大數據時代的綜合布線技術探討

2017-04-15 16:43:31 yangxian 2

布線系統作為數據中心內部連接與管理的基礎設施是所有數據流通的基礎,對于數據中心運行對大數據流的支持起了關鍵作用。布線系統作為搭建數據中心的基礎物理平臺之一。

如今,技術日新月異,很多事情幾乎顛覆了我們的想象,帶給了我們前所未有的體驗。BigData“大數據”是繼云計算、物聯網之后TI產業又一次顛覆性的技術變革。當今信息時代所產生的數據量已經大到無法用傳統的工具進行采集、存儲、管理與分析。全球產生的數據量,僅在2011就達到1ZB,且根據預測,未來十年全球數據存儲量將增長50倍。大數據不是云計算,是云計算的靈魂和升級方向。

1、大數據時代網絡挑戰

全世界聯網主機數中軸標是上升趨勢,2007年全世界人均只有0.1個設備是聯到網上的,到2013年人均7個。到2016年將每3分鐘傳送360萬小時視頻,相當于全球已生產的全部電影。2010年在全球互聯網流量中,美國是6337PB/月,占全球31%,中國占全球63%。1998年一個網民一個月消耗1兆流量,2003年數字到10兆,2008年一個月到lG的流量,到2014年一個網民一個月可能要到10G。

另外,物聯網在越來越多的行業中得到了應用,“萬物互聯”是物聯網的終極目標。這部分是數據流量絕對增長量。物聯網的時代將是傳感器自動不間斷地巨傳大量數據并通過網絡存儲在數據中心內,對網絡與數據中心的存儲量起到了推動型作用。

大數據與網絡基礎設施的發展是相互影響、制約或促進的,所有數據量的上升需要更大規模的數據中心與其相適應,布線系統作為數據中心內部連接與管理的基礎設施是所有數據流通的基礎,對于數據中心運行對大數據流的支持起了關鍵作用。布線系統作為搭建數據中心的基礎物理平臺之一。

2、標準化發展應對大數據

根據2012版本的《數據中心電信基礎設施標準》TIA942A對于虛擬化的網絡架構基本沒有涉及。基于當前網絡技術日新月異的變化狀況,云計算虛擬化的網絡發展將是大型數據中心網格架構的重要發展趨勢,采用無阻塞的交換矩陣的網絡結構是從網絡層面應對大數據時代的技術手段之一。為應對大數據的挑戰,云計算虛擬化網絡技術的應用是技術發展必然的趨勢。

面臨海量的數據存儲用于數據處理,數據中心為了提高資源利用效率與數據分析計算能力,將大量采用虛擬化云計算的技術,包括服務器虛擬化技術等。網絡架構總體的趨勢將采用大二層虛擬化的網絡,核心層采用40G/100G,接入層采用10G的方式基本已經成為網絡升級的方向。虛擬矩陣的數據中心主干網絡中,更多地將從10G網絡升級到40G/100G。IEEE803.3ba于2001年已經正式頒布采用40G/100G的網絡技術標準,數據中心主干鏈路88%以上小于100m的距離,多模光纖0M3/0M4采用MTP與QSFP接口多通道并行傳輸的方式,基于其良好的性價比,被業界認為是數據中心主干鏈路應用的首選方案。

3、支持大數據網絡物理層接口技術分析

當網絡主干走向40G/100G的高速網絡時,數據中心接入層設備與服務器網絡接口從1000M走向10G是必然趨勢。過去接入層的網絡速率在1000M及以下,采用銅纜RJ45的接口模式在整體市場中處于主導地位。而當網絡上升到1G0時,將有多種接口模型可供選擇,當前10G接口類型較多,技術要求的差異較大。從10G接口類型中,基于功耗、端口密度、支持距離等方面思考,筆者認為從長遠來看CX4銅纜方案并不占有太大的優勢。而其余四種類型,SFP十DAC的10G無源銅纜、SFP十AOC的10G有源光纜、SFP十10GBaseE一SR的光纜、RJ45Base-T的銅纜的解決方案,各有優缺點,這里不詳細闡述。各種10G接口技術都在進步,不同時期的優勢點也有變化,至于何種技術在市場上能得到更多應用,仍需拭目以待。

4、傳輸介質的技術應用分析

數據中心跟傳統大樓的布線不太一樣。數據中心的光纖應用,采用集中式和分布式的方法進行配線管理。對于集中式管理。在設計水平線路的時候,不再連到列頭柜,而是把所有線路連到一個集中管理配線區,在這個區域通過跳線連接完成從MDA到HAD,從HAD到EDA,甚至從MDA直接跳到EDA,或EDA直接到EAD。所有這些工作都在集中地配線去完成,而不需要跑到下面搬服務器或者重新敷設線路,這樣對于一些經常變更的應用來講有更大的吸引力。目前對于10G以下的應用,可以采用適配器加上跳線方式完成線路之間的連接,未來要升級到40G/100G也很簡單,把這個適配器換成MTP或者MPO面板就可以。

基于當前數據中心內主干網絡主要由光纖作為傳輸介質的背景,TIA標準化組織已經在研發基于電阻100Ω,平衡雙絞線銅纜支持40GBase-T的網絡,草案標準已經發行,于2014年正式實施,該標準將銅纜雙絞線帶寬擴展至2000MHz。繼續采用RJ45作為接口標準,定義銅纜級別為Cat.8,可以支持40GBase-T網絡傳輸距離達到30m,基本滿足數據中心40G鏈路55%的距離。

銅纜支持40G的應用是對40G標準的一個重要補充,雖然距離比較短,在規模較大的數據中心主干內無法成為主流。但預期銅纜方案的成本優勢將對大量規模較小的數據中心建設來說,是一種較顯優勢的方案,有助于促使數據中更快及更大范圍推進40G網絡的應用。

5、電子配線架的比較分析

智能配線系統從硬件角度來說大致可分為端口檢測技術和鏈路檢測技術兩種,我們從性能上來做一個簡單的分析。

端口檢測技長是在端口內置了微型感應器,采用標準8芯跳線插入任一端端口即有感應,連接跳線需要按順序建立連接關系。端口技術的特點是采用普通跳線,易于部署和維護,能夠自動發現使用端口,因為使用標準跳線大大節省了維護成本。端口技術可以很方便地將普通非智能的配線架升級為智能的配線架,如果已經部署了普通配線架并已經在使用中,跳線已經插滿,業務正在運行,即使如此也可以在線升級布線系統。

鏈路技術的特點是使用特殊跳線,可自動發現特有的跳線,允許跳線兩端不按次序連接。

鏈路技術需要較多上層設備構建特有網絡組,形成管理網絡,來掃描電子配線架,從而建立數據庫。如果要擴展,只增加電子配線架是不夠的,必須增加多個層管理和掃描i量備,用戶必須對自己的網絡和管理點數有效準確的評估,以配備足夠多的設備。如果采用特殊跳線的鏈路方式,盡管可以實現一些功能,但需要許多復雜的上層設備擴展和掃描,不利于擴展和部署。

總體來說,兩種技術都各有優缺點,這兩種技術的共同點是采用帶外的管理模式,不采用雙絞線中1到8針對的傳輸介質,而是在端口或旁側增加感應能力來判斷跳線的位置。當然,智能布線也有其他技術,比如傳輸線路載波技術,還比如將鏈路技術改良融入一些端口技術的有點,相信智能布線技術在硬件上還會進一步發展。


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