智能綜合布線系統(tǒng)理論大全
目前智能綜合布線系統(tǒng)還是比較常用的，可能好多人還不了解智能綜合布線系統(tǒng)的原理與機(jī)制，沒有關(guān)系，看完本文你肯定有不少收獲，希望本文能教會你更多東西。我們談到很多業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)是基于一個(gè)平臺，這個(gè)平臺就是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而作為數(shù)據(jù)中心來講，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有一個(gè)場合，這個(gè)場合我們面對的對象是不一樣的，密度更高，需要更可靠，需要更安全，需要管理，需要遠(yuǎn)程的管理。諸多方面，我們會發(fā)現(xiàn)它跟普通的場所是完全不同的，也正是在這個(gè)場所，我們所有的廠商有一個(gè)創(chuàng)新的品牌，所以我們看一看布線系統(tǒng)創(chuàng)新有哪些。
我們的機(jī)房規(guī)模越來越大，這里面的主角有三個(gè)：存儲、運(yùn)算和交換。網(wǎng)絡(luò)是非常非常重要的，在這里面三個(gè)平臺之間需要高速公路，需要什么樣的高速公路呢?我接下來討論三個(gè)問題，我希望接下來的20分鐘能跟大家一起來在這三個(gè)問題上達(dá)成共識。第一，在數(shù)據(jù)中心中，布線方面，設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮什么?性能應(yīng)該考慮什么?管理應(yīng)該考慮什么?
作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架跟其它任何領(lǐng)域有一個(gè)非常大的不同點(diǎn)，有標(biāo)準(zhǔn)，而且要有前瞻性，既要有標(biāo)準(zhǔn)，又要有前瞻性是基礎(chǔ)構(gòu)架一個(gè)非常重要的特點(diǎn)。我們談一談機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)，可能大家對于一般的布線標(biāo)準(zhǔn)是比較了解的，諸如TIA568B、ISA10110還有別的等等，但是他們不是針對數(shù)據(jù)中心的，那么針對數(shù)據(jù)中心有什么可以遵循的呢?在國際國內(nèi)來講可以看到四個(gè)，我們應(yīng)該重視的四個(gè)。2005年出現(xiàn)了942，針對EN50173—5：2007也有，基礎(chǔ)設(shè)施，電源、空調(diào)、照明、選址等等都會這里面。以前國內(nèi)建機(jī)房沒有什么特別綜合性的標(biāo)準(zhǔn)只能找一個(gè)單一的標(biāo)準(zhǔn)自己進(jìn)行融合，現(xiàn)在有一個(gè)好的消息，這個(gè)消息是，我們在國內(nèi)可以找到或者可以借鑒一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)叫做GB50173，這個(gè)由來以久，最早是1993年，不過可以想象，1993年的網(wǎng)絡(luò)和今年的網(wǎng)絡(luò)是不一樣的，所以進(jìn)行了更新，更新的時(shí)間是從2009年的6月1號開始實(shí)施。
針對942和50174有一點(diǎn)點(diǎn)提示，第一個(gè)提示，我們的機(jī)房是分級的，當(dāng)然IDC的機(jī)房也是分級的，無論怎么分級，大的思想并沒有什么大的變化，有一些異曲同工的地方，就是我們需要建設(shè)一個(gè)高等級的機(jī)房、一個(gè)可靠的機(jī)房、一個(gè)可用性很好的機(jī)房。942給了我們一級、二級、三級、四級，不同的角度對它進(jìn)行描述，當(dāng)然我今天只是從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架來進(jìn)行說明。
在這樣一個(gè)描述中，通過冗余的策略，使我們整個(gè)體系變得更可靠，所以冗余是我們見到的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)針對于可靠安全的一個(gè)非常重要的處理措施。這是一個(gè)942針對一個(gè)四級，就是Tier4方面的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，有主配線區(qū)、次配線區(qū)和水平配線區(qū)。當(dāng)冗余到了一定程度的時(shí)候，我們的網(wǎng)絡(luò)不再是新型網(wǎng)絡(luò)了，我們的網(wǎng)絡(luò)在某些環(huán)境有可能出現(xiàn)一些類似于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的方面，所以針對于這方面我們需要規(guī)避的一個(gè)問題，千萬不要使你的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)環(huán)路和網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的危險(xiǎn)，如何做到這點(diǎn)?需要我們加強(qiáng)管理，無論從網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層還是物理層。
50174，新規(guī)范就是指的50174，50174里把機(jī)房分為A、B、C三級，對社會的影響度、對社會經(jīng)濟(jì)的影響度，所以A、B、C機(jī)房是它的分類。不過作為IDC機(jī)房，我認(rèn)為應(yīng)該向著最高級靠近，就是A級。剛才的942就是tire4，就是四級。50174里我唯一要提到的新的方面，50174里提到A、B機(jī)房里采用實(shí)時(shí)的智能管理系統(tǒng)，當(dāng)然這里是說在機(jī)房布線方面、基礎(chǔ)構(gòu)架方面提到了新的概念或新的方法。
在機(jī)房里很多廠商都在致力于監(jiān)控、管理，包括設(shè)備廠商，包括網(wǎng)絡(luò)管理廠商。我們現(xiàn)在所缺失的是什么?網(wǎng)管很成熟，機(jī)房的監(jiān)控很多廠商都在致力于這方面，但是我們?nèi)笔У氖俏锢韺拥墓芾恚驗(yàn)闆]有信號給我們，在這方面缺失了，我們需要來彌補(bǔ)這個(gè)盲點(diǎn)。
第一，設(shè)計(jì)問題，對數(shù)據(jù)中心的布線設(shè)計(jì)來講，我們需要考慮的跟剛才幾位聯(lián)通的康楠、F5的吳靜濤都提到了節(jié)能的話題，節(jié)能、虛擬和云都是節(jié)能的方法，機(jī)房的監(jiān)控和機(jī)柜機(jī)架方面溫度的監(jiān)控措施都是節(jié)能的方法。我們能節(jié)能的最大領(lǐng)域，這個(gè)成份中最能夠有用武之地的是制冷，制冷在整個(gè)能耗中占的比例非常高，在這個(gè)方面IT設(shè)備的耗能和整個(gè)機(jī)房的耗能是有比例的。我們通常用PUE來進(jìn)行評述，PUE是指整個(gè)機(jī)房耗能除以IT設(shè)備本身耗能，我們機(jī)房交的電費(fèi)一定不是只交給服務(wù)器、IDC、存儲，我們還交給照明等等其它相關(guān)的環(huán)境支持。所以這方面我們需要降低，能降誰?當(dāng)然設(shè)備廠商有它的功用，降低本身設(shè)備的能耗，或者是在我們的管理方面采用虛擬或云。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，最能夠降的其實(shí)是制冷，因?yàn)橹评湔嫉谋壤浅８?。我們希望PUE的值經(jīng)過好的設(shè)計(jì)，可以降為比如1.6或者1.8。我們通常見到的大多數(shù)機(jī)房，可能會達(dá)到2以上，甚至3，就是大部分的電費(fèi)可能是浪費(fèi)的，可能是用在一些其它無謂的能耗上。
在942也好，還是50174也好，都談到一個(gè)節(jié)能重要的方面，就是怎么節(jié)能。這個(gè)思路很簡單，就是建立冷熱通道，冷熱通道的建立就是讓冷氣流和熱氣流不混合、不交叉，使得設(shè)備制冷的冷風(fēng)不會因?yàn)榛旌隙鴰頊囟忍岣?，而帶來費(fèi)用提高。我們需要考慮氣流組織，氣流如何組織，跟機(jī)柜、機(jī)架、地板、走線的方位有關(guān)系，乃至于跟整個(gè)機(jī)房的設(shè)計(jì)布局都有關(guān)系。針對這一點(diǎn)，冷熱通道已經(jīng)是眾所周知的一個(gè)基本考慮，我不再詳細(xì)說。
我要說的是，從設(shè)計(jì)角度跟布線有關(guān)的是我們要規(guī)避一些問題，什么問題呢?我們會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)你真正在組織冷熱氣流的時(shí)候，經(jīng)常阻礙我們氣流走向的往往是線路，兩類線路：一類是電力線，一類是數(shù)據(jù)線，這兩類線纜通常會阻礙我們的氣流組織，所以要進(jìn)行很好的設(shè)計(jì)。
冷熱通道的概念我希望在這兒能把這個(gè)概念再廣泛化或拓展一下，冷熱通道就是機(jī)柜面對面、背對背嗎?我認(rèn)為不完全是，只要你能夠讓熱通道和冷通道是隔離的，是分開的，我想任何措施都有可能是節(jié)能的一個(gè)方法，包括將冷通道封閉，或者把熱通道封閉，或者上下軸線問題。這個(gè)圖是采用下軸線方式，冷風(fēng)從地板下通過。而第二幅圖是上軸線。我們要根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，也需要?jiǎng)?chuàng)新。
這幅圖是一個(gè)設(shè)計(jì)不足的例子，這個(gè)例子中，空間考慮不夠，通俗地講，地板太窄了，地板高度不夠。如果在建設(shè)一個(gè)高等級機(jī)房的話，地板空間要充分考慮。如果只走線不送風(fēng)的話，地板至少25公分高，如果既走線也送風(fēng)，地板至少40公分高。如果建一個(gè)四級機(jī)房，地板還要提高到60公分以上，IDC里面的地板高度是90公分。我們的設(shè)計(jì)到方方面面，機(jī)柜不能頂?shù)巾?，還得有空間，沒有足夠的空間，是不可能建成一個(gè)高等級的機(jī)房的，這還沒有算承重和選址的問題。高等級的機(jī)房往往不是改造出來的，是在綜合考慮的時(shí)候，是預(yù)先在選址、建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)前期就要充分考慮到。
線纜在我們的機(jī)房中，剛才提到了很多通道的建立跟它有關(guān)系，所以對于線纜的走線空間也要有充足的考慮，越是高等級的線纜，線徑會更粗，需要更寬的管槽通道。還有強(qiáng)電和弱電分離的問題，強(qiáng)電會潛在對弱電有一定的干擾。
數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮什么?其實(shí)很簡單，我可以說是兩個(gè)詞“冗余、空間”。因?yàn)槿哂嗟拇嬖冢跃€纜是屬于一個(gè)高密度狀態(tài)，而一個(gè)高密度的線纜走向，從節(jié)能也好，從管理也好，如果沒有空間的考慮，您的機(jī)房一定是失敗的。
數(shù)據(jù)中心線纜性能問題。性能太重要了，瞻博的顏博士提到了我們的數(shù)據(jù)怎么能夠安全可靠，F(xiàn)5提到了怎么不丟包、怎么不出現(xiàn)延遲，怎么使我的任何計(jì)算數(shù)據(jù)在信息高速公路里，不因?yàn)槲锢韺佣霈F(xiàn)問題。那么也就是性能問題。
關(guān)于性能，現(xiàn)在通行的三個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)提到了我們要選擇的介質(zhì)類型，關(guān)于這些介質(zhì)類型我不做深入的解釋。六類或者六類以上，光纜是支持萬兆的傳輸要求，所以實(shí)際萬兆的應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心里面是被提到一個(gè)高度的。高密度的MPO的連接頭，也是利于管理、利于性能的。機(jī)房里有三個(gè)主角，存儲、交換、服務(wù)器。在這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里面，看一下它的發(fā)展史。在多模光纜里，OM3是一個(gè)主流，它的價(jià)值是使你的數(shù)據(jù)中心中兩個(gè)萬兆設(shè)備之間的連接距離可以達(dá)到300米，300米萬兆是OM3的價(jià)值。如果再超過萬兆，就要使用OM4了。
銅纜，要告訴大家一個(gè)比較新的消息，就是6A的出現(xiàn)，我們國內(nèi)的叫法不一樣，有的叫增強(qiáng)六類，有的叫超六類，我認(rèn)為擴(kuò)展六類的叫法更為科學(xué)。擴(kuò)展6類是一個(gè)增強(qiáng)性的等級線纜，在數(shù)據(jù)中心中來連接兩個(gè)實(shí)際BASET的端口，如果出現(xiàn)BASET的端口要小心了，如果現(xiàn)在仍然出現(xiàn)超五類或者六類的端口是會出現(xiàn)問題的，只有6A線纜才可以。
談到性能我還沒有回答大家的問題，什么是一個(gè)物理層的性能圖。說起來很簡單，我們有限的物理接口的調(diào)制或者解碼方面的芯片能做到的，是基于一定的頻率貸款，我們把它叫做W，我希望它能承載的是十兆、百兆甚至千兆的應(yīng)用。換句話說，什么樣的物理層才能保證我有更大量的數(shù)據(jù)量的傳輸呢?取決于一個(gè)關(guān)鍵的地方，這個(gè)地方我把它縮寫成S/N，就是信噪比。我們的認(rèn)識其實(shí)是簡單的，就是我們需要提高線纜的信噪比。
線纜在傳輸中是有噪聲的，無論是內(nèi)部還是外部都有噪聲的存在。噪聲既然存在，就需要這種介質(zhì)有提高或抵抗噪聲的能力，我們把這個(gè)叫做布線系統(tǒng)的免疫力，布線系統(tǒng)的免疫力就是線纜等級的不同體現(xiàn)，免疫力高的線纜就是高等級的線纜，免疫力低的線纜就是低等級的線纜。選擇高等級的線纜不只是為了傳輸十兆、百兆、千兆，而是使得線纜在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候更為可靠、更為安全。如果是穩(wěn)定的十兆和不穩(wěn)定的百兆、千兆選擇哪一個(gè)?肯定會選擇穩(wěn)定的十兆。但是如果我給你穩(wěn)定的千兆呢?這肯定是最需要的。但是不是隨便拿一根線就能做到的?如果一個(gè)次等級的線纜，當(dāng)增加了一定的干擾源的時(shí)候，效率會下降，可能會出現(xiàn)丟包，從上層來講，可能會出現(xiàn)重傳，如果是更次等級的線纜，就不可用的。所以我們選擇高等級的線纜，并不是為了千兆、萬兆，而是為了穩(wěn)定、可靠。
數(shù)據(jù)中心線纜管理問題。我參加過很多數(shù)據(jù)中心方面的討論，大家有一個(gè)共識，中國的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，是一流的設(shè)備，我們有很多廠商給我們提供非常棒的設(shè)備，中國人用的設(shè)備絕對不比歐美任何一個(gè)企業(yè)和公司差。二流的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)跟標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)、規(guī)模有關(guān)系。三流的管理，為什么呢?因?yàn)楣芾硎俏覀冏约旱氖虑椋O(shè)備跟設(shè)計(jì)的問題交給了別人，而管理卻是自己，那么自己的管理就有了很多方方面面的要求，管理流程，管理制度以及管理方面的規(guī)范。針對這個(gè)問題，數(shù)據(jù)中心表現(xiàn)得更為突出，首先我們知道在我們的機(jī)房中有一個(gè)非常重要的主角，我剛才已經(jīng)屢次提到，是存儲。存儲中用到物理層方面，有一個(gè)非常大的特點(diǎn)，就是光纖量非常大，而且光纖的管理很困難，怎么困難呢?比較細(xì)，易于纏繞，不利于標(biāo)識，還有在捆扎方面也不太容易操作，所以光纖的管理出現(xiàn)了。原來不重視，是因?yàn)榭赡苌?，但是對于?shù)據(jù)中心，對于存儲來講，就絕對不少了，它可能一臺設(shè)備就需要幾十芯乃至幾百芯，怎么管?怎么優(yōu)化?
我們不希望出現(xiàn)以下局面，如果您和您提供的對象有類似環(huán)境，要警惕了，這對于我們建立所謂高等級機(jī)房、可靠機(jī)房相去甚遠(yuǎn)。從這個(gè)圖里我希望有三點(diǎn)大家要吸取教訓(xùn)，這個(gè)圖給你的是，沒有配線系統(tǒng)，沒有標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)構(gòu)化，沒有理線，就是線纜并沒有進(jìn)行整理，沒有標(biāo)識，這是一個(gè)很可怕的系統(tǒng)。我們要致力于這方面的改善，其中一個(gè)改善的角度就是使我們處理的角度變得更為高效、快捷。顏維倫博士已經(jīng)提到了，在數(shù)據(jù)中心要靈活、要快速，在物理層方面也需要靈活、也需要快速，怎么快速、怎么靈活呢?我們來看一下，在接頭方面我不知道各位在我出示的一張標(biāo)準(zhǔn)的表格中，有一個(gè)連接器的名字叫MPO，但是很多人不知道什么是MPO，是把更多的光纖、更多的芯合在一個(gè)接頭里面，而不是傳統(tǒng)的一芯或兩芯，這種接頭叫MPO。這種接頭給我們帶來的價(jià)值是什么呢?在我們的存儲環(huán)節(jié)，如果有大量的光纖使用的話，使我們的連接更為快捷和方便，如圖所示，有12芯的主干光纜和結(jié)合完成即插即用的靈活的管理系統(tǒng)。
通常會出現(xiàn)什么場合呢?如圖顯示的線纜路由環(huán)境里，如果傳統(tǒng)可能是幾百芯，現(xiàn)在你所面對的可能是一根或者兩根，有利于節(jié)能，有利于配線系統(tǒng)的優(yōu)化。還有一個(gè)好處，將來對于40G乃至100G的應(yīng)用擴(kuò)展，就是并極應(yīng)用。我們希望我們的局面是由左圖變成右圖，由零亂的變成有規(guī)矩的，由不可管理的變成可管理的，這就是高等級的機(jī)房所要求的。
管理的另外一個(gè)角度，不論是標(biāo)識還是理線都是需要現(xiàn)場的人來做的，現(xiàn)在大多數(shù)環(huán)境是沒有人知道只對布線進(jìn)行關(guān)注，就意味著我們的數(shù)據(jù)庫跟物理上的標(biāo)識往往是不一致的。也就是說，我會提到兩個(gè)我們傳統(tǒng)的管理方法涉及不到的，第一遠(yuǎn)程管理，第二實(shí)時(shí)管理。遠(yuǎn)程管理和實(shí)時(shí)管理對于網(wǎng)絡(luò)、對于虛擬、對于其它的應(yīng)用業(yè)務(wù)領(lǐng)域很容易實(shí)現(xiàn)，但是對于物理層太困難了，你如何管理它?它的信號如何返回給你?所以傳統(tǒng)的物理層缺乏這個(gè)。
在兩個(gè)有緣設(shè)備之間，是通過布線系統(tǒng)構(gòu)架出來的，我們的管理對象可以很容易地?cái)U(kuò)展兩端，但是中間環(huán)節(jié)，一、二、三、四我們并不知道，我們想知道怎么辦?去機(jī)房，去到配線架那里，去看標(biāo)識，這就是以前的管理。接現(xiàn)在我們希望我們的管理變?yōu)檫h(yuǎn)程的或?qū)崟r(shí)的，需要在這些環(huán)節(jié)方面使用GB50174引用的管理。
假如在我們的樓宇里面有一個(gè)設(shè)備接入了，一定是接入到某個(gè)位置或者某個(gè)信息面上，從網(wǎng)絡(luò)體系來講，不適宜對它的觀察，因?yàn)殒溌返脑O(shè)備因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)IP地址沒有在這里出現(xiàn)，我們希望看到的它在什么樓層、哪個(gè)房間以及哪個(gè)工位，就是它的物理位置，這一點(diǎn)對于我們安全可靠的系統(tǒng)建設(shè)是非常有幫助的，這一點(diǎn)可能歐美走得更為靠前一些。反過來，對于一個(gè)機(jī)房如果跳線是鏈接了一條關(guān)鍵鏈路，這個(gè)跳線被人惡意地拔掉了，我們只能通過網(wǎng)絡(luò)知道這是一個(gè)故障，但是你并不知道是哪個(gè)物理端到端的環(huán)節(jié)是哪個(gè)地方出現(xiàn)了故障，你只有到現(xiàn)場。我們管理員從配線的位置可以知道這個(gè)故障發(fā)生在哪里，管理員會第一時(shí)間收到故障信息，他知道這是一個(gè)需要恢復(fù)的、需要重建的鏈路，他會發(fā)生一個(gè)指令，這個(gè)指令會發(fā)送到相應(yīng)的控制平臺，現(xiàn)場人員可以接受到指令，這個(gè)指令送達(dá)現(xiàn)場之后，現(xiàn)場人員可以通過相應(yīng)的顯示屏的顯示，來重建鏈路的重建和鏈接。這就是所謂的智能布線系統(tǒng)，說得簡單一點(diǎn)，就是讓管理者和物理層之間形成一個(gè)雙向的對話。我的問題可以告訴你，你的故障可以告訴給我，而不像以前那樣，靠人更為低效率地、不準(zhǔn)確地進(jìn)行現(xiàn)場排查，這就是智能布線帶給我們的。
我要回答的三個(gè)問題已經(jīng)回答了第一個(gè)問題，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)考慮的是什么，數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)考慮的是標(biāo)準(zhǔn)，但是我今天談到了更為關(guān)鍵的兩點(diǎn)，就是冗余和空間的考慮，一定要考慮空間，沒有空間的考慮，即使是神仙，也很難管得好，所以空間非常重要。
第二個(gè)問題，性能，盡管我們談到千兆、萬兆的應(yīng)用，更為關(guān)鍵的是我們的線纜要在信噪比方面。
第三個(gè)問題是管理問題，高密度的布線以及智能布線。
最后我用一分析的時(shí)間談到一個(gè)我們在布線方面也是50174里面提到的要求，就是我們要提高線纜的阻燃能力，國家標(biāo)準(zhǔn)放得很高，要求很多。有兩個(gè)可以選擇，一個(gè)是歐洲體系中的非助燃，一個(gè)是阻燃。線纜有一定的阻燃等級，但它也可以燃燒，釋放的有害物質(zhì)少，可以讓人迅速逃生。非助燃的是不著的，可以限制火源的蔓延，大家應(yīng)該重視。
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