浅谈云计算数据中心对布线系统的影响

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数据中心网络的体系结构

数据中心网络的体系结构

数据中心网络的体系结构在当今数字化的时代,数据中心已经成为了支撑各类业务和服务的关键基础设施。

而数据中心网络作为数据中心的“血管”,其体系结构的优劣直接影响着数据中心的性能、可靠性和可扩展性。

要理解数据中心网络的体系结构,首先得明确数据中心的主要功能。

数据中心是一个集中存储、管理和处理大量数据的场所,它要为各种应用程序和服务提供快速、可靠的数据访问。

这就要求数据中心网络能够在大量服务器和存储设备之间高效地传输数据。

传统的数据中心网络体系结构通常采用三层架构,包括核心层、汇聚层和接入层。

核心层是整个网络的骨干,负责高速的数据交换和路由;汇聚层将多个接入层连接起来,实现数据的汇聚和转发;接入层则直接连接服务器和终端设备,提供网络接入。

这种三层架构在一定时期内满足了数据中心的需求,但随着业务的发展和数据量的爆炸式增长,它逐渐暴露出了一些局限性。

比如,由于层级较多,数据传输的延迟较大,而且容易出现网络拥塞。

为了解决这些问题,新的体系结构不断涌现。

其中,扁平化的网络架构受到了广泛关注。

扁平化架构减少了网络层次,直接将服务器与核心交换机相连,大大缩短了数据传输路径,降低了延迟。

此外,还有基于 Clos 架构的数据中心网络。

Clos 架构通过多个小规模的交换单元构建大规模的无阻塞交换网络,能够提供更高的带宽和更好的可扩展性。

在数据中心网络中,布线系统也至关重要。

高速的以太网布线,如40Gbps、100Gbps 甚至更高速度的线缆,为数据的快速传输提供了物理基础。

同时,为了保证网络的可靠性,冗余设计也是必不可少的。

通过多条路径和备份设备,即使在部分线路或设备出现故障的情况下,网络仍能正常运行。

除了硬件设施,软件定义网络(SDN)的出现也为数据中心网络带来了变革。

SDN 将网络的控制平面和数据平面分离,通过集中式的控制器来管理网络流量,实现更灵活的网络配置和优化。

利用 SDN,管理员可以根据业务需求动态调整网络策略,提高网络资源的利用率。

数据中心布线系统设计与施工热点问题分析

数据中心布线系统设计与施工热点问题分析
线 缆 。TI 9 2标 准 规 定 , 数 据 中心 内 的 线 缆 要 么 至 少 一 端 端 接 在 主 配 线 区 或 水 平 配 线 区 ,要 么 就 A 4
被 移 去 。废 弃 后 堆 积 在 天 花 板 上 、 地 板 下 和 通 风 管 内 的线 缆 , 被 认 为 是 火 、 烟 及 有 毒 气 体 的 源 头 而 危害 用户安全 。

换 从 图 1中 可 以 看 出 , 交 叉 连 接 在 服 务 器 和 交 换 机 之 间 多 使 用 了 一 个 配 线 架 , 故 互 连 方 式 在 提 高
传 输 性 能 的 同 时 , 经 济 性 更 强 。 但 是 ,交 叉 连 接 所 具 有 的 管 理 便 利 性 与 可 靠 性 却 是 互 连 方 式 所 无 法
比 拟 的 。 使 用 交 叉 连 接 方 式 , 可 以 将 与 交 换 机 和 服 务 器 连 接 的 线 缆 固 定 不 动 ,视 为 永 久 连 接 。 当 需
要进 行移 动 、添 加 和更 换 时 ,维 护 人 员 只需 变更 配线 架 之 间 的跳线 ,而互 连 方式 则难 以避 免 的需 要
维普资讯
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数据 中心布 线 系 统设 计 与施 工 热 点 问题 分析
文 I中国工程建 设标准 化协会 信 息通信 专业委 员会 综合布 线工作 组
数 据 中心 布 线 系 统 的设 计 与 施 工 技 术 课 题 编 写 组
5 如何考虑使用高阻燃等级 的线缆?
线 缆 燃 烧 时 会 产 生 烟 雾 并 可 能 引 发 建 筑 的 其 他 部 分 着 火 。 数 据 中心 综 合 布 线 时 ,对 比 其 他 类 型 线 缆 , 更 为推 荐 采 用 Pe u 等 级 的 数 据 线 缆 。 采 用 Pe u 等 级 线 缆 ( 通 过 U 9 0关 于 火 势 传 l m n ln m 需 L1 播 及 烟 度 方 面 的 测 试 ) 在 火 灾 发 生 时 为 数 据 中心 内设 备 提 供 保 护 的 最 佳 选 择 。 是

数据中心综合布线对防火阻燃线缆的选用

数据中心综合布线对防火阻燃线缆的选用

数据中心综合布线对防火阻燃线缆的选用前言随着信息技术的发展,数据中心在国内建设是如火如荼,尤其是各地兴起的云计算中心,更是一波接一波,且一个比一个投资高,规模大,似有整个中国大地,都有被“云”遮天的趋势。

有云,必有雨,对于中国信息技术的发展,确实是需要来一场酣畅淋漓的甘露,我们翘首以待。

幸运的是,颇受关注的“中国云”产业发展国家级规划已获国务院批准,近期即将发布。

规划包括“十二五”期间“中国云”产业的发展思路、重点任务、技术路线、支持体系等内容。

权威机构预测,云计算有望成为继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第四次IT产业革命。

未来三年中国云计算产业链的产值规模将达到2000亿元。

大的发展趋势,大的建设规模,必然是行业发展进步的推动器。

那么对于包括云计算在内的各种数据中心,该如何去设计、规划就成了我们不得不面对的重要课题。

尤其是作为数据中心中的基础设施,类似人体的血脉、号称网络神经的综合布线系统,更是重中之重。

现状分析数据中心的综合布线一直都是大家讨论的话题,很多业内人事也都提出了他们真知灼见的建议与方案。

而其中线缆的阻燃与防火,尤为大家所关注。

相关的技术文章,相关的会议及论坛,已经不胜枚举。

但是长久以来,人们还是存在着对防火阻燃概念误导和应用方面的误区。

在此,本人希望站在用户的角度,站在安全实用的角度,通过对各类阻燃防火线缆阻燃特性的分析,综合各种标准的要求,来讲讲我们在进行数据中心综合布线时,应该怎样选择防火阻燃线缆,或者是采用何种阻燃防火线缆更合适。

而不是要求你的数据中心必须使用什么阻燃防火的线缆。

我们都知道,数据中心是承载着大量的数据运算、数据交换、数据存储、数据备份的场所。

其对某个区域乃至整个国家都十分重要,一旦发生类似火灾这样的重大意外灾祸,小则造成人员伤亡,财产损失,大则引起经济动荡,人心惶惶。

云计算数据中心建设运营分析概要

云计算数据中心建设运营分析概要

云计算数据中心建设运营分析概要引言:云计算已经成为现代企业和组织实现信息技术支持和业务需求的常见方式。

云计算数据中心作为云计算基础设施的核心组成部分,扮演着存储、处理和交换大量数据的角色。

数据中心的建设和运营对云计算应用的成功至关重要。

本文将从建设和运营两个方面,分析云计算数据中心的关键问题和解决方案。

一、数据中心建设1.设计理念:数据中心的设计理念包括硬件设备选择、物理空间布局、网络拓扑结构等方面。

正确的设计理念能够提供稳定的电力和网络环境,优化硬件设备的布局和连接,提升整体性能和安全性。

2.施工和调试:数据中心的施工过程中需要考虑硬件设备的摆放和连接,电力和空调系统的布线和调试等。

合理的施工和调试能够保证设备的正常运行和系统的稳定性。

3.资源规划和管理:数据中心的资源规划和管理是建设阶段的关键问题。

包括网络带宽的规划、存储和计算资源的配置、能源消耗的优化等。

合理的资源规划和管理能够提高数据中心的性能和效率。

二、数据中心运营1.电力供应:数据中心运营过程中需要保证稳定的电力供应。

应该考虑备用电源、供电容量的扩展和电力负载的优化等问题。

2.环境控制:数据中心的设备需要在恒温、恒湿的环境中运行,稳定的环境可以确保设备的安全性和性能。

合理的散热和过滤系统可以降低硬件故障的风险。

3.安全管理:数据中心的安全管理是运营阶段的重要问题。

包括网络安全、物理安全和数据安全等方面。

数据中心应该建立完备的安全策略和措施,确保数据的机密性、完整性和可用性。

4.硬件维护和更新:数据中心的硬件维护和更新是保证系统稳定性和性能的关键。

定期的硬件检修、软件更新和数据备份等操作可以减少硬件故障的风险并提高整体运行效率。

5.性能监控和优化:数据中心的性能监控和优化是确保数据中心运行的关键。

定期的性能评估、网络流量分析和能源消耗监控等操作可以帮助找到瓶颈并进行针对性的优化措施。

结论:云计算数据中心的建设和运营是一个复杂而关键的过程。

云计算数据中心项目建设方案

云计算数据中心项目建设方案

云计算数据中心项目建设方案一、项目概述随着互联网的发展和应用需求的不断增加,云计算已经成为当今最前沿和发展速度最快的技术之一、建设一座先进、高效、可靠的云计算数据中心是公司提供云计算服务的关键。

本方案旨在规划和构建一座具备高度可扩展性、高性能、高稳定性的云计算数据中心。

二、项目目标1.构建一座大规模的云计算数据中心,具备足够的容量和资源来支持大规模的云计算业务;2.提供高性能的计算、网络和存储资源,以满足用户对云计算服务的高要求;3.构建稳定可靠的硬件和软件基础设施,并采用先进的监控和管理系统来确保数据中心的可靠性和稳定性;4.优化能源消耗,提高能源利用效率,减少碳排放量,实现绿色环保的目标。

三、项目实施步骤1.项目准备阶段:包括项目准备、需求分析和预算编制等工作;2.设计规划阶段:制定数据中心的整体架构设计和技术方案,并评估和选择合适的硬件和软件设备;3.工程建设阶段:进行建设施工,包括机房建设、设备安装、网络布线等工作;4.硬件设备配置阶段:配置服务器、存储设备和网络设备等硬件设备;5.软件系统部署阶段:部署和配置各种云计算软件系统,包括虚拟化管理系统、自动化运维系统、监控系统等;6.运维管理阶段:建立运维团队,制定运维规范和流程,并进行长期的数据中心管理和维护。

四、项目关键技术1.虚拟化技术:利用虚拟化技术实现资源的统一配置和管理,实现在一台物理服务器上部署多个虚拟服务器的功能,提高资源利用率;2.分布式存储技术:采用分布式存储技术,将数据分散存储在多个节点上,提高数据的可靠性和可扩展性;3.网络技术:采用高速网络设备和技术,构建高性能、低延迟的网络环境,提供快速、稳定的网络连接;4.监控与管理技术:利用先进的监控系统和管理工具,实时监控数据中心的运行状况,并进行故障排除和性能优化;5.安全技术:采用严格的安全措施和技术手段,保障数据中心的安全性,防止黑客攻击和数据泄露。

五、预期成果1.建设一座可扩展性强、性能高、可靠性好的云计算数据中心,为用户提供高质量的云计算服务;2.提供高效能的计算、网络和存储资源,满足用户对云计算的高性能要求;3.实现数据中心的稳定运行和实时监控,最大程度地减少故障和停机时间;4.提高能源利用效率,减少碳排放量,实现绿色环保。

云数据中心机房规划与建设

云数据中心机房规划与建设

云数据中心机房规划与建设随着互联网的迅猛发展,云计算技术在各行各业得到了广泛的应用。

作为云计算的核心设施之一,云数据中心机房的规划与建设显得尤为重要。

一个合理规划和高效建设的云数据中心机房可为企业提供稳定可靠的计算和存储服务,提升企业的信息化水平,促进企业的业务发展。

本文将对云数据中心机房规划与建设进行详细探讨,并提出相关建议。

一、规划阶段1.1需求分析在规划云数据中心机房时,首先需要对需求进行详细的分析。

需要根据企业的业务发展需求来确定机房的规模、功能以及所需的网络和电力资源。

同时还需要对安全性、可用性、灵活性等方面做出详细的规划和分析。

只有准确了解需求,才能确保机房的规划与建设满足实际需求,避免资源浪费和投资不足的风险。

1.2空间布局在确定了机房规模和功能需求之后,需要进行机房的空间布局规划。

合理的空间布局能够提高机房的利用率,提升机房的工作效率。

空间布局需要考虑机架的摆放、走道的设置、冷热通道的规划等方面。

同时还需要考虑设备的散热和通风等问题,确保机房内温度和湿度的控制在合理范围内。

1.3网络布线机房的网络布线是机房规划的重要组成部分。

网络布线需要考虑到数据中心的扩展性和灵活性,以及网络设备的选择和布置。

同时还需要考虑网络的安全性和可靠性,以保障数据传输的稳定和安全。

还需要考虑到接入互联网的需求,选择合适的入口线路和运营商。

1.4电力规划电力是数据中心机房的重要能源。

在机房规划中,需要对电力系统进行合理规划,确保机房的稳定供电。

电力规划需要考虑到机房的负载需求、备用能源、UPS系统、发电机组等方面,以应对突发的停电风险。

同时还需要考虑到节能和环保的问题,选择高效节能的供电设备和系统。

1.5安全防护在机房规划中,安全防护是至关重要的一环。

安全防护涉及到机房的物理安全、网络安全、数据安全等方面。

需要在机房规划中考虑安全监控系统、门禁系统、防火系统、防雷系统等设施的设置。

同时还需要考虑网络安全设备的选择和布置,确保机房的安全性和可靠性。

云计算中的数据中心设计和规划


存储类型:包括SAN、NAS、 DAS等
存储容量:根据业务需求进行 规划,考虑未来扩展性
数据备份:采用冗余备份、异 地备份等方式保证数据安全
存储性能:考虑I/O性能、延 迟、吞吐量等因素,选择合适 的存储设备
电力安全:备用电源、不间 断电源、电力监控等
网络安全:防火墙、入侵检 测系统、数据加密等
响应时间
添加标题
挑战:能源消耗大, 需要降低能耗
添加标题
解决方案:采用绿色 数据中心技术,如自 然冷却、节能服务器 等
添加标题
挑战:数据安全风险 高,需要加强数据保 护
添加标题
解决方案:采用数据 加密、数据备份等技 术,加强数据安全防 护
添加标题
挑战:运维管理难度 大,需要提高运维效 率
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解决方案:采用自动 化运维工具,提高运 维效率和准确性
添加标题
挑战:数据中心规模 不断扩大,需要优化 资源配置
添加标题
解决方案:采用虚拟 化、云计算等技术, 提高资源利用率和灵 活性
云计算:数据中心将 更加依赖于云计算技 术,提供更加灵活、 高效的服务。
大数据:数据中心将 面临大数据带来的挑 战,需要更加强大的 数据处理和分析能力。
绿色环保:数据中心 将更加注重绿色环保, 采用更加节能、环保 的技术和设备。
网络设备等
电力资源:电源、 UPS、发电机等
空间资源:机房 面积、机柜数量、
布线空间等
网络资源:带宽、 网络拓扑、网络 安全等
人力资源:运维 人员、管理人员、
技术支持等
成本预算:设备 采购、建设费用、
运维费用等
模块化设计:便于扩展和升级
灵活性设计:适应不同的业务需求

数据中心基本设施需求

数据中心基本设施需求在当今数字化时代,数据中心已经成为了企业运营和社会发展的关键基础设施。

无论是大型互联网公司处理海量用户数据,还是金融机构保障交易安全,亦或是医疗机构存储患者信息,都离不开高效可靠的数据中心支持。

数据中心的正常运行依赖于一系列基本设施,这些设施的质量和性能直接影响着数据中心的稳定性、安全性和效率。

接下来,让我们详细了解一下数据中心的基本设施需求。

首先,电力供应是数据中心最基础也是最关键的需求之一。

数据中心内的服务器、存储设备、网络设备等都需要持续稳定的电力支持,任何电力中断都可能导致数据丢失、业务中断等严重后果。

因此,数据中心通常会配备多路市电接入,并配备大容量的不间断电源(UPS)系统,以确保在市电出现故障时能够无缝切换到备用电源,保障设备的持续运行。

同时,数据中心还需要有完善的电力监控和管理系统,实时监测电力的使用情况,以便及时发现和解决潜在的电力问题。

制冷系统也是数据中心不可或缺的基础设施。

服务器等设备在运行过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,将会影响设备的性能和寿命,甚至导致设备故障。

为了保持数据中心内适宜的温度和湿度,通常会采用精密空调系统,通过冷空气循环来带走热量。

此外,一些大型数据中心还会采用液冷技术,直接将冷却液与服务器的发热部件接触,提高散热效率。

制冷系统的设计和运行需要充分考虑数据中心的布局、设备的发热量以及当地的气候条件等因素,以确保能够提供稳定可靠的制冷效果。

网络设施是数据中心实现数据传输和通信的重要保障。

高速、稳定、低延迟的网络连接对于数据中心的性能至关重要。

数据中心通常会接入多条高速网络线路,包括互联网骨干网、专线等,以确保数据的快速传输和访问。

同时,数据中心内部会采用高性能的网络交换机、路由器等设备,构建复杂的网络架构,实现服务器之间、服务器与外部网络之间的高效通信。

为了提高网络的可靠性和可用性,还会采用冗余设计,如双链路、双设备等,以防止单点故障导致网络中断。

数据中心机房布线方案

数据中心机房布线方案1. 概述当前, 我们正处在一个信息爆炸的时代, 数据的存储量已经不仅仅是用 KB、 MB 、GB 甚至 TB 来计算 , 在不远的将来 , 人们所谈论的将是PB(1petabyte=1,000terabytes甚至 EB(1exabyte=1,000petabytes。

在企业的 IT 基础架构中,数据中心是数据及业务应用的总控中心。

数据中心汇聚了最昂贵的服务器和存储及网络设备, 担负着数据存储、访问的艰巨任务。

数据中心的建设要面向企业业务的发展, 并为企业提供全面的业务支撑。

这种支撑涵盖了客户、企业业务、企业数据和决策支持等层面。

随着数据中心高密度刀片式服务器及存储设备数量的增多, 数据中心面临着网络性能、散热、空间、能耗等一系列严峻的挑战。

根据全球最大的独立技术研究公司Gartner Research 发布的研究资料显示,由于缺乏灵活、高性能的综合布线规划, 在2002年之前建立的数据中心中, 半数需要在 2008年前升级或者淘汰。

因此, 建设一个完整的、符合现在及将来要求的高标准的新一代的数据中心需要达到以下几点要求:• 高可靠性——基于标准的开放系统, 预先经过测试 , 确保系统 7*24小时稳定可靠。

• 高性能——满足目前的网络传输需求, 支持至少 1G 或 10G 甚至更高速率传输• 高密度——节省空间,方便设备散热设备散热。

• 可维护性——美观大方 , 适应频繁的需求变化,方便 MAC 维护。

• 可扩展性——充分考虑未来业务增长,支持未来扩容需求。

本次设计将从先进性、可靠性、实用性的原则出发, 以满足目前用户的应用需求为基础, 充分考虑到今后技术的发展趋势及可能出现的需求。

为用户提供具有长远效益的全面解决方案。

2. 设计标准TIA-942数据中心机房通信设施标准建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB /T 50311-2007;建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 GB /T 50312-2007;国际综合布线标准 ISO /IEC 11801北美建筑通讯线路间距标准 TIA /EIA 569;北美商用建筑通讯基础结构管理规范 TIA /EIA 606;非屏蔽双绞线布线测试标准 TIA /EIA TSB67;北美商用建筑通讯接地要求 TIA /EIA 607;欧洲综合布线系统标准 BN50173;其它国家和行业标准规范;3. TIA-942数据中心机房通信设施标准2005年 4月美国通信工业委员会 TIA 发布了数据中心机房通信设施标准, 该标准正对数据中心的设计、安装提供了规范和建议,内容包括:建筑结构、空间布局、安全、节能,接地、机械及防火保护。

模块化数据中心解决方案及应用

模块化数据中心解决方案及应用在当今数字化时代,数据中心作为企业和组织的核心基础设施,其重要性不言而喻。

随着业务的不断发展和技术的快速更新,传统的数据中心建设模式逐渐暴露出诸多问题,如建设周期长、扩展性差、能耗高、运维复杂等。

为了应对这些挑战,模块化数据中心解决方案应运而生,并在各个领域得到了广泛的应用。

一、模块化数据中心的概念模块化数据中心是一种将数据中心的基础设施(包括机柜、制冷、供电、布线等)进行模块化设计和集成的解决方案。

它将数据中心划分为多个独立的模块,每个模块都具备完整的功能,并且可以根据需求进行灵活的组合和扩展。

这种模块化的设计理念大大提高了数据中心的建设效率、可扩展性和可靠性。

二、模块化数据中心的特点1、快速部署传统数据中心的建设往往需要耗费大量的时间和精力,从规划设计到建设完成通常需要一年甚至更长时间。

而模块化数据中心采用工厂预制的方式,将各个模块在工厂内进行生产和调试,然后运输到现场进行快速组装,大大缩短了建设周期,通常可以在几个月内完成部署。

2、可扩展性强模块化数据中心的模块可以根据业务需求进行灵活的添加或删除,实现按需扩展。

这种可扩展性不仅体现在机柜数量的增加上,还包括制冷、供电等基础设施的同步扩展,能够有效避免传统数据中心因前期规划不足而导致的后期扩展困难的问题。

3、高能效模块化数据中心采用了先进的制冷和供电技术,能够实现更高效的能源利用。

例如,采用行间制冷、自然冷却等技术可以降低制冷能耗;采用高压直流供电、模块化 UPS 等技术可以提高供电效率。

同时,通过智能化的能源管理系统,可以对能源消耗进行实时监测和优化,进一步降低能耗。

4、高可靠性模块化数据中心的各个模块在设计和生产过程中都经过了严格的测试和验证,具有较高的可靠性。

而且,由于模块之间相对独立,当某个模块出现故障时,不会影响其他模块的正常运行,从而提高了整个数据中心的可用性。

5、智能化管理模块化数据中心配备了智能化的管理系统,可以对设备运行状态、环境参数、能耗等进行实时监测和管理。

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浅谈云计算数据中心对布线系统的影响 罗森伯格亚太电子有限公司:孙慧永

在谈云计算数据中心之前,我们要先了解一下,什么是云计算?云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。 提供资源的网络被称为“云”。 “云”是IT的资源池,可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。云计算数据中心就是为云计算服务所需要的整体IT物理设备与基础设施。

提供云服务的数据中心能给用户超强大的计算能力,其中有一个特点就是“超大规模”。如Google、Facebook、腾讯等公司建设的云计算数据中心往往超过几十万甚至上百万台服务器的规模。从美国Cisco公司的预测报告会中显示,全球云通信量将以66%的年复合增长率发展,两年内,在云数据中心处理的工作量将首次超过在传统数据中心中的量,占比51%。到2015年预计将达到57%,云计算数据中心数据通信量的快速上升预示着云数据中心的基础设施建设需求将会同步增长,而数据中心的布线系统作为基础设施之一,随着云计算数据中心应用发展对布线系统的规模上,技术层面,产业层面都受到相应的影响。

本文将主要围绕云计算数据中心的网络带宽方面、端口能耗方面、布线架构及数据中心产业化发展、适应云计算数据中心的新一代布线系统构架等方面作一个探讨。

关键词: 云计算 数据中心 TOR 布线系统 一,云计算数据中心对网络端口带宽的影响 云计算数据中心普遍采用虚拟化的技术,基于云的数据中心可以支持比传统数据中心更多的虚拟机以及每台服务器的工作负荷,云计算数据中心数据量除了终端用户访问的数据流外,云计算服务器之间应用程序动态切换产生大量数据流,如图1,使数据中心数据通信更加繁忙。相比较传统数据中心,云计算数据中心的单台物理主机数据流量可能是传统的数据中心服务器的4倍、8倍 甚至10倍以上。如此大的数据流量将需要基础数据中心布线系统具有更低的延时性能,更高的可靠性,同时需要有更高带宽的的支持。基于这样的思考,对于云计算数据中心服务器端10G的端口布署将能更好的满足与支持云

图1 计算数据呑吐流量。关于服务器10G端口应用的趋势,根据Intel有关服务器端口的预测报告中可以了解到,2012年开始,10G服务器端口将开始大量的部署。而根据美国Infonetics第三方咨询机构关于网络设备的端口应用的预测报告中可以看到(如图2),到2015年超过50%左右的网络设备端口采用10G端口,而约25%左右的端口将采用40G/100G。

从上述提到的相关预测中我们可以看出云计算数据中心的网络演进十分清唽的方向。为了减少网络的延时,提高数据中心网络响应速度,云计算数据中心将更为普遍地采用核心+接入层两层网络构架替代传统核心+汇聚+接入的三层方式。核心网络采用40G/100G网络端口,接入层网络与服务器采用10G端口。网络带宽的提升将对布线系统提出的更高的要求,当服务器端采用10G的端口形式时,铜缆类的布线至少需要采用Cat6A级别的线缆,具体应用可参考IEEE802.3an标准的10GBase-T传输协议。如果10G采用光纤布线,优先采用多模OM3级别及以上的光纤系统来支持服务器端口的应用,参考IEEE802.3ae标准义的10GBase-SR。而对于数据中心主干40G/100G的应用,可以采用IEEE802.3ba中规定的MTP/MPO光纤并行多通道复用的传输的方式40GBase-SR4与100GBase-SR10,布线系统将需要采用MTP/MPO预连接系统进行支持,如图3。有关铜缆布线系统Class F与Class FA支持40G/100G的应用目前还没有正式标准的支持。 2011年10月,ISO/IEC 11801标准化组织工作小组ISO/IEC JTC 1/SC 25WG3启动了一项新的提议,研究在平衡双绞线上支持40G数据传输,如果研究一切顺利,预测2014年将完成草案标准。

二,云计算数据中心端口选择与对能耗的影响

云计算数据中心通常规模比较大,服务器端口上升到万兆以后,主干将需要考虑采用40G/100G的方案,对于40G以上的方案目前能规模应用的主要还是基于QSFP端口模式与MTP预连接光纤布线相结合的方案。但对于服务器端10G的端口来说就不同了,10G的应用除了采用传统的RJ45铜网口外,也可以思考选择SFP+光网口,还可以思考SFP+ DAC(Direct Attach Copper Cable)有源双轴平行电缆等几种方式可进行比较。10G端口规模化应用需要思考可靠性外,另外需要思考端口的能耗方面的问题,用户对于端口的选择除了要评估不同端口方式的价格因素外,端口能耗与端口

图2 图3 的网络延迟也是一个需要评估的重要指标。云计算数据中心规模大,端口能耗将直接影响整体云计算数据中心的建设完成后的长期运维成本。对于10G端口应用上述提到的三种主流方式接口对应的网卡成本比率与网卡功耗状况我们可以作一下对比,如下表所示:

以上表格中的数据主要整合来源于Intel的网卡及Solarflare网卡的数据,从整体成本来看,10GBase-T采用双绞线铜缆的方案有较大的价格优势,但功耗上来看相对较大,以上功耗数据主要基于10GBase-T最大长度可以支持100米距离的方案,如果基于数据中心30米以下的长度,功耗可以大幅下降。10GBase-T铜缆分为屏蔽与非屏蔽两种结构,相比较非屏蔽,采用STP屏蔽线缆具有良好的NEXT与ANEXT的性能,将会大幅减少网卡DSP芯片的实际功率,采用STP的电缆相比较UTP非屏蔽系统约可以节约1.5W左右的功耗。针对数据中心解决方案,IEEE802.3az标准化组织正在开发新一代节能型的10GBase-T方案,功耗将会有望进一步的降低。而10GBase-SR采用多模光纤的方式技术成熟,功率较低,但价格相对更高一些,从当前的应用的角度来看,10GBase-SR相对可靠性更高一些。10G Base-SFP++DAC的方式相对性价比不错,但由于DAC电缆两端连接器内包含芯片,实际应用中与各交换机厂家会有兼容性的问题;且支持的传输距离很短,典型长度为7米以下,最长长度不超过15米,管理相对不够便利。 端口功耗降低,对建设一个节能型的数据中心贡献是相当大的,因为数据中心整体能耗来看,只要端口下降1W的电能消耗,整体机房将还可以减少由于端口1W下降所可以省去的空调制冷方面的电力损耗,以及配电系统UPS等各个环节的配套能耗。根据美国数据中心绿色节能组织所统计的结果来看,端口下降1W功耗将带动整体数据中心省下2~2.8W左右的功耗,这对于动辄达到上万台服务器的云计算数据中心来说,电费成本的节约是十分可观的。 云计算数据中心促使端口应用带宽提升,而支持数据传输的速率越高,单位能耗反而降低,如果我们以Power/Gbps的方式来衡量各等级的传输方式,传输同样的数据量,采用10G方式的单位能耗只相当于1G方式传输能耗的1/4。而美国Stanford大学的一个报告同样也从另一方面反映出了这

图4 样一个现象,如图4。 美国Stanford大学在2006年对根据数据中心的市场规模趋势作了耗电量的统计,而实际上从2006年到2011年数据中心的电能消耗量并没有达到预测中的那么高,由于云计算数据中心近年来采用了大量的虚拟化的技术,端口带宽与利用率增加,对单位数据量的电能的消耗下降起到比较大的作用。

三,云计算数据中心采用TOR架构对传统布线的影响 云计算数据中心采用更为简洁的二层网络架构,如图5。为了提高单位机柜对整体数据中心对基础设施的利用率,服务器机柜的单柜密度越来越高,设备端口的布线密度非常高,部分云计算数据中心采用定制化的服务器,单柜密度达到了80台服务器,高密度的服务器机柜普遍采用TOR交换机置顶的架构。相比较传统的EOR或MOR网络,TOR的方式有独特的优点,同时也有相应的缺点。从优点来看,TOR的方式机柜内去除了布线系统的配线空间,可以提高服务器安装的密度;布线在机柜内全部采用跳线,平均长度很短,减少了网络的延时,同时也消除了采用EOR方式大量线缆(高密度机柜单柜可达200根线缆)上行HDA对桥架所形成的压力。而显然易见的缺点是TOR方式造成交换机端口较多的闲置,造成交换机资源浪费,增加数据中心的能耗也增加了设备维护成本;柜内短跳线方式应对后期业务变化、设备连接模式变更等需求变化缺少弹性;另外即便是最新即将颁布的数据中心相关标准如TIA942A等均没有将TOR的方式纳入标准范围。但综合以上的特点总体分析后可以发现,与传统数据中心不同,云计算数据中心设备移动、变更较少且更关注密度与低延时的要求。对于规模化部署的云计算数据中心来说,TOR优点带来的好处远大于缺点所造成的负面影响。 TOR的方式在云计算数据中心的大量应用却已经实质上在影响布线系统,相关国际国内布线标准中所规定的HDA水平配线区实际上在TOR的架构中已经不再存在,水平配线架与水平线缆已经被省去,取而代之的是短米数的机柜内的光纤或铜缆的跳线。由于每个服务器机柜的置顶交换机都需要上行光缆到MDA主配线区域,服务器上升到10G后,势必要求主干具有40G/100G的升级能力,这个趋势将会导致主干布线将被大量的MTP/MPO小芯数预连接光缆(如12芯,24芯)所替代。使主干路由光缆数量大大增加,主干桥架路由压力增加。从这一方面来看,在云计算数据中心TOR架构的采用,使得布线系统光纤应用量在增加,而铜缆的应用潜在总量在缩减。

四,云计算数据中心机柜产业化对布线系统的影响 云计算数据中心应对云的服务通常基于通过互连网提供服务,用户需求的快速增长,有时无法进行精确的预测。为应对快速的用户增长的计算需求,要求云计算数据

图5

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