談起機柜，它可能只是數(shù)據(jù)中心一個并不起眼的設備，也很少受到關(guān)注。但是數(shù)據(jù)中心的服務器、存儲、交換和安全等設備都需要放置在機柜中，通過機柜為之提供電、冷卻等基礎(chǔ)服務；實際上，它是數(shù)據(jù)機房的重要組成部分。

關(guān)于機柜，不同的設備對機柜的規(guī)格、標準、供電能力和電氣兼容性都有著很嚴格的要求，這個看似不起眼的機柜，在數(shù)據(jù)中心供電、通風和布局等設計時，都需要經(jīng)過嚴格設計來完成數(shù)據(jù)中心建設和業(yè)務規(guī)劃。

業(yè)界機柜寬*深*高尺寸標準并不統(tǒng)一，寬度不滿足可能導致設備裝不進去，深度不滿足可能設備尾部會突出在機柜外面，高度不夠?qū)е略O備安裝空間不夠。每一款設備都對機柜有嚴格要求，例如，我們經(jīng)?？吹竭@樣的物理參數(shù)描述：寬度不小于600mm，深度不少于1100mm，高度不低于2000mm，可用高度空間不少于42U。

機柜電源輸入功率不能少于柜內(nèi)的各設備的總功耗，否則對客戶的供電系統(tǒng)會產(chǎn)生諸如跳閘等風險，因此要評估功耗是否滿足。

在具體實施時，還要考慮機柜承重能力，特別是機房地板的承重能力，因為整柜比較重，避免對客戶機房帶來安全風險，要評估機柜和地板的承重能力。

在機柜新增了設備后，機房內(nèi)通風散熱發(fā)生改變，要對散熱能力此進行評估，避免因為環(huán)境溫度過高導致器件失效。

機柜相關(guān)標準

機柜在設計時，都需要遵循一定的標準規(guī)范，目前最流行的機柜規(guī)范為IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)60297-1、60297-1標準、EIA-310-D(19英寸機柜標準)等等，外觀規(guī)范GB/T4054-1983觀等級級要求，以及CISPR22(2003)、CISPR24(1998-09+A1:2001A2:2003)、IEC61000-4-2-X系列電磁兼容性標準等等。其中IEC60297-1機柜標準是業(yè)界最廣泛的標準，EIA-310-D標準是美國標準。

在數(shù)據(jù)中心最常用的的機柜，一般采用19英寸機械結(jié)構(gòu)尺寸的要求（IEC60297-2規(guī)范），采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴容和維護；機柜的外表面、機架部分多見為灰色。

關(guān)于機柜容量空間計算，一般采用U來計量，1U=1.75inch，約為44.45mm，U是IEC60297標準中定義的高度單位；空機柜重量指機柜帶前門和后門的重量。

機柜結(jié)構(gòu)和部件組成

不同標準的機柜在結(jié)構(gòu)和部件組成上稍有差異，但一般情況，常見的機柜包括前門、機架和后門組成。有些專用的機柜還會包含PDU、電源、散熱系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等。

機柜的工作環(huán)境

主要涉及機柜工作的環(huán)境溫度及工作環(huán)境相對濕度。為保證設備始終具備良好的工作狀態(tài)，在機房內(nèi)需維持一定的溫度、濕度。

機房的溫濕度是指在地面上1.5m和設備前方0.4m處測量的數(shù)值；短期工作條件是指連續(xù)不超過48小時和每年累計不超過15天。

機柜的結(jié)構(gòu)特點

主要包括機柜材質(zhì)、布線方式、ESD插孔、機柜散熱、機柜防護、安裝場景和機柜并柜。

機柜材質(zhì)由一般采用高強度A級優(yōu)質(zhì)碳素冷軋鋼板和鍍鋅板，內(nèi)部材料也有一定標準和規(guī)范需要遵循，如防火性能符合UL(UnderwriterLaboratories)標準，滿足RoHS(RestrictionoftheuseofcertainHazardousSubstances)要求，內(nèi)部材料防火性能符合UL（UnderwriterLaboratories）標準。

機柜頂部和底部都留有過線孔，支持頂部出線和底部出線兩種走線方式。

機柜在進行安裝操作時，需要配戴防靜電手腕，防靜電手腕的接口一端要插在機柜中部的ESD插孔中。

在進行安裝、維護操作時，需要配戴防靜電手腕，防靜電手腕的接口一端要插在機柜的ESD插孔中。機柜前、后門和底板上開有高密的通風孔，支持前進風、后出風、地板下進風、上出風的通風方式，使機柜具備良好的散熱性能。

機柜在防護方面，設計時充分考慮了電磁兼容性問題，使機柜具有良好的電磁屏蔽性能。機柜底板上的通風孔內(nèi)襯防塵網(wǎng)，使機柜具備良好的防塵性能；設計時也考慮了機柜各部件的良好接地，接地電阻不大于0.1歐姆。

機柜支持肩并肩并柜，頂部使用并柜連接板連接，可以實現(xiàn)機柜安全固定，同時也可以有效利用機柜間的空間，這對租用機房的客戶來說，還可以有效節(jié)省空間租用費用。

在有些定制化或高端機柜中，一般還配置機柜管理板RMC(RackManagementController)，可以直接管理電源模塊和風扇等模塊和小系統(tǒng)。

電源模塊一般分為AC/DC（兼容DC/DC），為機柜內(nèi)的直流設備提供電源，電源模塊支持熱插拔與冗余備份。通過RMC管理模塊實現(xiàn)對電源的管理，包括電源狀態(tài)的監(jiān)控和功率封頂。

PDU(PowerDistributionUnit)配電單元分為直流PDU、三相交流PDU和單相交流PDU，為機柜內(nèi)的電源模塊、交換機等設備提供配電；下面是單向PDU示意圖。

PDU是配套機柜使用，也是機柜必配件之一，也需要考慮滿足CE，ROHS等認證要求，以及考慮是否滿足輸入端子類型IEC309，輸出連接IEC320C13,IEC320C19的要求。

大多數(shù)廠商機柜配備的PDU外購自APC，PDU插頭L15-30P的包含不同種類，每個國家也有匹配自己國家規(guī)范要求，常見的插頭模式有L15-50、L15-30P和L21-30P等等。

根據(jù)機柜應用不同，機柜的規(guī)格和功能區(qū)也有所不同，下面通過天蝎機柜進行說明。

天蝎整機柜服務器解決方案，采用模塊化設計方案，分為機柜、網(wǎng)絡、供電、服務器節(jié)點、集中散熱、集中管理共六大部分組成。

天蝎2.0機柜分2種規(guī)格，2100mm高度和2300mm高度。其主要差別在于2100mm高度的可用空間為42U，2300mm高度的可用空間為46U。

水平功能分區(qū)

機柜內(nèi)水平功能空間可以分為前部、中部、后部三部分，具體功能描述如下:

前部空間：含理線及立柱空間，占150mm

中部空間：節(jié)點托盤的空間，占850mm

后部空間：含靜壓腔和風扇窗空間，占200mm

垂直功能分區(qū)

機柜垂直方向分為下、中、上三個區(qū)間，即NodeZone1、PowerZone、NodeZone2三個區(qū)間。

NodeZone1可用于部署服務器節(jié)點和交換機，要求交換機可以部署在任意U位置；

NodeZone2可用于部署服務器節(jié)點和交換機，要求交換機可以部署在任意U位置；

PowerZone用于部署PSU和RMC。RMC(機柜管理單元)在機柜內(nèi)和PowerShelf共享空間，位于PowerShelf內(nèi)部。

承重設計

2100mm機柜滿配情況下，重量最高可達到1200Kg，要求機柜立柱支撐強度≥1200Kg；

2300mm機柜滿配情況下，重量最高可達到1500Kg，要求機柜立柱支撐強度≥1500Kg；

并柜設計

相鄰機柜有可能采用以下3種方式并柜：前面立柱、后面立柱、機柜頂部。

前面立柱

2100mm高度機柜在機柜立柱距地面600mm、1500mm高度位置，且在距機柜側(cè)邊15mm處，單邊立柱各有2個M8粗牙螺紋孔，供機柜并柜。

2300mm高度機柜在立柱距地面600mm、1500mm、2000mm高度位置，且在距機柜側(cè)邊15mm處，單邊立柱各有3個M8粗牙螺紋孔，供機柜并柜；

后面立柱:后立柱并柜孔位與前立柱一致；

頂部:要求預留4個并柜M8粗牙螺孔。

RMC架構(gòu)設計

機柜管理單元(RMC)放置在電源框中，固定在電源框的前視圖左側(cè)，相關(guān)尺寸需要參考下圖所示方式進行電源模組的匹配設計。

此外，機柜還涉及接地方式、布線、電源、電源框(PowerShelf，也稱為電源模組)、PDU供電、風扇和機柜背板機構(gòu)設計等方面。