如何解決數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的維護(hù)問題

大多數(shù)用戶面對(duì)數(shù)據(jù)中心的維護(hù)難題都顯得有點(diǎn)束手無策。不斷增長(zhǎng)的端口和帶寬需求，日漸狹窄的機(jī)房空間，無處安放的設(shè)備，越來越脆弱的布線環(huán)境，不堪重負(fù)的制冷系統(tǒng)，日益增加的單位能耗……這些日常的維護(hù)難題給最終用戶帶來了不少麻煩。

以綜合布線系統(tǒng)為例，讓我們一起來共同探討數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)當(dāng)下所面臨的主要維護(hù)問題。

第一、數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的布線系統(tǒng)不能滿足快速增長(zhǎng)的帶寬和端口需求，由此引發(fā)出的二次布線帶來的額外維護(hù)開銷和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn);

第二、由于缺乏整體細(xì)致的布線系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，以及在長(zhǎng)期使用過程中存在著不規(guī)范操作導(dǎo)致大量廢棄線纜(跳線)充斥在機(jī)柜上方、走線架及線槽內(nèi)部，從而大大增加了布線系統(tǒng)M.A.C.(移動(dòng)、增加和變更)的難度同時(shí)帶來能耗增加等一系列問題;

第三、隨著時(shí)間的推移，布線系統(tǒng)的可維護(hù)度逐漸降低，無法準(zhǔn)確移除廢棄線纜和快速定位故障點(diǎn)，從而顯著增加了系統(tǒng)宕機(jī)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)以上 問題，我們究竟應(yīng)該進(jìn)行怎樣的布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選擇，才能構(gòu)建高速、穩(wěn)定且易于擴(kuò)展和維護(hù)的數(shù)據(jù)中心傳輸通道呢?首先，根據(jù)數(shù)據(jù)中心的實(shí)際需求及發(fā)展規(guī)劃，選擇合適的布線系統(tǒng)解決方案，以便在未來 10-15年的使用周期內(nèi) ，能夠有效應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的端口和帶寬需求。

綜合布線系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)，通常需要應(yīng)對(duì)2-3次網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的升級(jí)及 3-5次PC硬件更新。根據(jù)Intel Broadcom的預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)中心從2010年開始，預(yù)計(jì)用6年左右的時(shí)間逐步過渡到10G以太網(wǎng)，而到2020年，數(shù)據(jù)中心的以太網(wǎng)將主要以40G和100G為主。

數(shù)據(jù)來源：Intel Broadcom

在TIA-942和ISO 24764的數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)里，都要求綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用需要考慮未來的增長(zhǎng)量。ISO的布線標(biāo)準(zhǔn)更是要求采用Cat 6A銅纜布線系統(tǒng)和OM3光纖布線系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心使用的最低產(chǎn)品級(jí)別。例如： 安普布線的Cat 6A萬兆銅纜布線系統(tǒng)，采用主流的屏蔽布線解決方案，經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的萬兆屏蔽模塊，配合SL沖壓工具，可實(shí)現(xiàn)一次性端接8根導(dǎo)線并自動(dòng)切斷多余線對(duì)的功能，能提供與非屏蔽模塊幾乎相同的端接體驗(yàn)，極大降低了屏蔽布線系統(tǒng)的施工難度。另外，萬兆屏蔽布線系統(tǒng)相對(duì)非屏蔽系統(tǒng)而言，能夠提供更高的信道容量和更好的平衡性能，并省去了后期復(fù)雜、昂貴的線外串?dāng)_測(cè)試。一組來自歐洲著名的第三方實(shí)驗(yàn)室GHMT的測(cè)試數(shù)據(jù)表明：相比非屏蔽系統(tǒng)，屏蔽布線系統(tǒng)能夠提供更高的外部串?dāng)_(AXT)裕量。

對(duì)于光纖布線系統(tǒng)來說，支持40G和100G以太網(wǎng)傳輸，已經(jīng)成為新一代數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，一種高密度的MPO/MTP連接器，已經(jīng)成為支持40G和100G以太網(wǎng)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)接口。是否所有的MPO/MTP預(yù)端接光纖布線系統(tǒng)，都能夠升級(jí)至支持40G和100G以太網(wǎng)傳輸呢?我們來看一組數(shù)據(jù)：

以40G以太網(wǎng)為例，當(dāng)OM3光纜的最大傳輸距離為100米時(shí)，須滿足最大通道衰減不超過1.9dB的標(biāo)準(zhǔn)。普通的MPO/MTP光纖鏈路，插入損耗大多為1dB左右，無法滿足這一嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。安普布線的MPOptimate光纖預(yù)端接系統(tǒng)，最大插入損耗不超過0.35dB，萬兆光纖鏈路支持6連接，可支持40G 100G以太網(wǎng)傳輸。

其次，優(yōu)化布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)走線架以及地板下線槽，采用高密度布線管理系統(tǒng)作為機(jī)房建設(shè)和改造的首選。在TIA-942建立的數(shù)據(jù)中心模型中，一般有MDA(主配線區(qū))，HDA(水平配線區(qū))和EDA(設(shè)備配線區(qū))的劃分。如果我們?cè)谂渚€區(qū)域之間敷設(shè)永久鏈路，例如在列頭柜和服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)安裝配線架，兩端端接水平電纜，通過在各自機(jī)柜內(nèi)使用短跳線跳接的方式來替代跨機(jī)柜的長(zhǎng)跳線敷設(shè)(新的布線通道)的方式，就能很大程度上減少后期的移動(dòng)、增加和變更(M.A.C.)，從而避免數(shù)據(jù)中心的布線系統(tǒng)陷入意大利面條式的混亂。另一個(gè)需要注意的部分是(上)走線架和地板下線槽的設(shè)計(jì)。一般認(rèn)為，上走線設(shè)計(jì)有更大的走線空間，更高的維護(hù)效率，而下走線的設(shè)計(jì)會(huì)占用地板下的制冷通道，影響制冷效率，導(dǎo)致靜壓失衡等問題。雙層橋架的上走線設(shè)計(jì)，可使光纖和銅纜分開走線路由，利于保護(hù)相對(duì)脆弱的光纜線路，提供更好的彎曲控制，充足的光纜盤繞和儲(chǔ)存空間。同時(shí)也為銅纜布線預(yù)留出更多的走線架空間。

安普布線的MRJ21是一種高密度銅纜預(yù)端接解決方案，單根電纜可以提供12個(gè)百兆或6個(gè)千兆R(shí)J45的端口接入，通過即插即用的方式，極大減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的快速部署。并且這種預(yù)端接的集束電纜，空間占用僅有普通雙絞線的30%左右，節(jié)省了寶貴的走線架空間，而高密度模塊化的結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)展和升級(jí)，能優(yōu)化氣流便于散熱。規(guī)范的施工能保證系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的性能要求，減少了后期的測(cè)試時(shí)間和維護(hù)開銷。預(yù)端接布線系統(tǒng)可按照用戶定制的長(zhǎng)度由工廠預(yù)先端接好，不需要現(xiàn)場(chǎng)花費(fèi)大量人工和時(shí)間進(jìn)行端接。

數(shù)據(jù)中心面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是：一個(gè)糟糕的布線系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致整體能耗的日益提升。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心的電力消耗在過去10年增長(zhǎng)了5倍，目前數(shù)據(jù)中心消耗了全球2%的電能，2020年數(shù)據(jù)中心碳排量將是目前的四倍。對(duì)于企業(yè)來說，構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心，首要的出發(fā)點(diǎn)就是降低運(yùn)營成本開支。綜合布線系統(tǒng)雖然是無源的傳輸介質(zhì)，但其好壞卻能對(duì)數(shù)據(jù)中心的制冷產(chǎn)生顯著影響。其中不可忽視的一點(diǎn)是，機(jī)柜內(nèi)的線纜路徑對(duì)氣流有顯著的影響。普通機(jī)柜由于設(shè)計(jì)和尺寸的因素，并沒有事先考慮線纜的管理問題，不能滿足更高密度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)布線端口不斷增長(zhǎng)的需求。當(dāng)數(shù)據(jù)中心越來越多的以Zones，POD和PMDC的方式被不斷建造時(shí)，我們同樣需要一整套高密度、易于擴(kuò)展和維護(hù)，并且更加節(jié)能的布線管理系統(tǒng)與之配套。

現(xiàn)在，越來越多的數(shù)據(jù)中心采用一種兩側(cè)帶垂直理線槽和水平線纜管理器的布線機(jī)柜，配合安裝角形配線架，可增加35%-50%的端口密度。如安普布線的XD系列機(jī)柜，通過位于機(jī)柜兩側(cè)的水平跳線管理器來管理跳線，無需安裝水平理線環(huán)，可使跳線處于最佳的彎曲半徑，更加方便跳線的移除和更換。也可將多個(gè)XD機(jī)柜串聯(lián)組裝為無隔板的一個(gè)整體機(jī)柜列，跨機(jī)柜的跳線穿放可通過水平穿線管和機(jī)柜之間的垂直理線槽來完成。XD機(jī)柜也設(shè)計(jì)有專門的布線路由，線纜固定和捆扎設(shè)施，確保線纜的走向不影響設(shè)備的氣流。需要說明的是，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式的配線架和光纖配線箱也可以直接安裝在這種高密度機(jī)柜上，安普布線也提供多種類型的19英寸角形配線架+XD機(jī)柜作為數(shù)據(jù)中心的高密度布線解決方案。

最后，優(yōu)化布線系統(tǒng)管理模式，對(duì)布線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄、更新顯示和告警，并通過專業(yè)軟件對(duì)布線系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程化、虛擬化和可視化的智能管理，從而達(dá)到對(duì)布線系統(tǒng)跳接和連接變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速定位。

布線系統(tǒng)出現(xiàn)故障在所難免。隨著長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，設(shè)備移動(dòng)、增加和變更的頻繁發(fā)生，管理人員必然花費(fèi)大量的人力和時(shí)間進(jìn)行端口變化的記錄和更新;一旦記錄丟失或者出現(xiàn)錯(cuò)誤，再去檢查連接以校對(duì)記錄，不但很麻煩，還容易造成其它端口的意外中斷;發(fā)生端口意外斷開時(shí), 無法及時(shí)得到故障點(diǎn)的反饋信息，需要花費(fèi)較多時(shí)間去排錯(cuò)，從而造成較大的損失。由此看來，布線系統(tǒng)作為重要的IT基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)它的故障會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成較大損失時(shí)，我們就需要考慮使用專業(yè)的管理軟件，配合相關(guān)設(shè)備對(duì)綜合布線系統(tǒng)中的重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效記錄和智能化管理。

A先生作為一家大型制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理人員，需要管理3000個(gè)工作站，其中的500臺(tái)為公司的研發(fā)和市場(chǎng)部門所使用，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和跳接變化的準(zhǔn)確記錄。某天，一臺(tái)重要的服務(wù)器突然無法訪問，A先生根據(jù)網(wǎng)管軟件的記錄，立即排查了線路上所有的交換設(shè)備，但結(jié)果卻顯示一切正常。他想到可能是布線系統(tǒng)的原因?qū)е碌脑L問故障，卻因?yàn)楣镜牟季€系統(tǒng)已使用多年，存在大量的廢棄線纜和雜亂無章的跳線，人工記錄更新不及時(shí)等因素，無法快速定位這臺(tái)服務(wù)器所在布線鏈路的節(jié)點(diǎn)信息，從而給公司造成了一定的損失。

如果A先生的布線系統(tǒng)能夠有一套類似網(wǎng)管軟件的系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)記錄更新，并能在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間發(fā)送故障點(diǎn)的告警信息給他，就不會(huì)出現(xiàn)這些問題了。AMPTRAC智能布線管理系統(tǒng)，能為用戶提供類似資源管理器形式的，包括用戶辦公區(qū)域和與之對(duì)應(yīng)的布線系統(tǒng)層級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，跟配線間和數(shù)據(jù)中心實(shí)際設(shè)備布置相對(duì)應(yīng)的虛擬配線間視圖，可顯示每條鏈路終端桌面點(diǎn)位的圖形視圖，以及顯示端到端布線節(jié)點(diǎn)信息的二維鏈路視圖等。當(dāng)系統(tǒng)探測(cè)到跳接連接的變化時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送郵件到指定的郵箱，并用彈窗的方式實(shí)時(shí)提醒管理員。網(wǎng)管人員可根據(jù)這一信息，從數(shù)據(jù)庫和各種視圖中，快速查找并定位發(fā)生變化(故障)的布線點(diǎn)位，以便及時(shí)有效的處理。

綜合布線系統(tǒng)一般只占到數(shù)據(jù)中心總投資的5%-10%左右，但卻是使用周期最長(zhǎng)的重要IT基礎(chǔ)設(shè)施之一，如果在系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及后期維護(hù)中能夠?qū)@些問題足夠重視并加以解決，就一定能構(gòu)建一個(gè)高速、穩(wěn)定，易于擴(kuò)展和維護(hù)的數(shù)據(jù)中心傳輸通道。

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