談?wù)剶?shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的改造方案

文｜羅森伯格亞太電子有限公司 周 煒

1 前言

數(shù)據(jù)中心在國(guó)內(nèi)被金融、政府、企業(yè)大規(guī)模的應(yīng)用后，數(shù)據(jù)中心的升級(jí)、擴(kuò)容和改造一直都是衡量數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)效率的一個(gè)重要組成部分。從分布在各地的機(jī)房到集中建設(shè)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，再到現(xiàn)在的虛擬化和云計(jì)算；數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)思路、架構(gòu)、設(shè)備都發(fā)生了很大的變化。所以在考慮數(shù)據(jù)中心升級(jí)時(shí)，就需要結(jié)合當(dāng)前的現(xiàn)狀和將來會(huì)采用的技術(shù)和產(chǎn)品，有針對(duì)性地提出升級(jí)和改造的方案。

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，由軟件、硬件設(shè)備、輔助基礎(chǔ)設(shè)施等多種系統(tǒng)、多套產(chǎn)品組合而成。本文將著重介紹在基礎(chǔ)系統(tǒng)中非常重要的一環(huán)——綜合布線系統(tǒng)的改造與升級(jí)。綜合布線系統(tǒng)相比其他硬件產(chǎn)品比如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，成本和造價(jià)都很低。據(jù)統(tǒng)計(jì)估算，數(shù)據(jù)中心內(nèi)綜合布線系統(tǒng)僅占所有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)器硬件成本的2%～3%，但是使用壽命通常要比網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品或者服務(wù)器高至少一倍以上。通常服務(wù)器使用在3～5年左右，但是綜合布線系統(tǒng)往往會(huì)使用超過10年。所以在改造和升級(jí)數(shù)據(jù)中心的時(shí)候，往往原有的綜合布線并沒有達(dá)到使用的壽命，所以可以視情況而定，在滿足要求，經(jīng)過測(cè)試的情況下，可以繼續(xù)使用原有的綜合布線系統(tǒng)。

本文將結(jié)合兩個(gè)實(shí)際的案例來介紹在數(shù)據(jù)中心改造和升級(jí)的過程中，對(duì)于綜合布線系統(tǒng)的考慮以及綜合布線系統(tǒng)方案和產(chǎn)品的選擇。

2 案例一：華東某金融系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心

在華東某金融系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，該數(shù)據(jù)中心建設(shè)于2000年前后，機(jī)房面積約1500m2。因近幾年業(yè)務(wù)發(fā)展速度較快，同時(shí)上了多套管理與分析系統(tǒng)，所以原有的機(jī)柜空間逐漸被新增加的服務(wù)器填滿。就布線系統(tǒng)而言，因?yàn)楫?dāng)時(shí)在建設(shè)該數(shù)據(jù)中心的時(shí)候，TIA 942等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)并未成型，所以也就沒有采用結(jié)構(gòu)化布線的解決方案，設(shè)備之間多采用跳線直連的方式。該數(shù)據(jù)中心采用下走線布線，防靜電地板與地板之間只有不到30cm的空間，在設(shè)備密度提升以后，對(duì)散熱的需求大大提升。但是由于采用下走線的方式，設(shè)備密度上升帶來地板下線纜數(shù)量的大幅增加，反而阻礙了精密空調(diào)出來的冷風(fēng)，使之不能順利的到達(dá)設(shè)備機(jī)柜。據(jù)實(shí)地測(cè)量，已經(jīng)形成了局部熱島，在距離空調(diào)較遠(yuǎn)的一些機(jī)柜，環(huán)境溫度已經(jīng)上升到30度以上。散熱效率不佳導(dǎo)致設(shè)備壽命變短，故障頻發(fā)，同時(shí)能耗也大大提升，所以必須進(jìn)行升級(jí)改造。

因?yàn)樵摂?shù)據(jù)中心的改造和升級(jí)不能影響金融系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，所以不可能將原有的數(shù)據(jù)中心停用。只能采用先建設(shè)新數(shù)據(jù)中心，然后逐步搬遷應(yīng)用和業(yè)務(wù)，再改造舊數(shù)據(jù)中心的整體建設(shè)思路。根據(jù)原有的建筑使用狀況，原先的數(shù)據(jù)中心占該樓層使用面積的一半左右，另一半為辦公區(qū)域。決定將辦公區(qū)域搬離該樓層，在原有的辦公區(qū)域上新建一個(gè)數(shù)據(jù)中心，逐步將原有數(shù)據(jù)中心內(nèi)運(yùn)營(yíng)的服務(wù)和系統(tǒng)逐步搬遷到新的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，然后再升級(jí)舊的數(shù)據(jù)中心。

建設(shè)新數(shù)據(jù)中心時(shí)，采用了結(jié)構(gòu)化布線的設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧了將來網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和擴(kuò)容的需求，在新數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)立MDA，同時(shí)在舊數(shù)據(jù)中心內(nèi)也新設(shè)了一個(gè)臨時(shí)的配線柜，臨時(shí)配線柜與MDA之間采用萬兆多模的預(yù)連接光纜連接，因?yàn)榘徇w不是一次性完成，所以新舊數(shù)據(jù)中心之間必須保持良好的通信，以便在不影響業(yè)務(wù)的情況下，逐步進(jìn)行搬遷。新舊數(shù)據(jù)中心之間通信的重任就交給MPOMPO萬兆多模預(yù)連接光纜。采用預(yù)連接光纜的好處是安裝方便、快捷、可靠、即插即用，預(yù)連接光纜的快速部署能力能夠幫助縮短改造的工期，因?yàn)檫M(jìn)行改造的過程必然會(huì)給使用者帶來一定的麻煩，比如噪音、灰塵等，所以工期的縮短帶來的好處是不言而喻的。

另外采用預(yù)連接產(chǎn)品同時(shí)還能保護(hù)投資，因?yàn)轭A(yù)連接光纜能夠方便的重復(fù)使用，不會(huì)因?yàn)椴荒芊磸?fù)利用而造成資產(chǎn)的浪費(fèi)。而且目前40G和100G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步成熟，在北美已經(jīng)開始商用，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有IT企業(yè)進(jìn)行試驗(yàn)性部署的建設(shè)。只有采用預(yù)連接光纜才能夠較好的支持40G/100G的網(wǎng)絡(luò)，這也給將來的升級(jí)、擴(kuò)容和改造留下足夠的空間。另外在SAN網(wǎng)絡(luò)，隨著16GFC和32GFC標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，以及基于40G 以太網(wǎng)的FCOE技術(shù)的成熟，MPO-MPO預(yù)連接光纜在存儲(chǔ)設(shè)備的領(lǐng)域也將發(fā)揮極為重要的角色。

另外在新數(shù)據(jù)中心建設(shè)的水平銅纜鏈路部分，采用了Cat.6A萬兆銅纜布線，Cat.6A已經(jīng)能夠完整地支持10GBase-T的應(yīng)用。雖然目前因?yàn)榫W(wǎng)卡和交換機(jī)接口還比較昂貴，并未普及，但是隨著Intel等企業(yè)進(jìn)入10GBase-T市場(chǎng)，可以預(yù)計(jì)在2～3年內(nèi)，價(jià)格水平將大幅降低，所以將來配置10GBase-T網(wǎng)卡的服務(wù)器將會(huì)被大規(guī)模的采用。

Cat.7/7A類也能夠滿足萬兆的使用要求，Cat.7/7A的優(yōu)勢(shì)在于帶寬更高，有升級(jí)的潛力，但是目前下一代基于雙絞線的網(wǎng)絡(luò)缺乏標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的支持。目前IEEE協(xié)會(huì)沒有任何關(guān)于發(fā)展高于10Gbps速率的基于雙絞線傳輸標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃，而且從標(biāo)準(zhǔn)的討論、成熟、發(fā)布到設(shè)備的商用、大規(guī)模推廣，往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間；比如10GBase-T，從2003年開始討論，到現(xiàn)在仍然沒有大規(guī)模使用，而且估計(jì)要到2012～2013年才逐漸成主流，所以即使從2011年開始討論下一代雙絞線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，到設(shè)備的普及也至少需要2020年以后。

同時(shí)在2010年6月和2011年2月，TIA 協(xié)會(huì)的TR42.7委員會(huì)兩次投票均未能將Cat.7/7A類添加到最新的TIA 568C.2標(biāo)準(zhǔn)中去；根據(jù)新的信息，TR42.7已經(jīng)通過發(fā)展下一代雙絞線的計(jì)劃，似乎并不一定是基于Cat.7/7A類的。Cat.7/7A 類系統(tǒng)的另一個(gè)問題在于接口標(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一，雖然已經(jīng)有部分專利放開，但是接口模塊的價(jià)格仍然高高在上，所以整體而言，考慮水平布線系統(tǒng)，采用Cat.6A類的布線還是最具性價(jià)比的。

在數(shù)據(jù)中心的管理方面，過去，該金融機(jī)構(gòu)在管理數(shù)據(jù)中心的時(shí)候采用的是自行編制表格的方式，將端口、配線、資產(chǎn)等信息填在表格內(nèi)。改造時(shí)因需要提高管理效率，所以采用了專業(yè)的資產(chǎn)管理軟件。通過軟件導(dǎo)入并自動(dòng)生成機(jī)房圖、機(jī)柜內(nèi)設(shè)備圖、機(jī)柜內(nèi)配線圖，大大方便了數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備搬遷時(shí)的工作，減少了管理人員的工作量，同時(shí)也降低了出錯(cuò)的可能性。而且該管理系統(tǒng)保留升級(jí)電子配線架的能力，將來預(yù)算充足的時(shí)候可以直接升級(jí)電子配線架而無須再次導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

該數(shù)據(jù)中心目前已經(jīng)順利完成新數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，目前正在將服務(wù)與應(yīng)用逐步搬遷到新數(shù)據(jù)中心內(nèi)，舊數(shù)據(jù)中心的升級(jí)和改造也將在年內(nèi)實(shí)施。根據(jù)用戶的反饋，建設(shè)、搬遷、改造的方案比較合理，投資和工期控制在合理的范圍內(nèi)，用戶的投資也得到了足夠的保護(hù)。

3 案例二：某IT企業(yè)

隨著搜索、網(wǎng)絡(luò)視頻、下載、微博等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的不斷推廣，我們的生活變得更豐富多彩，但是IT企業(yè)建設(shè)的壓力也大大增加。在很多時(shí)候，IT企業(yè)的情況是設(shè)備機(jī)房，那么機(jī)房改造很多時(shí)候考慮的是施工周期和高密度。

該機(jī)房?jī)H使用三年，而且當(dāng)時(shí)已經(jīng)采用了結(jié)構(gòu)化布線和預(yù)連接光纜，因?yàn)樵O(shè)備密度大大提高，原有的機(jī)柜內(nèi)預(yù)留的布線已經(jīng)不能滿足要求，所以決定整體改造該數(shù)據(jù)中心。改造后的數(shù)據(jù)中心將采用高密度的設(shè)計(jì)，在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)部署有近20臺(tái)服務(wù)器，而且服務(wù)器大量采用光纖端口。

因?yàn)楣饫w端口很多，所以采用了高密度的1HU 96芯光纖配線架。高密度光纖配線架主要考驗(yàn)的是對(duì)跳線的管理能力，必須采用較好的設(shè)計(jì)，才能夠保證在管理的時(shí)候不會(huì)很麻煩。因?yàn)槊芏雀?，所以留給跳線插拔、管理的空間已不多，所以必須采用較合理的設(shè)計(jì)，才能夠保持光纖配線架具有良好的管理能力。

同時(shí)因?yàn)槊芏容^高，所以光纖跳線不可避免的會(huì)有較多的彎曲，而且在管理的時(shí)候，光纖跳線之間的互相干涉情況也比較突出，所以該數(shù)據(jù)中心用戶處于安全和可靠性的考慮，采用了彎曲不敏感的萬兆多模光纖跳線。即使在管理的時(shí)候造成的彎曲半徑變小，或者光纖跳線從光配線架到交換機(jī)有多達(dá)30個(gè)甚至更多的彎曲，也不會(huì)對(duì)光的衰減造成嚴(yán)重的影響，保證了鏈路的可靠性和安全性。

該數(shù)據(jù)中心的骨干鏈路采用了預(yù)連接系統(tǒng)，因?yàn)樾略龅漠a(chǎn)品能夠兼容原有的預(yù)連接系統(tǒng)，所以過去的骨干鏈路能夠得到良好的保留，保護(hù)了用戶的投資。另外采用了預(yù)連接系統(tǒng)，才能夠保證該數(shù)據(jù)中心從供貨、安裝施工到交付控制，在一個(gè)非常短的時(shí)間內(nèi)，保證用戶的系統(tǒng)能夠及時(shí)上線。所以在該數(shù)據(jù)中心的改造中，高密度、高可靠以及快速部署產(chǎn)品得到了用戶的好評(píng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)中心的升級(jí)改造情況往往是千差萬別的，所以在改造的時(shí)候必須針對(duì)原有的情況以及新增的需求，進(jìn)行有針對(duì)性地設(shè)計(jì)?？赡苁钦w方案的設(shè)計(jì)或是產(chǎn)品的選擇，也可能是針對(duì)性地設(shè)計(jì)產(chǎn)品。筆者曾在某稅務(wù)部門數(shù)據(jù)中心改造過程中遇到定制開發(fā)配線架的需求，因?yàn)閿U(kuò)容空間不夠，所以必須充分利用現(xiàn)有空間，標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品無法滿足需求，必須采用定制化產(chǎn)品。所以對(duì)于數(shù)據(jù)中心改造和升級(jí)，只有采取靈活的針對(duì)不同用戶的需求，提出不同的解決方案，才能真正滿足用戶的需求。