如何解决数据中心布线系统的维护问题

如何解决数据中心布线系统的维护问题

以综合布线系统为例，让我们一起来共同探讨数据中心布线系统当下所面临的主要维护问题。第一、数据中心现有的布线系统不能满足快速增长的带宽和端口需求，由此引发出的二次布线带来的额外维护开销和系统风险；第二、由于缺乏整体细致的布线系统规划设计，以及在长期使用过程中存在着不规范操作导致大量废弃线缆(跳线)充斥在机柜上方、走线架及线槽内部，从而大大增加了布线系统M.A.C.(移动、增加和变更)的难度同时带来能耗增加等一系列问题；第三、随着时间的推移，布线系统的可维护度逐渐降低，无法准确移除废弃线缆和快速定位故障点，从而显著增加了系统宕机的潜在风险。针对以上问题，我们究竟应该进行怎样的布线系统设计和选择，才能构建高速、稳定且易于扩展和维护的数据中心传输通道呢？首先，根据数据中心的实际需求及发展规划，选择合适的布线系统解决方案，以便在未来10-15年的使用周期内，能够有效应对不断增长的端口和带宽需求。综合布线系统在其生命周期内，通常需要应对2-3次网络交换设备的升级及3-5次PC硬件更新。根据Intel&Broadcom的预测，数据中心从2010年开始，预计用6年左右的时间逐步过渡到10G以太网，而到2020年，数据中心的以太网将主要以40G和100G为主。数据来源：Intel&Broadcom在TIA-942和ISO24764的数据中心标准里，都要求综合布线系统的设计和使用需要考虑未来的增长量。ISO的布线标准更是要求采用Cat6A铜缆布线系统和OM3光纤布线系统作为数据中心使用的最低产品级别。例如：安普布线的Cat6A万兆铜缆布线系统，采用主流的屏蔽布线解决方案，经过特别设计的万兆屏蔽模块，配合SL冲压工具，可实现一次性端接8根导线并自动切断多余线对的功能，能提供与非屏蔽模块几乎相同的端接体验，极大降低了屏蔽布线系统的施工难度。另外，万兆屏蔽布线系统相对非屏蔽系统而言，能够提供更高的信道容量和更好的平衡性能，并省去了后期复杂、昂贵的线外串扰测试。一组来自欧洲著名的第三方实验室GHMT的测试数据表明：相比非屏蔽系统，屏蔽布线系统能够提供更高的外部串扰(AXT)裕量。对于光纤布线系统来说，支持40G和100G以太网传输，已经成为新一代数据中心布线系统的发展趋势。根据国际标准的规定，一种高密度的MPO/MTP连接器，已经成为支持40G和100G以太网传输的标准接口。是否所有的MPO/MTP预端接光纤布线系统，都能够升级至支持40G和100G以太网传输呢？我们来看一组数据：以40G以太网为例，当OM3光缆的最大传输距离为100米时，须满足最大通道衰减不超过1.9dB的标准。普通的MPO/MTP光纤链路，插入损耗大多为1dB左右，无法满足这一严苛标准。安普布线的MPOptimate光纤预端接系统，最大插入损耗不超过0.35dB，万兆光纤链路支持6连接，可支持40G&100G以太网传输。其次，优化布线系统结构设计，合理设计走线架以及地板下线槽，采用高密度布线管理系统作为机房建设和改造的首选。

在TIA-942建立的数据中心模型中，一般有MDA(主配线区)，HDA(水平配线区)和EDA(设备配线区)的划分。如果我们在配线区域之间敷设永久链路，例如在列头柜和服务器机柜内安装配线架，两端端接水平电缆，通过在各自机柜内使用短跳线跳接的方式来替代跨机柜的长跳线敷设(新的布线通道)的方式，就能很大程度上减少后期的移动、增加和变更(M.A.C.)，从而避免数据中心的布线系统陷入意大利面条式的混乱。另一个需要注意的部分是(上)走线架和地板下线槽的设计。一般认为，上走线设计有更大的走线空间，更高的维护效率，而下走线的设计会占用地板下的制冷通道，影响制冷效率，导致静压失衡等问题。双层桥架的上走线设计，可使光纤和铜缆分开走线路由，利于保护相对脆弱的光缆线路，提供更好的弯曲控制，充足的光缆盘绕和储存空间。同时也为铜缆布线预留出更多的走线架空间。安普布线的MRJ21是一种高密度铜缆预端接解决方案，单根电缆可以提供12个百兆或6个千兆RJ45的端口接入，通过即插即用的方式，极大减少了现场施工的时间，从而实现数据中心布线系统的快速部署。并且这种预端接的集束电缆，空间占用仅有普通双绞线的30%左右，节省了宝贵的走线架空间，而高密度模块化的结构，易于扩展和升级，能优化气流便于散热。规范的施工能保证系统达到设计规定的性能要求，减少了后期的测试时间和维护开销。预端接布线系统可按照用户定制的长度由工厂预先端接好，不需要现场花费大量人工和时间进行端接。数据中心面临的另一个挑战是：一个糟糕的布线系统会导致整体能耗的日益提升。根据统计，数据中心的电力消耗在过去10年增长了5倍，目前数据中心消耗了全球2%的电能，2020年数据中心碳排量将是目前的四倍。对于企业来说，构建绿色数据中心，首要的出发点就是降低运营成本开支。综合布线系统虽然是无源的传输介质，但其好坏却能对数据中心的制冷产生显著影响。其中不可忽视的一点是，机柜内的线缆路径对气流有显著的影响。普通机柜由于设计和尺寸的因素，并没有事先考虑线缆的管理问题，不能满足更高密度的网络设备对布线端口不断增长的需求。当数据中心越来越多的以Zones，POD和PMDC的方式被不断建造时，我们同样需要一整套高密度、易于扩展和维护，并且更加节能的布线管理系统与之配套。现在，越来越多的数据中心采用一种两侧带垂直理线槽和水平线缆管理器的布线机柜，配合安装角形配线架，可增加35%-50%的端口密度。如安普布线的XD系列机柜，通过位于机柜两侧的水平跳线管理器来管理跳线，无需安装水平理线环，可使跳线处于最佳的弯曲半径，更加方便跳线的移除和更换。也可将多个XD机柜串联组装为无隔板的一个整体机柜列，跨机柜的跳线穿放可通过水平穿线管和机柜之间的垂直理线槽来完成。XD机柜也设计有专门的布线路由，线缆固定和捆扎设施，确保线缆的走向不影响设备的气流。需要说明的是，标准机架式的配线架和光纤配线箱也可以直接安装在这种高密度机柜上，安普布线也提供多种类型的19英寸角形配线架＋XD机柜作为数据中心的高密度布线解决方案。最后，优化布线系统管理模式，对布线网络进行实时记录、更新显示和告警，并通过专业软件对布线系统进行远程化、虚拟化和可视化的智能管理，从而达到对布线系统跳接和连接变化的实时监控和快速定位。布线系统出现故障在所难免。随着长时间的运行，设备移动、增加和变更的频繁发生，管理人员必然花费大量的人力和时间进行端口变化的记录和更新；一旦记录丢失或者出现错误，再去检查连接以校对记录，不但很麻烦，还容易造成其它端口的意外中断；发生端口意外断开时，无法及时得到故障点的反馈信息，需要花费较多时间去排错，从而造成较大的损失。由此看来，布线系统作为重要的IT基础设施，当它的故障会对系统造成较大损失时，我们就需要考虑使用专业的管理软件，配合相关设备对综合布线系统中的重要节点进行有效记录和智能化管理。A先生作为一家大型制造企业的网络管理人员，需要管理3000个工作站，其中的500台为公司的研发和市场部门所使用，需要进行实时的网络监控和跳接变化的准确记录。某天，一台重要的服务器突然无法访问，A先生根据网管软件的记录，立即排查了线路上所有的交换设备，但结果却显示一切正常。他想到可能是布线系统的原因导致的访问故障，却因为公司的布线系统已使用多年，存在大量的废弃线缆和杂乱无章的跳线，人工记录更新不及时等因素，无法快速定位这台服务器所在布线链路的节点信息，从而给公司造成了一定的损失。如果A先生的布线系统能够有一套类似网管软件的系统进行远程实时监控和自动记录更新，并能在系统发生故障时，第一时间发送故障点的告警信息给他，就不会出现这些问题了。AMPTRAC智能布线管理系统，能为用户提供类似资源管理器形式的，包括用户办公区域和与之对应的布线系统层级结构的数据库，跟配线间和数据中心实际设备布置相对应的虚拟配线间视图，可显示每条链路终端桌面点位的图形视图，以及显示端到端布线节点信息的二维链路视图等。当系统探测到跳接连接的变化时，会自动发送邮件到指定的邮箱，并用弹窗的方式实时提醒管理