談談數據中心布線系統的改造方案

文｜羅森伯格亞太電子有限公司 周 煒

1 前言

數據中心在國內被金融、政府、企業大規模的應用后，數據中心的升級、擴容和改造一直都是衡量數據中心運營效率的一個重要組成部分。從分布在各地的機房到集中建設大規模數據中心，再到現在的虛擬化和云計算；數據中心的設計思路、架構、設備都發生了很大的變化。所以在考慮數據中心升級時，就需要結合當前的現狀和將來會采用的技術和產品，有針對性地提出升級和改造的方案。

數據中心是一個復雜的大系統，由軟件、硬件設備、輔助基礎設施等多種系統、多套產品組合而成。本文將著重介紹在基礎系統中非常重要的一環——綜合布線系統的改造與升級。綜合布線系統相比其他硬件產品比如網絡設備，成本和造價都很低。據統計估算，數據中心內綜合布線系統僅占所有網絡產品和服務器硬件成本的2%～3%，但是使用壽命通常要比網絡產品或者服務器高至少一倍以上。通常服務器使用在3～5年左右，但是綜合布線系統往往會使用超過10年。所以在改造和升級數據中心的時候，往往原有的綜合布線并沒有達到使用的壽命，所以可以視情況而定，在滿足要求，經過測試的情況下，可以繼續使用原有的綜合布線系統。

本文將結合兩個實際的案例來介紹在數據中心改造和升級的過程中，對于綜合布線系統的考慮以及綜合布線系統方案和產品的選擇。

2 案例一：華東某金融系統數據中心

在華東某金融系統數據中心中，該數據中心建設于2000年前后，機房面積約1500m2。因近幾年業務發展速度較快，同時上了多套管理與分析系統，所以原有的機柜空間逐漸被新增加的服務器填滿。就布線系統而言，因為當時在建設該數據中心的時候，TIA 942等相關的標準并未成型，所以也就沒有采用結構化布線的解決方案，設備之間多采用跳線直連的方式。該數據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，在設備密度提升以后，對散熱的需求大大提升。但是由于采用下走線的方式，設備密度上升帶來地板下線纜數量的大幅增加，反而阻礙了精密空調出來的冷風，使之不能順利的到達設備機柜。據實地測量，已經形成了局部熱島，在距離空調較遠的一些機柜，環境溫度已經上升到30度以上。散熱效率不佳導致設備壽命變短，故障頻發，同時能耗也大大提升，所以必須進行升級改造。

因為該數據中心的改造和升級不能影響金融系統的業務，所以不可能將原有的數據中心停用。只能采用先建設新數據中心，然后逐步搬遷應用和業務，再改造舊數據中心的整體建設思路。根據原有的建筑使用狀況，原先的數據中心占該樓層使用面積的一半左右，另一半為辦公區域。決定將辦公區域搬離該樓層，在原有的辦公區域上新建一個數據中心，逐步將原有數據中心內運營的服務和系統逐步搬遷到新的數據中心內，然后再升級舊的數據中心。

建設新數據中心時，采用了結構化布線的設計，同時兼顧了將來網絡升級和擴容的需求，在新數據中心內設立MDA，同時在舊數據中心內也新設了一個臨時的配線柜，臨時配線柜與MDA之間采用萬兆多模的預連接光纜連接，因為搬遷不是一次性完成，所以新舊數據中心之間必須保持良好的通信，以便在不影響業務的情況下，逐步進行搬遷。新舊數據中心之間通信的重任就交給MPOMPO萬兆多模預連接光纜。采用預連接光纜的好處是安裝方便、快捷、可靠、即插即用，預連接光纜的快速部署能力能夠幫助縮短改造的工期，因為進行改造的過程必然會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。

另外采用預連接產品同時還能保護投資，因為預連接光纜能夠方便的重復使用，不會因為不能反復利用而造成資產的浪費。而且目前40G和100G網絡已經逐步成熟，在北美已經開始商用，在國內已經有IT企業進行試驗性部署的建設。只有采用預連接光纜才能夠較好的支持40G/100G的網絡，這也給將來的升級、擴容和改造留下足夠的空間。另外在SAN網絡，隨著16GFC和32GFC標準的發展，以及基于40G 以太網的FCOE技術的成熟，MPO-MPO預連接光纜在存儲設備的領域也將發揮極為重要的角色。

另外在新數據中心建設的水平銅纜鏈路部分，采用了Cat.6A萬兆銅纜布線，Cat.6A已經能夠完整地支持10GBase-T的應用。雖然目前因為網卡和交換機接口還比較昂貴，并未普及，但是隨著Intel等企業進入10GBase-T市場，可以預計在2～3年內，價格水平將大幅降低，所以將來配置10GBase-T網卡的服務器將會被大規模的采用。

Cat.7/7A類也能夠滿足萬兆的使用要求，Cat.7/7A的優勢在于帶寬更高，有升級的潛力，但是目前下一代基于雙絞線的網絡缺乏標準協會的支持。目前IEEE協會沒有任何關于發展高于10Gbps速率的基于雙絞線傳輸標準的計劃，而且從標準的討論、成熟、發布到設備的商用、大規模推廣，往往需要很長的時間；比如10GBase-T，從2003年開始討論，到現在仍然沒有大規模使用，而且估計要到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絡標準，到設備的普及也至少需要2020年以后。

同時在2010年6月和2011年2月，TIA 協會的TR42.7委員會兩次投票均未能將Cat.7/7A類添加到最新的TIA 568C.2標準中去；根據新的信息，TR42.7已經通過發展下一代雙絞線的計劃，似乎并不一定是基于Cat.7/7A類的。Cat.7/7A 類系統的另一個問題在于接口標準沒有統一，雖然已經有部分專利放開，但是接口模塊的價格仍然高高在上，所以整體而言，考慮水平布線系統，采用Cat.6A類的布線還是最具性價比的。

在數據中心的管理方面，過去，該金融機構在管理數據中心的時候采用的是自行編制表格的方式，將端口、配線、資產等信息填在表格內。改造時因需要提高管理效率，所以采用了專業的資產管理軟件。通過軟件導入并自動生成機房圖、機柜內設備圖、機柜內配線圖，大大方便了數據中心內設備搬遷時的工作，減少了管理人員的工作量，同時也降低了出錯的可能性。而且該管理系統保留升級電子配線架的能力，將來預算充足的時候可以直接升級電子配線架而無須再次導入數據。

該數據中心目前已經順利完成新數據中心的建設，目前正在將服務與應用逐步搬遷到新數據中心內，舊數據中心的升級和改造也將在年內實施。根據用戶的反饋，建設、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，用戶的投資也得到了足夠的保護。

3 案例二：某IT企業

隨著搜索、網絡視頻、下載、微博等網絡服務的不斷推廣，我們的生活變得更豐富多彩，但是IT企業建設的壓力也大大增加。在很多時候，IT企業的情況是設備機房，那么機房改造很多時候考慮的是施工周期和高密度。

該機房僅使用三年，而且當時已經采用了結構化布線和預連接光纜，因為設備密度大大提高，原有的機柜內預留的布線已經不能滿足要求，所以決定整體改造該數據中心。改造后的數據中心將采用高密度的設計，在一個機柜內部署有近20臺服務器，而且服務器大量采用光纖端口。

因為光纖端口很多，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的是對跳線的管理能力，必須采用較好的設計，才能夠保證在管理的時候不會很麻煩。因為密度高，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計，才能夠保持光纖配線架具有良好的管理能力。

同時因為密度較高，所以光纖跳線不可避免的會有較多的彎曲，而且在管理的時候，光纖跳線之間的互相干涉情況也比較突出，所以該數據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有多達30個甚至更多的彎曲，也不會對光的衰減造成嚴重的影響，保證了鏈路的可靠性和安全性。

該數據中心的骨干鏈路采用了預連接系統，因為新增的產品能夠兼容原有的預連接系統，所以過去的骨干鏈路能夠得到良好的保留，保護了用戶的投資。另外采用了預連接系統，才能夠保證該數據中心從供貨、安裝施工到交付控制，在一個非常短的時間內，保證用戶的系統能夠及時上線。所以在該數據中心的改造中，高密度、高可靠以及快速部署產品得到了用戶的好評。

4 結束語

數據中心的升級改造情況往往是千差萬別的，所以在改造的時候必須針對原有的情況以及新增的需求，進行有針對性地設計。可能是整體方案的設計或是產品的選擇，也可能是針對性地設計產品。筆者曾在某稅務部門數據中心改造過程中遇到定制開發配線架的需求，因為擴容空間不夠，所以必須充分利用現有空間，標準化的產品無法滿足需求，必須采用定制化產品。所以對于數據中心改造和升級，只有采取靈活的針對不同用戶的需求，提出不同的解決方案，才能真正滿足用戶的需求。