带你了解，机柜系统：数据和业务的幕后英雄

谈起机柜，它可能只是数据中心一个并不起眼的设备，也很少受到关注。但是数据中心的服务器、存储、交换和安全等设备都需要安装在机柜中，通过机柜为之提供电、冷却等基础服务；也是数据机房的重要组成部分。事实上，不同的设备对机柜的规格、标准、供电能力和电气兼容性都有着很严格的要求，这个看似不起眼的机柜，在数据中心供电、通风和布局等设计时，都需要经过严格设计来完成数据中心建设和业务规划。

业界机宽深高柜尺寸标准并不统一，宽度不满足可能导致设备装不进去，深度不满足可能设备尾部会突出在机柜外面，高度不够导致设备安装空间不够。每一款设备都对机柜有严格要求，例如：宽度不小于600mm，深度不少于1100mm，高度不低于2000mm，可用高度空间不少于42U。

机柜电源输入功率不能少于柜内的各设备的总功耗，否则对客户的供电系统会产生诸如跳闸等风险，因此要评估功耗是否满足。

在具体实施时，还要考虑机柜承重能力，特别是机房地板的承重能力，因为整柜比较重，避免对客户机房带来安全风险，要评估机柜和地板的承重能力。

在机柜新增了设备后，机房内通风散热发生改变，要对散热能力此进行评估，避免因为环境温度过高导致器件失效。

机柜相关标准

机柜在设计时，都需要遵循一定的标准规范，目前最流行的机柜规范为IEC（International Electrotechnical Commission）60297-1、60297-1标准、EIA-310-D 《19英寸机柜标准》等等，外观规范GB/T4054-1983观等级级要求，以及CISPR 22（2003）、CISPR 24（1998-09+ A1:2001 A2:2003）、IEC61000-4-2-X系列电磁兼容性标准等等。

在数据中心最常用的的机柜，一般采用19英寸机械结构尺寸的要求（IEC 60297-2规范），采用模块化结构，便于扩容和维护；机柜的外表面、机架部分多见为灰色。

关于机柜容量空间计算，一般采用U来计量，1U=1.75inch，约为44.45mm，U是IEC（International Electrotechnical Commission） 60297标准中定义的高度单位；空机柜重量指机柜带前门和后门的重量。

机柜结构和部件组成

不同标准的机柜在结构和部件组成上稍有差异，但一般情况，常见的机柜包括前门、机架和后门组成。有些专用的机柜还会包含PDU、电源、散热系统、管理系统等。

机柜的工作环境

主要涉及机柜工作的环境温度及工作环境相对湿度。为保证设备始终具备良好的工作状态，在机房内需维持一定的温度、湿度。

机房的温湿度是指在地面上1.5m和设备前方0.4m处测量的数值；短期工作条件是指连续不超过48小时和每年累计不超过15天。

机柜的结构特点

主要包括机柜材质、布线方式、ESD插孔、机柜散热、机柜防护、安装场景和机柜并柜。

机柜材质由一般采用高强度A级优质碳素冷轧钢板和镀锌板，内部材料也有一定标准和规范需要遵循，如防火性能符合UL（Underwriter Laboratories）标准，满足RoHS（Restriction of the use of certain Hazardous Substances）要求，内部材料防火性能符合UL（Underwriter Laboratories）标准。

机柜顶部和底部都留有过线孔，支持顶部出线和底部出线两种走线方式。

机柜在进行安装操作时，需要配戴防静电手腕，防静电手腕的接口一端要插在机柜中部的ESD插孔中。

在进行安装、维护操作时，需要配戴防静电手腕，防静电手腕的接口一端要插在机柜的ESD插孔中

机柜前、后门和底板上开有高密的通风孔，支持前进风、后出风、地板下进风、上出风的通风方式，使机柜具备良好的散热性能。

机柜在防护方面，设计时充分考虑了电磁兼容性问题，使机柜具有良好的电磁屏蔽性能。机柜底板上的通风孔内衬防尘网，使机柜具备良好的防尘性能；设计时也考虑了机柜各部件的良好接地，接地电阻不大于0.1欧姆。

机柜支持肩并肩并柜，顶部使用并柜连接板连接，可以实现机柜安全固定，同时也可以有效利用机柜间的空间，这对租用机房的客户来说，还可以有效节省空间租用费用。

在有些定制化或高端机柜中，一般还配置机柜管理板RMC（Rack Management Controller），可以直接管理电源模块和风扇等模块和小系统。

电源模块一般分为AC/DC（兼容DC/DC），为机柜内的直流设备提供电源，电源模块支持热插拔与冗余备份。通过RMC管理模块实现对电源的管理，包括电源状态的监控和功率封顶。

PDU（Power Distribution Unit）配电单元分为直流PDU、三相交流PDU和单相交流PDU，为机柜内的电源模块、交换机等设备提供配电；下面是单向PDU示意图。

PDU是配套机柜使用，也是机柜必配件之一，也需要考虑满足CE ，ROHS等认证要求，以及考虑是否满足输入端子类型IEC 309，输出连接IEC 320 C13，IEC 320 C19的要求。

大多数厂商机柜配备的PDU外购自APC， PDU插头L15-30P的包含不同种类，每个国家也有匹配自己国家规范要求，常见的插头模式有L15-50、L15-30P和L21-30P等等。