數(shù)據(jù)中心中的分布式設(shè)計(jì)

在典型的分布式交換架構(gòu)設(shè)計(jì)中，每個(gè)服務(wù)器機(jī)柜通過(guò)銅纜或光纖布線連接。對(duì)于銅纜布線，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的大多數(shù)機(jī)柜通過(guò) 6A 類(lèi)/EA 級(jí) 10G Base-T 銅纜布線連接。每個(gè)機(jī)柜的 6A 類(lèi)/ EA 級(jí)銅纜的數(shù)目根據(jù)客戶的要求確定。

這些布線鏈路通常通過(guò)下圖所示的主用和備用路由安裝，并連回到主配線架（MDF）。

到主配線架的服務(wù)器布線

對(duì)于光纖布線，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的大多數(shù)機(jī)柜通過(guò)光纖布線連接。每個(gè)機(jī)柜的光纜數(shù)目以及每個(gè)機(jī)柜的 6A類(lèi)/EA級(jí)銅纜的數(shù)目按客戶的要求確定。這些布線采用和銅纜布線相同的方式通過(guò)主用和備用路由安裝，如圖所示。

除了銅纜和光纖布線，還需要為核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和 SAN 系統(tǒng)產(chǎn)生輔助布線。要考慮的其它區(qū)域如下：

◆ 運(yùn)營(yíng)商與外部服務(wù)區(qū)

◆ 主網(wǎng)路設(shè)備區(qū)

◆ 高密度區(qū)

◆ SAN 核心和存儲(chǔ)區(qū)

1.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈接

在典型的分布式交換架構(gòu)設(shè)計(jì)中，在位于相鄰?fù)ǖ赖木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜和銅纜主配線架之間安裝成排的銅纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈接。這些鏈接跨越主配線架的多個(gè)架，在主配線架端有接線板，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜端有 RJ45 插頭。另外，在接線板之間有少量銅纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈接。采用這種設(shè)計(jì)在主配線架處提供中心交叉連接。

交叉連接是一種典型的功能設(shè)計(jì)元素，其目的是實(shí)現(xiàn)集中跨接區(qū)域。

◆交叉連接設(shè)計(jì)建議

◆ 集中跨接位置

◆ 增強(qiáng)安全性：布線技術(shù)人員和 IT 人員之間的物理隔離

◆ 不需要改裝當(dāng)前工作的設(shè)備

1.2 分布式設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

如果對(duì)將來(lái)所需的每個(gè)柜位置的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的銅纜和光纖端口的數(shù)目進(jìn)行正確的準(zhǔn)備，典型的分布式交換架構(gòu)設(shè)計(jì)在提供最高水平的交換機(jī)和端口利用率方面是最經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)計(jì)。典型的分布式交換架構(gòu)設(shè)計(jì)還是最獨(dú)立于服務(wù)器的設(shè)計(jì)，能夠提供支持各種服務(wù)器的最高靈活性。僅僅在每個(gè)機(jī)柜處準(zhǔn)備大量銅纜和光纜是不夠的。結(jié)構(gòu)化布線代表數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的靜態(tài)部分，因?yàn)樵诔跗诎惭b之后通常不再改變結(jié)構(gòu)化布線。

典型的分布式交換架構(gòu)設(shè)計(jì)的主要缺點(diǎn)是需要準(zhǔn)備連回到主配線架的各種銅纜和光纖布線。由于每個(gè)服務(wù)器是在物理上連接來(lái)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)冗余，這種布線會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)高的成本，并增加運(yùn)營(yíng)復(fù)雜性，對(duì)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)保證可能產(chǎn)生破壞作用。

泰科電子建議，基于分布式交換架構(gòu)設(shè)計(jì)提供的高可用性和可靠性，應(yīng)采用這種設(shè)計(jì)，并在隨后補(bǔ)償安裝附加布線和設(shè)備布線的額外高成本和可能的影響。#p#

1.3 提供點(diǎn)（POD）設(shè)計(jì)架構(gòu)

模塊化 POD 單元

提供點(diǎn)（POD）是協(xié)作提供服務(wù)或應(yīng)用的一組處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用組件。POD 是可重復(fù)的構(gòu)造單元，其組件必須整合，以便最大限度地提高數(shù)據(jù)中心空間的模塊化、可伸縮性和易管理性。

由于產(chǎn)生可變規(guī)模的數(shù)據(jù)中心空間和滿足業(yè)務(wù)與應(yīng)用需求的要求，采用模塊化 POD 設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心不斷增加，模塊化 POD 是一組整備機(jī)架，可優(yōu)化供電、冷卻和布線技術(shù)效能。POD 設(shè)計(jì)可根據(jù)需求縮放，并能夠方便地重復(fù)。

可在每機(jī)架 30 千瓦范圍內(nèi)按每機(jī)架 4kW 的增量上下調(diào)節(jié)基本供電和冷卻參數(shù)。這是一個(gè)關(guān)鍵特性，因?yàn)樗试S一個(gè) pod 包含來(lái)自于另一個(gè) pod 的不同密度的設(shè)備，并允許單個(gè) pod 支持可變密度的機(jī)架。典型的 POD 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)如上圖所示。

1.4 支持（POD）模塊化的合并輸入/輸出

ToR 交換架構(gòu)提供端口密度和輸入/輸出合并能力，從而顯著減少每個(gè) POD 單元內(nèi)支持機(jī)柜服務(wù)器連接和應(yīng)用要求所需的線纜和交換機(jī)數(shù)目。

上一節(jié)的圖中示出了 POD 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的情況：一個(gè) POD 由 3 個(gè)機(jī)柜單元構(gòu)成，中間機(jī)柜容納 ToR（機(jī)架頂部）交換硬件，并為 POD 中的全部三個(gè)機(jī)柜提供本地接入層連接。萬(wàn)兆以太網(wǎng)光纖主干提供到網(wǎng)絡(luò)的聚合層和核心層（通常在 ZD 或 MD 區(qū)中）的高速連接。POD 內(nèi)的每個(gè)服務(wù)器配有合并型網(wǎng)絡(luò)接口卡（CNA），該接口卡通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)（6A 類(lèi)）網(wǎng)絡(luò)鏈路承載服務(wù)器的局域網(wǎng)和 SAN 流量。每個(gè)服務(wù)器的一個(gè) CNA 與中間機(jī)柜中的交換機(jī)連接。

對(duì)于 POD 中的布線，可通過(guò)服務(wù)器和機(jī)架頂部交換機(jī)之間的低成本、低延遲和功耗 10G Base-T 銅纜布線支持單元內(nèi)的輸入/輸出連接。每個(gè)服務(wù)器的架內(nèi)線纜的數(shù)目可減少兩條以上（這是由于 6A 類(lèi)線纜的原因嗎？），這樣還減少了適配器和收發(fā)機(jī)的數(shù)目以及其功耗和給數(shù)據(jù)中心的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施造成的負(fù)載。

由于接入在機(jī)柜內(nèi)或服務(wù)器機(jī)柜組內(nèi)的 POD 級(jí)上實(shí)現(xiàn)，僅需要少量光纖連接來(lái)延伸到聚合層。這種設(shè)計(jì)有助于減少交換機(jī)的總數(shù)，節(jié)省寶貴的數(shù)據(jù)中心機(jī)架空間，同時(shí)節(jié)省基建成本和運(yùn)營(yíng)成本。

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1.5 架頂（TOR）交換架構(gòu)

統(tǒng)一輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)把以太網(wǎng)和光纖通道流量整合到單條萬(wàn)兆以太網(wǎng)鏈路上來(lái)顯著簡(jiǎn)化機(jī)柜級(jí)的聯(lián)網(wǎng)。機(jī)柜級(jí)的輸入/輸出合并有助于利用架頂 (ToR ) 交換架構(gòu)的接入能力減少所需的適配器、收發(fā)器和上行鏈路端口的數(shù)目。ToR 交換架構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)特點(diǎn)是在機(jī)柜級(jí)部署接入層交換機(jī)，因此機(jī)柜級(jí)的布線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須能夠支持萬(wàn)兆以太網(wǎng)交換輸入/輸出技術(shù)。

具有用于一個(gè)單元的中心交換機(jī)的 POD 單元

在定義了 ToR 交換架構(gòu)之后，下一步是理解支持該網(wǎng)絡(luò)配置的布線技術(shù)。采用 ToR 配置，必須理解每種計(jì)算機(jī)資源所需的網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)目和密度。制約 ToR 連接數(shù)目的基本規(guī)則是，需要 48 條鏈路以上的任何服務(wù)器部署都要求在每個(gè)機(jī)柜中有附加的接入層交換機(jī)，以支持較高的鏈路容量。這是由于接入層交換機(jī)通常是 48 口交換機(jī)。例如，如果在一個(gè) 45RU 機(jī)柜中部署三十（30）個(gè) 1RU 服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器需要三條銅纜連接和兩條光纖連接，則每個(gè)機(jī)柜需要附加的接入層交換機(jī)。

1.6  符合 ISO/IEC 26764 和 TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)的布線設(shè)計(jì)

推薦的兩個(gè)設(shè)計(jì)方案（分布式和 POD）都符合 ISO/IEC 24764 和 TIA-942 的要求，全部產(chǎn)品應(yīng)符合這些標(biāo)準(zhǔn)的性能要求。所選的結(jié)構(gòu)化布線設(shè)計(jì)應(yīng)符合在 ISO/IEC 24764和 TIA-942 數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中公布的結(jié)構(gòu)化布線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的最低建議。這些已公布標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)建議可保證使現(xiàn)有布線設(shè)施的靈活性達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)，從而滿足現(xiàn)在和將來(lái)的聯(lián)網(wǎng)要求。除了電纜線路設(shè)備和連接器數(shù)目外，選擇的設(shè)計(jì)還應(yīng)反映其它考慮因素，包括易用性、可伸縮性、成本、以及進(jìn)行移動(dòng)、添加和變更（MAC）的能力。

兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都提供多層星形拓?fù)鋽?shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化布線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)。多層星形拓?fù)涞淖罡吖δ茉侵髋渚€器（MD）/主配線區(qū)（MDA，包含主交叉連接 MC）.這是數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的中央配線點(diǎn)。MD/MDA（主配線區(qū)）被視為符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的核心。

需要連接來(lái)支持 HDA（水平配線區(qū)）。數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)方案應(yīng)遵循 TIA-942 建議并利用 EDA（設(shè)備配線區(qū)）和 ZDA（區(qū)域配線區(qū)），反映全部必要的功能元件。

在位于相鄰?fù)ǖ赖木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜和銅纜主配線架之間安裝的成排銅纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈接提供 HAD 功能元件，這些鏈接跨越主配線架的多個(gè)架，在主配線架端有接線板，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜端有 RJ45 插頭。另外，在接線板之間有少量銅纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈接。

安裝到服務(wù)器機(jī)柜的現(xiàn)有光纖和銅纜布線（或者，在第 2 個(gè)方案中，安裝到 3 個(gè)機(jī)柜 POD 單元）代表在 TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)說(shuō)明的水平布線元件，它從主配線架內(nèi)的水平交叉連接到每個(gè)設(shè)備配線區(qū)（EDA）以星形拓?fù)浒惭b。在兩個(gè)設(shè)計(jì)方案中，EDA 都由服務(wù)器機(jī)柜代表（或者，在方案 2 中，由 3 個(gè)機(jī)柜 POD 單元代表）。水平交叉連接的存在不是強(qiáng)制性的。

TIA-942 的設(shè)計(jì)建議可保證設(shè)計(jì)能夠使現(xiàn)有布線設(shè)施的靈活性最佳化，從而滿足現(xiàn)在和將來(lái)的聯(lián)網(wǎng)要求。除了電纜線路和連接器的數(shù)目外，選擇的設(shè)計(jì)還應(yīng)反映易用性、可伸縮性、成本、以及移動(dòng)、添加和變更（MAC）的能力。

數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的可用壽命預(yù)計(jì)可跨越數(shù)代網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備，尤其是對(duì)于服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備等，這些設(shè)備的添加或更換比以太網(wǎng)或光纖通道交換機(jī)和核心路由器等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要頻繁得多。因此，選擇的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施必須能夠?yàn)?HAD 和 EDA 之間的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供最佳的連接設(shè)計(jì)。TIA942 數(shù)據(jù)中心指南特別指出，水平和主干布線的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)將來(lái)的發(fā)展，以避免重新考慮這些區(qū)域。

TIA-942 還指出，除廠家專(zhuān)門(mén)要求外，設(shè)備不應(yīng)直接連接到布線基礎(chǔ)設(shè)施。這與提供開(kāi)放布線系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)建議的其它標(biāo)準(zhǔn)文檔（例如 ISO/IEC 11801: 2002、ANSI/TIA/EIA 568-B）的要求一致。這保證設(shè)計(jì)符合從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜到數(shù)據(jù)中心主配線架安裝的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備線束鏈接的使用要求。

在 TIA-942 中規(guī)定的全部銅纜通道都基于 100 米和 4 個(gè)連接器形式的最壞條件。ISO/IEC 24764（草案）、TIA-942、ISO/IEC 11801 和電子設(shè)備廠家的建議中推薦通道的固定水平部分至少應(yīng)為 15 米（50 英尺）。

雖然在通道的其它部分中可能支持某些較短的長(zhǎng)度，但是在區(qū)域配線和合并點(diǎn)對(duì)此最小距離有要求。然而，通過(guò)專(zhuān)利型電纜和連接設(shè)計(jì)，泰科電子克服關(guān)于這些最小長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)限制。