數據中心網絡綜合布線技術要點研究
來源:用戶上傳
作者:侯敬麗
摘要： 為解決傳統布線方式無法滿足數據中心云化架構要求等問題，文章結合數據中心綜合布線標準中提出的要求和內容，深入分析數據中心綜合布線的基本結構，以期為提高數據中心網絡綜合布線技術的應用水平提供參考。
關鍵詞：數據中心；網絡綜合布線；技術要點
0引言
隨著科學技術的不斷進步和快速發展，我國已經全面進入信息化時代，各種先進技術手段在各領域中的應用范圍越來越廣泛，對我國各行業以及各領域的建設和發展具有實質性意義?；诖?，我國各領域發展中，逐漸將重點放在網絡轉型上，演進路徑要堅持“網絡云化”以及“新老系統/能力開放”同步進行的方式。目前，近期目標在編制和落實過程中，主要是以推動CO逐漸朝著DC的趨勢實現架構化的改造和升級。
1數據中心網絡綜合布線技術的應用必要性
數據中心與傳統的通信機房展開對比分析時，數據中心在單個機架方面，其內部安裝的COTS服務器以及網絡設備數量等都有明顯的上升趨勢，其中刨除電力、空調以及基本承重之外，網絡綜合布線需要引起足夠的關注和重視。更重要的是SDN/NFV等網絡云化技術在應用時，整體應用范圍不斷擴大，應用進程也在不斷推進。在這種形勢下，專用的設備以及網絡設備會逐漸演變成為“通用的X86服務器與二層交換機”相互組合而成的組網模式。該類型的組網模式適合應用在統一或者頂部署方式，不僅有利于從根本上促使線纜整體利用效率得到有效提升，而且還可以盡可能地避免出現重復施工等問題。
綜合布線系統是數據傳輸的非常重要的物理通道，具有實質性意義和作用。因此，在整個規劃以及設計過程中，研究人員要針對目前數據中心提出的一系列需求展開深入分析，結合自身的未來發展趨勢，為現有系統的穩定性、可靠性等提供保證，更重要的是為后續的擴展以及升級等打下良好基礎。工作人員要將結構化以及拓展性等作為基礎，從管理角度以及模塊化設計角度著手綜合考慮。在國內外現有標準以及規范化統一要求的基礎上，實現稻葜行謀曜薊以及模塊化建設，以此保證整個布線行業的穩定、可持續發展。
2數據中心綜合布線的標準
國內三大運營商在針對數據中心綜合布線進行設計和規劃時，普遍都會將《數據中心電信基礎設施標準》《數據中心設計規范》等作為重要參考依據。《數據中心電信基礎設施》中明確提出數據中心的MDA，HAD，EDA等基本定義。數據中心在規劃和建設時，一般要結合實際要求，展開有針對性的縮減或者擴展［1］。倉儲式的數據中心通常會衍生出對應的IDA。IDA主要是處于MDA以及HAD相互之間的配線區，是其中每一個的子機房。IDA涉及所有列機架綜合布線HAD的匯總，與各子機房之間可以形成有效的匯聚，進而形成交換機合用的機架。
在目前數據中心標準等級的設計以及編制過程中，運營商通常都會將重點放在數據中心設計規范標準要求上，結合該標準中提出的一系列要求和其使用性質以及數據丟失等情況，在整個經濟以及社會中造成損失影響相對比較明顯，所以必須結合實際要求，對其進行不同等級的劃分，一般為A，B，C 3級［2］。綜合布線方面，對于主干以及水平配線子系統而言，與其相對應的A/B級要求上普遍都是以多模光纜為基礎，其通常應當達到OM3/OM4的級別，只有這樣才能夠真正地實現100G/40G的高帶寬基本要求。通過以太網線在其中的應用，通常是以6A類成品線標準為基礎，這樣才能夠從根本上實現萬兆的電口帶寬。在整個進線過程中，需要注意的是A級不能夠低于2個，而B級則不能夠低于1個。在防火要求方面，A級通常情況下是以CMP或者是低煙無鹵阻燃電纜、OFNP等級光纜相互組合成。數據中心設計規范中對綜合布線等級提出的基本要求，如表1所示。
3數據中心網絡綜合布線技術的應用要點
3.1數據中心綜合布線結構
3.1.1MDA主配線區
MDA主配線區也是核心配線區，通常情況下是指同一平層中涉及的各子機房內部的IDA配線模塊，這些模塊全部匯總在一起，逐漸形成MDA的總配線模塊。MDA可以看作是該平層中的核心區域之一，是該平層機房中非常重要的布線集合點［3］。在設計和應用MDA的主配線區機架時，多數情況下都會合理地安裝和利用核心級的業務交換機，根據實際情況的不同，還可以安裝和利用SAN交換機設備等。需要注意是，設備到MDA過程中，只需要架內跳纖即可實現業務相互之間的有效連接。
3.1.2IDA中間配線區
IDA中間配線區也可以稱之為匯聚配線區域。IDA是各子機房網絡列頭柜HAD的一種匯總，其在實踐中可以直接對子機房的布線展開針對性的匯聚以及收攏處理。在應用過程中，IDA可以直接控制在HAD以及MDA配線區域范圍之內。整個過程中，如果子機房的數量少，那么可以直接省略掉IDA，將HAD與MDA之間形成有效的匯聚集合［4］。對于IDA中間配線區而言，其對應的機架會同時安裝匯聚到對應的業務交換機中，從設備到IDA只需要架設內部的跳纖即可實現業務之間的有效連接。
3.1.3HAD水平配線區
HAD水平配線區通常情況下都是處于列尾或者是列中，是整列機架EDA配線的一種匯總，將該列設備柜的現有布線進行針對性的收攏處理，促使其控制在EDA與IDA的范圍之內。HDA的列尾部署方式通常以EOR為主，即在具體操作過程中，直接將該列設備架綜合布線全部收攏到列尾的配線模塊中。在該列尾架位置處，對符合現實要求的接入級業務交換機等進行合理的安裝和利用。在選擇和利用列中部署方式的時候，其與EOR方式之間的區別就體現在列中部署方式是直接將綜合布線全部都收攏到中間的機架配線模塊上。MOR方式在提出和具體應用過程中，可以直接將整列走線架上的布線進行相對比較均勻的分布。但是運營商在選擇和具體應用過程中，普遍都會傾向于EOR方式，原因是EOR方式應用時的界面較為清晰，有利于為后續的維護管理提供保證，同時還可以適當地拓展配線模塊機架。
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在整個操作過程中，除了EOR以及MOR之外，還可以選擇利用TOR的布線方式。TOR布線方式能夠直接將網絡交換機、現有諸多配線模塊等全部都直接打散處理到各設備機架中，以此來實現有針對性的布線處理。該方式在使用時，不需要在列尾或者列中機架的內部集結，就能夠得到較為良好的使用效果。在布線過程中，一般可以直接將線纜布設到IDA或者MDA的配線區域范圍內，這樣有利于網絡布線呈現出一種扁平化的狀態。TOR方式在運營商綜合布線系統中的應用具有實質性意義，但是在配線的模塊端口上消耗較大，很容易增加網絡接入交換機時的消耗量。
3.1.4EDA設備配線模塊
EDA是指設備架內的配線模塊，也是現階段整個綜合布線中至關重要的末端模塊之一，是IT等不同設備在應用時非常重要的跳接點，通常都會選擇利用電口的配線架或者MPO光纖配線架。但是由于每一個設備架都需要保證綜合布線在上一級模塊中，此時列走線架的走線量普遍比較大，同時又不是主干布線。所以，運營商并不會對該級布線或者少量布線等進行綜合考慮，一般都是根據后續的需求進行及時補充。
3.1.5四級綜合布線應用案例以及應用成果
結合某倉儲式數據中心的二層綜合布線情況展開深入分析時，經過實地考察以及數據調研分析，發現該數據中心機房在構建和具體應用過程中，主要是以電源、列間空調以及機架等各種不同類型部件一體化的微模塊設計方案為基礎。與此同時，根據目前綜合布線中提出的基本要求，合理利用以MPO預制光纜為主的布線方式，有利于提高線纜應用效率和質量，保證布線的規范化，同時還具有一定的美觀性。該倉儲式數據中心是根據目前現有的標準要求進行布線，后被評為A級數據中心機房。
3.2數據中心網絡接口
根據相關數據統計以及研究結果，IEEE802.3ae 10G以太網標準自從發布以來，10 G的光模塊封裝在發展過程中，其先后經歷了HEN，PAK等發展演進，其自身的尺寸也有明顯的變化。最初的尺寸為126×36×17（mm），現如今已經轉變成為6.5×13.7×8.6（mm），最終可以使用和SFP相同的尺寸，來實現對10G信號的傳輸和處理。SFP+在應用過程中，具有小型化、低成本等優勢，能夠盡量滿足設備在光模塊高密度等方面的基本要求，從SFP+提出一直到大范圍的應用，已經可以逐漸替代HFP，成為目前10G市場中的主流趨勢。10G一般都是以2芯LC布線等為主，比如可以利用12芯MPO布線等進行有效的跳接處理。
IEEE802.3ba 40G/100G俗甲源猶岢鲆約笆凳┮岳矗40G的光模塊先后經歷了QSFP，QSFP+等發展演進以及變化，其自身的尺寸分別是76.4×18.35×8.5（mm），74 ×18.3 ×8.5 （mm），在體積以及尺寸方面基本相同。QSFP/QSFP+都可以被看作是具有緊湊型特征的熱插拔光模塊，其自身具有4路獨立特征的10Gbit/s收發通道4路同時運作時，不僅可以實現對各類信息的有效傳輸，而且可以提高傳輸速率。對40G的單模模塊而言，其是LC雙芯接口設計中非常重要的組成部分，多數情況下結合以太網中提出的一系列規范化標準和要求，對MPO12芯接口設計來進行操作。在整個布線過程中，主要是以12芯MPO光纜方案進行操作，每一個信道中都會有4條專門用來發射的光纖以及專門用來接收的光纖，中間需要保證4條光纖處于閑置狀態。
100G光模塊封裝相繼經歷了CFP，CFP2等發展演進，其自身的尺寸也發生了非常明顯的變化，從最初的144.75×82×13.6（mm）到現在的 74×18.3×8.5（mm）。QSFP28光模塊在應用過程中，也可以實現4路的獨立收發通道，每通道最高為28Gbit/s，其中4路可以同時對各種不同類型的數據信息進行有效的傳輸，以此來實現100 Gbit/s的高速速率。QSFP28以及QSFP+之間具有相同的尺寸，更重要的是QSFP28自身的端口可以直接插入QSFP+，此時有利于實現降速使用的目的 100G的單模塊仍然可以選擇利用LC雙芯接口設計方式進行操作，多模則是結合目前以太網中提出的一系列規范化標準和要求進行24芯MPO的使用。
4結語
SDN以及NFV網絡演進、傳統機房在實現DC化改造以及各種不同類型新建大型數據中心等各方面，都會涉及綜合布線。因此，相關單位必須保證綜合布線的科學性、合理性，必須要對數據中心綜合布線國內外現有標準要求進行跟蹤處理，對布線結構方案進行科學合理的編制和落實，同時還要對線纜的性能指以及網絡演進等進行確定，這樣才能夠合理地應用于工程設計，以此保證整個設計工作的有序開展。只有保證從多個角度出發，才能夠保證綠色數據中心在設計以及建設過程中的高品質、高標準目標得以實現，滿足運營商以及各企業在實現全面信息化時提出的一系列要求。
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Research on key points of generic cabling technology for data center network
Hou Jingli
?。∟anjing Engineering Branch of Jiangsu Union Technical Institute， Nanjing 211135， China）
Abstract： In order to analyze the data center network generic cabling technology， this paper makes an in-depth analysis combined with the traditional cabling methods that can not meet the requirements of the cloud architecture of the data center， and expounds the basic structure of the data center generic cabling according to a series of contents proposed in the data center generic cabling standard. It is expected to provide reference for the improvement of the application level of generic cabling technology in data center network.
Key words： data center; network generic cabling; technical points
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