云数据中心建设解决方案-PPT.ppt

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1、云数据中心建设解决方案目录2什么是数据中心数据中心（集成）是一种环境技术，数据中心同时是一种综合性产业，它包括温度、湿度、防尘、有害气体、电磁干扰、屏蔽、防静电、防漏水、隔热、保温、防火、美学、光学、噪声、振动等方面综合的考虑设计。它涉及到多种专业：空调、配电、照明、自动检测与控制技术、抗干扰技术、综合布线技术、净化、消防、建筑、装潢等。提供完整的数据中心解决方案物理概念工程意义实施角度建筑装修电力供应空调新风消防灭火弱电控制前期规划设计中期设计施工后期调试开通今后维护服务设备供应商工程承包商服务提供商3传统数据中心现状难以适应发展需求效率低能耗高业务弱传统数据中心20%IT平均资源利用率数据

2、来源：TheGreenGrid2.5传统数据中心PUE3KW已经远不能满足需求50%非IT设备支出占比持续增加90天平均业务上线周期4数据中心发展趋势l消除异构化系统之间障碍l快速动态部署资源和服务l云计算平台对资源的独立，兼容各类应用平台l计算，存储，网络资源的智能化统一管理l面向业务的资源的定制化部署l虚拟化技术与绿色科技结合，降低能耗l先进、高效、智能的系统散热方案l智能化的环境控制和能效管理系统l虚拟化提高资源利用率，l简化管理维度，节省维护成本l支持异构资源兼容，实现业务的平滑升级基于云计算的基础架构虚拟化智能绿色低成本5数据中心发展趋势云数据中心私有云(企业云)演进混合云与公有云联

3、合互操作性爆炸式发展App1 App2 App3PrivateIaaSPrivatePaaS虚拟私有云混合云PaaSSaaSIaaS私有云自助服务策略资源管理扣款能力规划App2 App3PrivateIaaSPrivatePaaSApp1SilodGrid物理的专用的静态的混杂的虚拟的共享服务动态的标准化的应用App1 App2 App3App1 App2 App3PrivateIaaSPrivatePaaS合并标准化公有云PaaSSaaSIaaS公有云的演进ASPISPMSPISVCSP/Telcos数据来源:IDC,2010云计算技术风起云涌势不可挡6云计算服务类型资源管理应用系统，如客

4、户关系管理系统CRM文档编辑处理，如GoogleDoc地图服务，如GoogleMap应用程序定制使用，如Saleforce应用软件超市云主机云存储云容灾备份虚拟防火墙弹性计算平台SaaSSaaS软件即服务软件即服务IaaSIaaS架构即服务架构即服务应用程序开发/运行平台，如GoogleAppEngine在线数据库服务，如亚马逊在线简单数据库服务（AmazonSDB)云操作系统，如WindowAzurePaaSPaaS平台即服务平台即服务7云业务发展对企业云基础平台提出更高要求云数据中心平台企业云业务专业服务定制业务基础业务专业服务云数据中心业务传统数据中心业务云数据中心业务迅速孵化传统与云数

5、据中心业务并存衍生更多的专业服务效率能耗可用性设备业务量催生高计算、存储密度成本与环保推动能耗持续提升设备可用性转换为业务可用性机房设备模块化IT设备从大型机/小型机扩展为X86更低PUE的满足需求的各级别数据中心8大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流9云数据中心解决方案构成数据中心组成元素灾备存储计算网络网络是数据(&容灾)中心访问必备模块计算是业务数据中心必备模块，容灾中心可选存储是数据中心必备模块，但是在多中心结构下，可选择DC载体灾备是数据中心可选模块10大型企业云数据中心特征绿色数

6、据中心绿色数据中心卓越运营卓越运营构建合作生态链构建合作生态链绿色节能：高效环保，降低成本，履行社会责任无规模，不成云：规模化运营、技术支撑与完善的服务体系兼容、开放：异构兼容，多厂家API兼容，可与第三方合作弹性扩展/收缩业务业务体系云平台硬件基础设施11目录12国际规范数据中心设计指标依据电子信息系统机房设计规范GB50174-2008电子信息系统机房施工及验收规范GB50462-2008电子计算机场地通用规范GB/T2887-2000计算站场地安全要求GB9361-88防静电活动地板通用规范SJT10796-2001建筑用安全玻璃防火玻璃GB15763.1-2001建筑内部装修设计防火规

7、范GB50222-95(2001年修订版)低压配电设计规范GB50054-95供配电系统设计规范GB50052-95建筑照明设计标准GB50034-2004建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）综合布线系统工程设计规范GB50311-2007视频安防监控系统技术要求GAT367-2001安全防范工程技术规范GB50348-2004出入口控制系统工程设计规范GB50396-2007气体灭火系统设计规范GB50370-2005采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003室内空气质量标准GB/T18883-200213数据中心机房等级划分注：数据中心的定级取决于整个系统中最低等

8、级的部件14数据中心能耗评估指标PUEPUE（PowerUsageEffectiveness）是一个衡量数据中心全年耗能情况的指标。数据中心每年总能耗每年IT设备能耗=机械设备能耗+电气设备能耗每年IT设备能耗PUE=机械设备能耗：u制冷系统（冷水机组，水泵，冷却塔，CRAC空调压缩机）u风能能耗（CRAC/CRAH送风风机）u通风系统（风机盘管，空调箱）u加湿系统，加热系统（空调箱，精密空调）电气设备能耗：uIT设备PUE计算公式中的坟墓uUPS损耗u发电机能耗u灯光能耗注：15机房高度要求根据国家标准电子信息系统机房设计规范GB50174-2008n要求数据中心机房的净高不得低于2.6M3

9、M，这个净高指的是活动地板和吊顶板之间的高度。n顶板到吊顶板之间，一般要留出至少0.2M的高度空间。n活动地板和地面之间的空间为了保证通风和布线，一般高度要不低于0.4M。n机柜一般在1.8M2.2M左右n机柜顶部到吊顶板之间会有0.4M的高度，方便机柜上面布线。0.4M0.4M1.8M0.2M16数据中心基础设施建设l精确送风机柜lIT设备机柜l油机&ATSlUPSl直流电源柜l交流电源柜l静态转换开关l电池及电池架l电源线缆l走线架l光纤配线架l线缆&光纤l标识l走线支架l火灾探测系统l烟感探测系统l灭火系统l平面布局l门&窗l墙&天花板l架空地板l照明等l瞬间浪涌电压抑制装置l接地保护系

10、统机柜系统内部装修供电系统防雷/接地消防系统综合布线制冷系统集成管理l门禁lCCTVl动环监控l集成管理l精密空调l舒适性空调l通风系统交付设计维保机房物理基础设施机房服务n需求分析n业务模型预测n方案架构n机房选址n可行性验证n项目估价n风险分析输出：l机房咨询报告n整体布局n供配电设计n冷却系统设计n智能管控设计n机柜系统设计n综合布线设计n消防系统设计n防雷接地设计输出：l整体规划图l子系统要求l子系统施工图n供配电实施n冷却系统实施n智能管控实施n机柜系统实施n综合布线实施n消防系统实施n防雷接地实施输出：l相关部件安装l单击调测l联合调测l完成验收n7*24问题受理n技术咨询n一般故

11、障处理n重大故障处理n备件维修n机房健康检查n油机保养项目管理咨询17机房装修系统吊顶n计算机机房吊顶板：表面应平整，不得起尘、变色和腐蚀；其边缘应整齐、无翘曲，封边处理后不得脱胶；填充顶棚的保温、隔音材料应平整、干燥，并做包缝处理；n按设计及安装位置严格放线；n安装位置准确：定准吊顶上的灯具、各种风口、火灾探测器底座及灭火喷嘴等位置，并与龙骨和吊顶紧密配合安装。地面工程整个机房区的地面在铺设地板之前，需作防尘、防潮处理，活动地板下的建筑面应平整、光滑并做保温防尘处理，机房内防静电地板需做等电位体，18机房装修系统隔断工程n无框玻璃隔断，应采用槽钢、全钢结构框架。n石膏板、吸音板等隔断墙的沿地

12、、沿顶及沿墙龙骨建筑围护结构内表面之间应衬垫弹性密封材料后固定。n竖龙骨准确定位并校正垂直后与沿地、沿顶龙骨可靠固定。n全钢防火大玻璃隔断，钢管架刷防火漆，玻璃厚度不小于12mm，无气泡。门窗工程铝合金门框、窗框、隔断墙的规格型号应符合设计要求，安装应牢固、平整，其间隙用非腐蚀性材料密封。当设计无明确规定时隔断墙沿墙立柱固定点间距不宜大于800mm19机房配电系统数据中心由市电、UPS、柴油发电机协同供电20机房供配电电气系统供配电系统：应为380V/200V、50HZ，计算机供电质量达到A级。供配电方式：为双路供电系统加UPS电源及柴油发电机设备，并对空调系统和其他用电设备单独供电，以避免了

13、空调系统启停对重要用电设备的干扰。供电系统的负荷包括如下：服务器功率：单台服务器功率服务器台数=总功率UPS总功率：一般采用n+1备份方案，亦即并联UPS台数多加壹台，以防止某一台机组出现故障。目前UPS效率均在90%以上，故按照服务器总功率可以计算出UPS的总KVA数。恒温恒湿精密空调负荷：工作区面积200250kcal/hr/m2=总的空调所需制冷量办公区空调、照明等负荷其它用负荷由上可以计算出一个数据中心机房所需的用电负荷总功率。21机房供配电电源UPS一类电源n一是应急使用，防止突然断电而影响设备正常工作，给用电设备造成损害；n二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电力线噪声和

14、频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为用电设备提供高质量的电源。市电供电电源二类电源n由电源互投柜分别送至空调、照明配电箱和插座配电箱，再分路送至灯具及墙面插座。电缆用阻燃电缆，照明支路用塑铜线，穿金属线槽及钢管敷设。柴油发电机组三类电源n由电源互投柜分别送至空调、照明配电箱和插座配电箱，再分路送至灯具及墙面插座。电缆用阻燃电缆，照明支路用塑铜线，穿金属线槽及钢管敷设。22机柜系统u机柜分类:服务器机柜、网络机柜、控制台机柜等u尺寸：机柜高一般在1.8m2.2m左右u结构：封闭式，半封闭式，敞开式机柜机柜摆放原则u摆放方式：面对面，背对背，形成冷热通道u间距：背部间距最小需要间隔0.6m，推

15、荐间隔1米前部间隔最小为1米推荐间隔1.2m与吊顶间距：至少0.4m1m1.2m热通道冷通道冷通道热通道23u功率:考虑到供电及散热，单机柜功率35KW，规划时建议不超过4KW。根据服务器的功率(PC服务器正常功耗300500W)计算出机柜的数量，推荐每个机柜放置810台PC服务器。u经验值:对中型数据中心而言，每机柜每平米经验值为附：机房面积与机柜数据参考机柜系统24数据中心制冷系统空调通风（精密空调）可靠性低高?精密空调(N+1)分体空调中央空调机房重要区域公共区域恒温恒湿环境机房辅助环境舒适环境机房室内环境参数夏季：温度232，相对湿度50%冬季：温度202，相对湿度50%25数据中心制

16、冷系统机房散热风道设计空气流动组件冷风道/热风道电缆布置天花板导管辅助26防雷接地系统1.等电位接地的处理接地是避雷技术最重要的环节，而且小型机以上的计算机系统对接地要求也很高，其接地地阻通常要求小于1欧姆以下。但对于避雷技术来说，地阻小于4欧姆即可。应将避雷接地、电器安全接地、交流地、直流接地统一为一个接地装置，避免不同的地之间产生反击。2.电源部分防雷设计根据雷电流大、防雷器存在残压及设备耐冲击水平低的特性，应遵循多级保护，层层泻能的原则，选择安装避雷器，进行电源线路的过压保护。3.信号系统的防雷设计机房的数据通信线路有以太网双绞线、DDN专线、光纤线路以及电话线备份线路，必须对进出机房的

17、的所有通信线路进行防雷处理，才能保护机房的安全。27数据中心的走线方式1下走线地板下走线数据线，电源线和冷风管道从数据中心架空的地板下安装；应用场景大部分数据中心优点冷气从地板送入机架，热气从数据中心顶部抽走，有利于热循环；数据线、电源线安装在地板下，避免直接接触，更加安全；同时地板布线便于维修；结论：顶部布线：小型数据中心（小于100平米），并且高度有限，建议采用顶部布线；地板布线：大小数据中心建议采用地板布线更加利于散热，并便于维修。28地板下装电缆比架在空中的电缆便宜，也更好安装，也更美观；大多数直接放在地板上的主机系统/大服务器，都是设计成地板走线的；电缆应该被放在电缆槽中铺设，最好采

18、用“电缆筐”而不是电缆槽，因为电缆槽容易影响空气流动；光缆和铜缆要分开铺设；电源电缆和双绞线电缆要分卡铺设；电源电缆部署在冷通道下，通信电缆部署在热通道下；如果没有预先的规划，地下电缆槽可能阻塞空气的流动；上图是高度0.91M(36英寸)的高架地板下的景象数据中心机房的高架地板29数据中心的走线方式2上走线应用场景应用于中小型数据中心优点投资低于地板走线方式，占用地板空间少，利于小型数据中心；缺点冷却系统设计复杂；电源插座可靠性降低，存在因为插座重力作用导致脱落的可能；建议采用交叉插座进行固定。机柜上走线数据线，电源线和从数据中心的吊顶安装；冷风管道也在吊顶安置；机柜高度一般为2m，空气流动所

19、需机柜顶面至天花板的距离一般为500-700mm，所以机房净高不小于2.6m.30数据中心的走线方式3架空走线架空走线弱电、强电、光纤分层架空走线，避免干扰。火灾隐患容易及时发现应用场景大型数据中心缺点机房层高要求扩展难度大，维护困难31走线方式的优势对比32机柜用电系统布线方式确定电源需求通过计算数据中心的机架数量，每机架需要的电源功率，并作出适当预留（20%），来确定整个数据中心需要的电源功率；配电方式方式A：直接将电源模块与服务器机架相连；方式B：将电源通过电源分配单元与服务器机架相连；方式A方式B33消防系统消防报警及灭火系统1、设计依据高层建筑防火设计规范GBJ45-82火灾自动报警

20、系统设计规范GBJ116-882、消防自动报警及控制系统的组成消防控制中心包括智能火灾报警控制主机，用于集中报警及控制。消防控制中心外围报警及控制包括光电感烟探测器、感温探测器、组合控制器和气瓶等。上述设备位于各楼层现场和端子箱内。34消防系统消防报警及灭火系统有管网七氟丙烷自动灭火系统为全淹没灭火系统，分为单元独立系统和组合分配系统。有管网灭火系统需设单独储瓶间，气体喷放需通过放在保护区内的管网系统进行。35视频监控保安监控系统视频监控系统对建筑物内外的主要出数据中心各区域入口、通道、电梯厅、电梯轿厢、中心机房及其他重要部位进行视频监视，实时地显示和记录被控现场或被控目标的详细情况，以便保安

21、人员及时采取措施。36视频监控动力环境监控系统监控中心被监控对象按功能分为动力和环境两大类，动力类包括高配电、低压配电、UPS、油机、电源、电池组、空调等，环境类包括、烟感、温度、湿度等。37门禁系统门禁管理系统的主要目的是保证重要区域设备和资料的安全。系统实现对来访者的身份确认和通道控制。卡片采用感应式卡片、指纹、瞳孔等技术。卡出入系统具有权限设置的功能，即每张卡可进出的时间、可进出哪道门，可为不同的卡片持有者不同的权限。每次有效的进入都有存档或统计。电锁应采用安全可靠的产品，有电闭锁或无电闭锁根据用户要求可调。紧急情况下或电锁出现故障的情况下应有应急钥匙可将门打开。门禁系统最好采用计算机控

22、制系统。全套系统最好有备用电源。38目录39数据中心设计原则一般进行双节点冗余性设计过度的冗余不便于运行维护n适当的冗余性结构化n网络的对称性对称性有助于拓扑直观有助于协议设计分析n网络业务的适度分隔有利于网络的策略部署减少对关键业务的影响缩小故障范围模块化n数据中心以应用群为单位整合成模块部件n根据数据中心不同业务区域性质设计安全模块要素n安全模块可集中部署数据中心访问控制策略标准化n对数据中心模块设计规范化n相同架构要求的业务区采用同样的基础网络组件n扩展数据中心区域可直接进行模块复制40数据中心基础网络架构41数据中心基础网络架构42数据中心安全架构内容监管、SOX法案、SAS70、PC

23、I/HIPAA等门禁、机房监控系统、云监控多因素接入认证、集中用户管理和认证、集中日志审计、镜像签名和完整性保护虚拟机隔离、虚拟防火墙，恶意VM预防防火墙、IDS/IPS、Anti-DDOS、僵尸网络/蠕虫检测、网络平面隔离、传输安全（SSL、VPN）、系统完整性保护、OS/DB/Web加固、安全补丁、病毒防护等数据隔离、数据访问控制、剩余信息保护、快照加密、用户数据加密存储、存储位置要求。数据虚拟化管理安全网络安全基础设备虚拟化管理安全网络安全基础设备物理安全物理安全其他：法律法规的遵循43数据中心结构化安全&优化模型安全管理入侵入侵防护防护防火墙防火墙“拒绝服务”(DOS)反病毒Inter

24、netInternetVPN/campus端点准入数据中心应用优化L2交换机：BPDUGuard、端口隔离、五元组绑定、802.1X等实现二层安全保护L2.5MPLS：网络隔离L3路由器/防火墙/AFC/SSL：访问控制和隔离、加密L4NTA“网络水表”流量异常分析L57IPS应用层威胁识别和抵御：蠕虫、间谍软件、P2P、病毒、攻击等IP存储：数据安全（异地容灾，数据备份）安全管理用户管理(iMC)44目录45数据中心解决方案框架数据中心专业服务集成实施规划设计商业咨询项目管理评估优化专业管理系统综合网管数据中心业务管理安全管理机房管理云平台管理IT服务管理计算网络存储负荷均衡安全绿色数据中心

25、机房机房布局电力系统制冷系统综合布线消防监控门禁机柜运维中心虚拟化(计算、存储、网络虚拟化)云管理平台(分布式、并行、自动管控)IT云平台基础业务数据中心业务云业务定制业务基础办公桌面运营办公系统外部网站IaaS业务PaaS业务SaaS业务安全服务容灾、备份。46数据中心基础物理架构设计长时摄像监控服务器机架UPS/柴油发电机环境监控气体灭火系统网管及总控紧急报警系统双鉴探测器门禁系统保安值班室安保系统数据中心有四大主要元素，其中基础物理架构部分是所有元素的根本所在1硬件2软件3通信4基础物理架构物理空间设计(装潢)1机电(精密空调)2电力供应(紧急电源，UPS)4消防5安保1防雷接地2防水、

26、防虫、防尘3监控47数据中心机房整体布局示例数据中心机房48机房精确送风和机房气流优化l通过CFD仿真分析，提前对机房内设备布置进行优化，确保机房气流组织和散热效果达到最佳；l采用精确下送风方案优化机房气流，通过密封地板，确保冷、热气流完全隔离，把冷风直接送入机柜l采用智能送风调节系统，动态调节每个机柜的送风量，根据设备散热需要动态分配冷风，无需散热的地方则无冷风，从而彻底解决了传统机房出现的散热不均的问题。49分布式布线设计列头柜u网络设备列头柜汇聚u列头柜连接到服务器机柜u由列头柜上行连接到网络核心机柜组u分布式列头柜设计u没有线缆重叠u连接线缆短，传输性好u网络层次性好，容易扩展u成本低

27、、管理方便u空气流通性好，便于散热50机房效果保障整体整体搭配谐调美观，视觉效果良好。机房布局合理，有效提升机房面积的利用效率局部采用六类屏蔽电缆，支持万兆传输能力，满足业务后续扩容发展；线缆布放美观大方。机柜上铜条接地方式，维护方便，接地特性好、抗干扰能力强，实现机房内所有机柜无地压差。细节通过在硫酸钙地板与横梁间铺设软胶条确保密封效果，保证地板静压箱能够远距离送风。保障精确下送风方案的顺利实施。地板与墙面间采用不锈钢踢脚线，美观的同时，起到了很好的密封作用。51数据中心解决方案特点绿色运营数据中心企业业务绿色节能精确制冷高效供电联动控制创新的绿色节能端到端集成机房系统集成计费系统集成其他电

28、信系统集成CT、IT业务平台集成企业级云数据中心高可扩展性企业级云平台高可靠性高安全性规模集群管理、维护业务使能中心云数据中心业务的最佳孵化器充分集成电信能力的平台网络感知开放的方案架构向下兼容通用X86架构服务器异构虚拟化软件向上兼容亚马逊云计算API开放API，合作共赢52绿色运营成就卓越数据中心优化供电方案绿色IT设备高效制冷管理基于云计算绿色节能高能效，节能减排端到端集成优化制冷策略优化冷源选择优化气流管理提高电源系统效率柴油发电机组策略高压直流供电策略服务器节能存储系统节能网络设备节能安全设备节能器件节能基于云计算提升资源和空间利用率减少IT设备实现节能减排机房集成IT设备集成虚拟化

29、分布式智能化自动化并行云平台集成内部计费VoIP可视运维CT能力集成统一门户虚拟桌面OAERP业务平台集成视频会议CRM53机房解决方案的价值-智能管控业务联动：根据云平台负荷动态调整供电、制冷量，确保设备可靠运行，同时获得最优PUE；在夜间，云平台进行业务汇聚，对部分供电设备、空调和照明进行下电，降低能耗，同时增加设备寿命热岛区域业务自动迁移精细运营：机柜级智能PDU可实现设备级能耗监测、统计高效运维：监控动力、环境、安防、IT设备，支持本地、远程可视化管理，提升运维便利性54云机房解决方案的价值-绿色节能从机柜到机房的节能自然冷源的智能双循环制冷机房冷热通道柜内冷热隔离柜外精确送风密封的冷

30、通道机房冷热隔离防止热风回流，降低制冷效率l密闭制冷空间l根据温度调节风阀l节能达30%l密闭制冷空间l火灾自动开启密封板l节能达30%l冷热通道分离l节能达20%l自然风冷技术通过热仿真、模拟和勘测打造绿色机房CFD仿真分析Mockup模拟测试机房勘测（机器人、风速、风量检测）55目录56为什么建设数据中心n为了完成企业信息化建设，将以数据中心建设为核心，并将其作为企业的知识中心及通用的业务平台；n数据中心采取“数据集中、应用分布”的方式，可以有效地提高信息资源的利用率n企业知识的集中沉淀与优化应用，将成为企业扩张经营的必备条件，数据中心在此方面扮演极为重要的角色n许多大企业正在建设或已经建

31、设了各自的数据中心，企业关键应用系统和关键硬件设施均统一集中在数据中心，支持企业的核心业务运作。数据中心建设57数据中心布局分区数据中心主要由机房区、辅助区、支持区组成。58机房设计基本框架59机柜系统及空调系统设计数据中心机房机柜数量146台，含网络机柜和服务器机柜。n机柜系统分布式布线n空调系统冷热通道精密空调采用11+6工作方式，6台备用，保证机房恒温60供电系统设计n计算机系统设备采用市电柴油发电机组UPS冗余的高可靠性的供电方式。n精密空调设备采用“市电柴油发电机组”的高可靠性的供电方式。空调设备供配电不在本次设计范围内。n机房照明电源：机房正常照明采用市电+柴油机发电机组的高可靠性

32、供电方式。机房应急工作照明采用市电+柴油机发电机组+部分自带蓄电池照明灯具的高可靠性供电方式。61数据中心用电量分析62机房基础设施设计u天花板高度机房装修后的地面至天花板任何障碍物（雨洒、照明灯、摄像头等）为2.6米，雨洒至天花板保留0.46米。u装修处理地面、墙、天花板必须密封、喷漆以减少灰尘，地面应具备防静电功能。整体以浅色装修以提高机房亮度。u照明水平面最小500lux，垂直面200lux。(在机柜中央、距地面高度1米处测量)u门最小1m*2.13m，不能设置门槛，必须配锁，授权进入。u地板承重集中荷载500公斤u运行参数：温度:2025相对湿度:405563数据中心整体规划机柜数量：146个（包含服务器机柜）服务器数量：122台精密空调数：17台（其中6备用）EDA设备机柜总体用电量：825.5KWIT总用电量：438KWPUE=1.88设计标准：Tier3机房面积：483平方米64