现防盗、防水、防火、防尘、防雷、防静电和温湿度控制等功能，包括较为详细的施工工艺设计，要点在于充分考虑机房场地的具体环境，包括各类隐蔽设施和继发工情，保障措施长期稳定有效。本工程中具体性能措施情况，见表1。

图2 机房平面布置情况

表1 机房环境性能措施情况

3.2 布线设计要点

布线系统设计应体现可靠、规范、区分、灵活、经济等原则，以下所列3 个区分和3 项预留需加以注意。

3.2.1 3个区分

（1）线路功能区分。避免不同功能路由的交叉或重叠，施工中对细项作区分标明。本工程中线路功能区分情况，见表2。

表2 线路功能区分情况

（2）网络类别区分。为区分多套网络，可分颜色、分路由进行放线，同时明示配线位置。

（3）设备布置区分。以设备作用域作为划分标准，使信息系统的功能分区清晰明确。

3.2.2 3项预留

（1）网络集成空间。配备标准统一、可拆可调的理线架或光纤跳转通道为多类设备之间互联互通提供必要的集成空间。

（2）设备维护空间。为设备和线路维护提供充分的工作空间，主要包括机柜、配电柜、电池柜及物理路由桥架周边的维护空间。

（3）后期发展空间。当空间充裕时，可适当预留部分备用空间，方便后期设备周转或更新。

3.3 施工组织要点

施工组织需要建管、监理、施工三方的分工合作、密切配合。按照设计方案，该工程可分为机房环境建设和楼宇综合布线2 个大作业面；只有在机房运行环境具备且接入布线完成之后方能进行设备和线路搬迁。将两作业面独立来看，内部可又分为多项具体的施工步骤，各步骤旨在满足先前设计的措施目标，实施过程中应尤其注意隐蔽工程和成品保护，同时做好作业面交叉时的统筹协调。工程实施进度情况，如图3所示。

图3 工程实施进度情况

3.4 业务在线措施

布线改造期间，为满足业务在线需要，先在1楼机房安装足量的终端接入设备（网络终端配接入交换机，语音终端配用户配线架），然后采用临时电缆将新旧2个机房中的终端接入设备连接起来。改造过程中，维持原网络和语音交换设备工作位置不变，而使终端的接入位置由3 楼机房改到1 楼机房。这样，就可以实现逐个信息点接入位置改变，从而实现全体终端接入的平稳切换。改造过程中的业务在线措施，如图4所示。

4 线路割接与设备搬迁

该环节是工程的关键节点，牵涉面广、影响大，实施中面临的具体问题多，工程管理难度也较大，必须及早谋划、考虑周全、仔细实施。

图4 业务在线措施示意

4.1 搬迁准备

搬迁准备的目标是拿出一套周密细致、切实可行的搬迁实施方案。方案应包括时空约定、人员分工、技术细节、联调测试和应急预案等方面的具体内容。

4.1.1 时空约定

划定实施离线搬迁的时间段，尽量缩短业务中断时间；同时，规划各批次搬迁的时序进度，安排线路搬迁路由、设备搬运路线和设备暂存空间。

4.1.2 人员分工

参建各方联合成立搬迁指挥机构，列出搬迁涉及的各方面人员及其分工明细。分别与外线运营商、运维人员、线路割接及设备搬运人员进行充分沟通，协调介入时间，明确施工方法和具体职责。

4.1.3 技术细节

理清全部需割接线路的作用、走向、规格、长度、芯数等技术特征并明确标记；理清全部搬迁系统的逻辑结构和物理接口连接现状并明确标记；规划设备搬迁后的柜内位置，并预留集成、维护和扩展空间。

4.1.4 联调测试

根据搬迁系统的技术架构，按照“分工负责、路由接力、系统分开”的原则，进行逐阶段、分层次的线路、设备、业务及应用工况测试，直至系统功能完全恢复。

4.1.5 应急预案

针对搬迁过程中存在的风险进行预判，包括设备故障风险、技术实施风险、人员操作风险及其他意外问题，建立预防、备份和校核机制。

4.2 搬迁过程及注意事项

此次搬迁于2013年11月11日发布公告，11月15日17∶00 如期开始。第一批次搬迁于当天23∶00结束，涉及40 余芯光纤的割接和40 余台（套）设备的下架、清理、搬运；第二批次于16日历时12 h，完成网络和服务器设备的上架集成、语音交换系统的搬迁集成，网络通信恢复；第三批次历时4 h，完成多项系统的联调测试和初步理线；17日14∶00 整体搬迁完成，系统功能完全恢复。以下再细述几点实施过程中的注意事项。

4.2.1 技术摸底

技术摸底，是关系搬迁成败的关键。其中，业主方运维人员的角色不可替代，因为他们最了解系统构成和使用需求，对搬迁后设备集成恢复起着决定性作用。技术摸底就是要将搬迁涉及的新旧技术细节收齐、记全、吃透、弄通，并形成具体形象的图纸资料加以固化，用以指导实施操作。

4.2.2 明确标记

设备搬迁以前，按一定规则对所有设备进行标签明示，如作用、位置、地址等信息。对关键设备的接口和对端连接情况作详细调查和标记，形成关键设备接口连线图，并加以反复确认。这对搬迁之后的集成恢复和联调测试意义重大。

4.2.3 流程拆装

设备搬迁可分为关机、下架、清理、装箱、运输、上架、装机、连线、验证几个环节。由于涉及人员较多，所以要明确职责分工，设立关机下架组、清理装箱组、运输组、上架装机组、验证调试组、技术支持组等多个小组，保证设备完好、配件齐全、拆装迅速、高效有序。

4.2.4 全面测试

逐阶段、分层次测试直至系统联调。在线路割接后，完成信道连通性测试；在设备上电后，进行运行状态测试；在集成恢复后，进行访问控制测试；在服务开启后，进行业务功能测试；直至以多种用户身份遍历整个系统，做到全面充分验证。

4.2.5 有效沟通

设立定期例会制度，对施工过程中的具体事宜进行及时沟通。同时，要与搬迁涉及的终端用户提前沟通，通告各类施工影响。搬迁实施前，业主、监理、施工三方及有关线路运营商，应就搬迁实施方案作详细讨论，定稿后作出部署、分领任务，实施过程中及时反馈。

5 结语

本工程于2013年9月2日开工，11月17日完成机房搬迁，经过工程收尾和试运行检验，于2014年1月15日通过合同验收。经过近一年来的实际运行，机房及布线系统各项功能保持稳定，为信息系统运行提供了可靠的物理安全保障。

水利信息机房在线改造和搬迁是一项复杂而细致的工作，涉及到多方面的互相协调、配合，在机房搬迁开始前制定周密计划、进行软件和硬件方面的充分准备是完成此项工作的关键。

通过此次机房改造搬迁的生动实践，不仅使运维人员的技术水平得到强有力的锻炼，也为今后机房建设和管理方面积累了有益经验，为海河下游局信息系统的安全平稳运行打下了坚实基础。

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