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1、机房网络与综合布线系统一、机房网络架构1.1数据中心网络的新变化1）服务器万兆网络接入渐成主流受成本、以及技术成熟度制约，传统数据中心以千兆接 入为主。随着CPU计算能力的不断提高，目前主流的服务器 处性能，已经超出了千兆网卡的输出能力。同时，FC存储 网络与IP网络的融合，也要求IP网络的接入速率达到FC 的性能要求。当仅仅通过链路聚合、增加等价路径等技术手 段已经无法满足业务对网络性能的需求时，提高网络端口速 率成为必然之选。万兆以太网从起步到目前逐渐成为应用主流，延续了以 太网技术发展的主基调，凭借其技术优势，替代其他网络接 入技术，成为高性能网络的不二选择。在新的数据中心建设 中，万兆
2、网络接入已成为了事实上的标准。2）数据中心流量模型发生显著变化传统的数据中心内，服务器主要用于对外提供业务访 问，不同的业务通过安全分区及VLAN隔离。一个分区通常 集中了该业务所需的计算、网络及存储资源，不同的分区之 间或者禁止互访，或者经由核心交换通过三层网络交互，数 据中心的网络流量大部分集中于南北向。在这种设计下，不同分区间计算资源无法共享，资源利 用率低下的问题越来越突出。通过虚拟化技术、云计算管理 技术等，将各个分区间的资源进行池化，实现数据中心内资 于支持数据中心运行的设施和工作空间。包括进线间、内部 电信间、行政管理区、辅助区和支持区。数据中心计算机房内布线空间包含主配线区，水
3、平配线 区，区域配线区和设备配线区。1）主配线区（MDA）主配线区包括主交叉连接（MC）配线设备，它是数据中 心结构化布线分配系统的中心配线点。当设备直接连接到主 配线区时，主配线区可以包括水平交叉连接（HC）的配线设 备。主配线区的配备主要服务于数据中心网络的核心路由 器、核心交换机、核心存储区域网络交换设备和百度PBX设 备。有时接入运营商的设备（如MUX多路复用器）也被放置 在主干区域，以避免因线缆超出额定传输距离或考虑数据中 心布线系统及电子信息设备直接与电信业务经营者的通信实 施互通，而建立第二个进线间（次进线间）。主配线区位于 计算机房内部，为提高其安全性，主配线区也可以设置在计
4、算机房内的一个专属空间内。每一个数据中心应该至少有一 个主配线区。主配线区可以服务一个或多个及不同地点的数 据中心内部的水平配线区或设备配线区，以及各个数据中心 外部的电信间，为办公区域、操作中心和其它一些外部支持 区域提供服务和支持。2）水平配线区（HDA）水平配线区用来服务于不直接连接到主配线区HC的设 备。水平配线区主要包括水平配线设备，为终端设备服务的 局域网交换机、存储区域网络交换机和KVM交换机。小型的 数据中心可以不设水平配线区，而由主配线区来支持。但 是，一个标准的数据中心必须有若干个水平配线区。一个数 据中心可以有设置于各个楼层的计算机机房，每一层至少含 有一个水平配线区，如
5、果设备配线区的设备距离水平配线设 备超过水平线缆长度限制的要求，可以设置多个水平配线 区。在数据中心中，水平配线区为位于设备配线区的终端设 备提供网络连接，连接数量取决于连接的设备端口数量和线 槽通道的空间容量，应该为日后的发展预留空间。3) 区域配线区(ZDA)在大型计算机房中，为了获得在水平配线区与终端设备 之间更高的配置灵活性，水平布线系统中可以包含一个可选 择的对接点，叫做区域配线区。区域配线区位于设备经常移 动或变化的区域，可以采用机柜或机架，也可以是集合点(CP)完成线缆的连接，区域配线区也可以表现为连接多个 相邻设备的区域插座。区域配线区不可存在交叉连接，在同 一个水平线缆布放的
6、路由中不得超过一个区域配线区。区域 配线区中不可使用有源设备。4) 设备配线区(EDA)设备配线区是分配给终端设备安装的空间，可以包括计 算机系统和通信设备，服务器和存储设备刀片服务器和服务 器及外围设备。设备配线区的水平线缆端接在固定于机柜或 机架的连接硬件上。需为每个设备配线区的机柜或机架提供 充足数量的电源插座和连接硬件，使设备缆线和电源线的长 度减少至最短距离。1. 2数据中心布线规划在数据中心建设规划和设计时，要求对数据中心建设有 一个整体的了解，需要较早地和全面地考虑与建筑物之间的 关联与作用。综合考虑和解决场地规划布局中有关建筑、电 气、机电、通信、安全等多方面协调的问题。在新建
7、和扩建 一个数据中心时，建筑规划、电气规划、电信布线结构、设 备平面布置、供暖通风及空调、环境安全、消防措施、照明 等方面需要协调设计。在数据中心规划与设计的步骤，建议 按照以下过程进行：1）评估机房空间、电信设备及数据中心设备在通电满 负荷工作时的机房环境温、湿度及设备的冷却要求。并考虑 目前和预估将来的冷却实施方案；.2）提供场地、楼板荷载、电源、空调、安全、接地、 漏电保护等有关建筑土建、设备、电气等方面的要求。同时 也针对操作中心、装卸区、储藏区、中转区和其他区域提出 相关基本要求；3）结合建筑土建工程建设，给出数据中心空间上的功 能区域初步规划；4）创建一个建筑平面布置图，包括进线间
8、、主配线 区、水平配线区、设备配线区的所在位置与面积。为相关专 业的设计人员提供近、远的供电、冷却和对房屋楼板的荷载 要求；5）将电信线缆路径、供电设备和机械设备的安装位置 及要求体现于数据中心的平面图内；6）在数据中心内各配线区域布置的基础上确定机房布 线系统的整体方案。1. 3数据中心布线拓扑结构连接各数据中心空间的布线系统组成了数据中心布线系 统的基本星型拓扑结构的各个元素，以及体现这些元素间的 关系。数据中心布线系统基本元素包括：1）水平布线；2）主干布线；3）设备布线；4）主配线区的主交叉连接；5）电信间，水平配线区或主配线区的水平交叉连接；6）区域配线区内的区域区域插座或集合点；7
9、）设备配线区内的信息插座。 五.数据中心设计用 户需求分析出色的布线规划设计必须基于详细准确的用户需求信 息。由于缺乏对于数据中心的全面专业认识，很多最终用户 面对数据中心结构化布线系统的设计要求感到无从下手。通 过以下的设计考虑分析，可以帮助用户逐步建立，对于构建 数据中心结构化布线网络的感性认识，从而为今后的深化设 计打下良好的基础。1. 4数据中心布线设计考虑基于标准的开放系统；综合考虑扩容需求的高性能和高带宽，预留充分的扩展 备用空间；支持10G万兆或更高速率的网络技术；支持新型存储设备；高质量，可用性和可量测性；冗余性；高容量和高密度；易于移动增加和改动的灵活性和可扩展性；交叉连接的
10、管理模式只需通过跳线完成移动、增加和变 更，降低管理维护时间。通过以上几个关键需求的分析，基本可以设计出满足用 户目前及将来使用的数据中心。1. 5机房布线规范要求主机房、辅助区、支持区和行政管理区应根据功能要求 划分成若干工作区，工作区内信息点的数量应根据机房登记 和用户需求进行配置。承担信息业务的传输介质应采用光缆或六类及以上等级 的对绞电缆，传输介质各组成部分的等级应保持一致，并应 采用冗余配置。当主机房内的机柜或机架成行排列或按功能区域划分 时，宜在主配线架和机柜之间布置配线列头柜。A级电子信息系统及房宜采用电子配线设备对布线系统 进行实时智能管理。电子信息系统机房存在下列情况之一时，
11、应采用屏蔽布 线系统、光缆布线系统或采取其他相应的防护措施：1环境要求未达到本规范第5. 2. 2和5. 2. 3条的要求 2网络安全保密要求时；3安装场地不能满足非兵比布线系统与其它系统管线或 设备的间距要求时。1. 6布线系统与智能布线系统端口映射-单配线架将服务器等设备的网络端口（包括电口和光口）进行映 射。跳线集中在一个机柜内进行，管理方便。双配线架解决方案将所有的跳接集中在跳接区（配线机柜）。实现网络交换及服务器设备机柜（或机房）的无人管 理。可以有效的保护因为跳接的插拔造成设备的损坏。跳接只能造成配线架端口的损坏。而更换配线架的某个 端口非常容易，经济型，影响只在某一个端口。大型数
12、据中心的跳线解决方案管理人员只需要在跳接区完成所有的跳线操作。智能布线管理系统系统把物理层的管理与OSI协议栈中的上层剩余部分联 系起来。端对端基础设施管理包括所有7个网络子层功能：安全特性-AMPTRACIM智能管理软件可以区分未经授 权和经过授权的所有连接变化。警报-管理员可以通过电子邮件的形式接收一个事先 定义的跳接变化报警信息。自动的工作流程管理-AMPTRACIM智能布线管理软件 提供强大的自动工作流程管理系统，能够被请求员、规划 员、管理员和技术人员所共享。每个用户通过一个简单的用 户界面去完成各自唯一的经管理员指派的工作。自动生成工作流程-系统能够自动的生成工作流程， 并给出进一
13、步变更的提示。用户可以更改变更提示并生成新 的工作次序。智能布线数据库存储跳线插拔信息，并将此信息通过 邮件发送给管理员，结合软件图形功能，更直观的反映给管 理员网络现状。1. 7桥架的结构桥架是由托盘、梯架的直线段、弯通、附件以及支、吊 架等构成，用以支承电缆的具有连续的刚性结构系统的总 称。是应用在水平布线和垂直布线系统的安装通道。电缆桥 架是使电线、电缆、管缆铺设达到标准化、系列化、通用化 的电缆铺设装置。方式一：强弱电分开；顶部走强电，地板下走走弱电方式二：强弱电在顶部或地板下。避免交叉。采用地板 下分层的地板架构方式。一般的情况下，机柜排之间和机柜拍之间必须有专门的 桥架连通，主要是
14、为了跳线的方便。为了减少采用线槽带来的问题，开始普遍采用网格式桥 架。网格式桥架在活动地板下敷设或采用上走线方式敷设时, 可以减少对气流的阻碍，便于维修、查线和及时发现隐患。源的有效利用。而随着这些新技术的兴起和应用，新的业务 需求如虚拟机迁移、数据同步、数据备份、协同计算等在数 据中心内开始实现部署，数据中心内部东西向流量开始大幅 度增加。3）物理二层向逻辑二层转变在虚拟化初，虚拟机管理及迁移主要依靠物理的由于迁 移本身要求二层因此数据中心内部东西向流量主要是二层流 量。为增加二层物理网络的规模，并提高链路利用率，出现 了 TRILL、SPB等大二层网络技术。随着虚拟化数据中心规 模的扩大，
15、以及云化管理的深入，物理网络的种种限制越来 越不适应虚拟化的要求，由此提出了 VXLAN、NVGRE等网络 Overlay方案，在这一方案下，物理网络中的东西向流量类 型也逐渐由二层向三层转变，通过增加封装，将网络拓扑由 物理二层变为逻辑二层。VXLAN、NVGRE等0verlay技术都 是通过将MAC封装在IP之上，实现对物理网络的屏蔽，解 决了物理网络VLAN数量限制、接入交换机MAC表项有限等 问题。同时通过提供统一的逻辑网络管理工具，方便的实现 了虚拟机HA迁移时网络策略跟随的问题，大大降低了虚拟 化对网络的依赖，成为了目前网络虚拟化的主要发展方向。4 ）越来越多的网络扁平化需求随着虚
16、拟化技术的进步，每台物理服务器的虚拟机数量 由8台提升至16台、32台甚至更多，这使得低延退的服务 器间通信和更高的双向带宽需求变得更加迫切。然而传统的 网络核心、汇聚和接入的三层结构，服务器虚拟化后还有一 个虚拟交换机层，而随着刀片服务器的广泛应用，刀片式交 换机也给网络添加了一层交换。如此之多的网络层次，使得 数据中心计算节点间通信延时大幅增加，这就需要网络化架 构向扁平化方向发展，最终的目标是在任意两点之间尽量减 少网络架构的数目。为提高每台服务器使用率，数据中心网络一般采用无收 敛比的结构，然而在传统的核心、汇聚和接入的三层模型 下，且服务器开始大量采用万兆接入，要保持无收敛比，则 对汇聚/核心层交换机的上下行速率提出了极高的要求，网 络设备成本直线上升。网络扁平化后，减少了中间层次，对核心设
