数据中心布线系统的良好管理首先从就要求从整体架构上采用诸如结构化布线的设计思想,还需要给升级和扩容留出足够的空间和布线的能力;从产品上,要求能从使用角度出发,采用更贴近实际使用方,更易于管理和维护的产品;最后还能采用一些辅助手段,如电子配线架,电子化标签管理系统等手段,来帮助管理数据中心的布线系统。良好的布线管理能够有效地减少维护的时间,降低发生错误的可能性。同时也能够通过减少对冷风通道的影响,提高数据中心的能源使用效率。我们通过对多个数据中心长时间运营的调查发现,良好的布线管理能够降低2%-3%的能耗。下面就以某保险总部数据中心为例,介绍如何能更好的管理和维护数据中心的布线系统。

方案设计

方案设计可以说是对管理影响最重要的部分,只有良好的设计采用使维护变得简单和方便。在TIA942,ISO24764,GB50174等标准的引导下。结构化布线已经被大多数数据中心所采用,根据统计,在欧洲,目前大约有95%以上采用的是结构化布线的方案。

过去数据中心布线系统多采用直连跳线的连接方式。从一个设备的端口到另一个设备的端口多采用一根双工光或者铜跳线直接连接,这样对于初期投资小,而且无需规划。乍看之下是比较经济而且有效的选择,但是随着设备数量和端口数量的快速增长,就必须在现有的布线基础上不断的在地板下或者架空桥架上不断的增加设备间直连的跳线。很快,所有的可用空间都会被跳线所占据。用不了多久,就无法确定的找到相应跳线的对应关系了。所以直连跳线这种方式,虽然在初期看尚比较有效,但是在后期维护和扩容的时候就变得非常复杂,麻烦而且伴随着较高的风险。因为直连方式只有跳线两端是已知的,而中间的确切线路是很难查找的,地板下的跳线通常会变成一团糟。而当系统的连接需要变化时,还需要打开设备机柜,插拔有源设备上的连接器,这样可能会危及到其他的连接和系统的运行,可能带来的风险是不可预测的。

混乱的布线

数据中心应用需求增长的不确定性给数据中心的升级和管理带来的很大的麻烦,每天数据中心管理人员都面临着诸如硬件技术更新换代和软件系统升级等多种不断变化的情况。他们必须考虑如何在增加新的应用的时候,还能够减少系统的复杂性。特别是在金融行业,系统升级的窗口时间非常短。如果像过去那样,采用直连跳线方式,如何在一堆线缆中找到我们想要的那一根就变成管理人员最为头疼的事情。很多宝贵的时间都浪费在如何去找到跳线的对应关系上。这是让人无法接受的。另为因为寻找线缆所花费的时间无法较准确的估计,安排长时间的系统升级窗口也是一个非常麻烦的问题,太短有可能无法在规定时间内完成切换,太长了又有可能会对业务造成影响。

如何才能避免这种混乱的状况?答案是采用结构化的布线系统,加上良好的标签标识系统,以及完善的文档管理。结构化的数据中心布线通过在线缆两端的配线架,建立起一个通道,通过这个通道,我们将设备上的端口映射到集中配线和管理区域。这样对布线系统的维护,管理和升级就可以被隔离在集中区域之内。再配合良好定义的标签和管理文档。这样维护的时候我们再也不需要去寻找通道当中的线缆,只需要在配线架面板上找到相应的端口就可以了。这样大大简化了布线的管理,节约了大量的时间。

 

数据中心的结构化布线

就如上图所示,结构化的布线,将设备的端口映射到了主配线区,这样如果要增加新的设备,我们只需要在主配线区配线架的端口之间连接就可以了。这样可以大大节约配置和维护的时间。

结构化布线和跳线直连方式之间的差异就是对于布线管理能力的区别。通过结构化布线,如果新增设备,从新增加的设备到主配线区的布线系统是可以在正常工作时间内完成,无需安排时间窗口。只需要安排较少的时间窗口,就可以完成主配线区内的跳线安装工作。可以大量节约系统升级和割接的时间。如果要变更系统的连接,只需要在主配线区更换跳线的端口就可以了。这意味着管理更简单,更快捷了,显著的降低了风险,提高了系统的整体响应速度。

另外数据中心规划的时候,还需要对将来扩容的能力留出足够的空间。特别是在主配线区域,如果主配线区域在初期就被安排得很满,那将来扩容设备的结构化布线系统就无法添加进取,这对升级,扩容和管理都带来了很大的麻烦。所以在规划之初就需要对数据中心的主配线区有一个很好的设计,即要满足现在的使用,也需要给将来的升级留足空间。

所以该保险公司在设计该数据中心之初就采用了结构化的设计,并且为了将来的二期,三期的升级留下了足够的空间。

如何选择易于维护的布线产品

如何能够选择适合维护的产品,也是管理问题中一个重要的组成部分。因为现在设备数量越来越多,系统端口的密度也越来越大,这样对数据中心空间的需求不断增加。机房的空间是有限的,在无法减少有源设备(如服务器,交换机等)的情况下,很多时候就要求布线系统能够尽可能的减少对机柜内空间的占用。要求将端口密度做的很高。这就带来的管理上的问题,首先密度提高以后就占用了用来管理的标签系统的空间。比如现在1U可以支持96芯甚至更高密度的LC光配线架,48个双工LC耦合器已经几乎将1U的空间排满,这就需要另辟蹊径来安排好标签的空间。这需要在设计产品的时候有完善而全面的考虑。另外因为密度的提高,也需要对理线的装置做一些特别的设计,以方便跳线的维护和管理。最后,因为1U96芯配线架很多时候不一定会一次性全部安装满,一般都会空几个模块给将来升级使用。将来在扩容的时候需要从配线架后部进线,但是如果该配线架上下侧都已安装了设备,是否还有足够的空间留给安装进线的操作呢?这也需要对配线架结构的精心设计才能够满足将来管理和使用的要求。

还有如双绞线配线常用的角型或W型配线架,优点是能够减少1HU理线器的空间,比常规的节约空间,在更换跳线端口的时候也比传统的操作要方便些。只是如果要将左侧端口的跳线改到右侧端口,这样的操作会比较麻烦些。总体上角型配线架比传统的节约空间,而且易于维护和管理

另外就是在一些特殊的场合,需要特殊的配线架来满足需求,比如IBMP595,机框为24英寸宽度,而且进线位置与传统机柜不同,故无法采用传统的配线架。这样管理起来就不是很方便。现在有几个解决的方式,1)可以采用特殊的配线架安装在桥架上,这样就不需要占用机柜内空间,管理也比较方便,缺点是需要爬高去操作2)可以采用特殊设计的配线架,安装在该机框内,优点是管理方便。缺点是占用机柜内的空间。目前这2个方案都已经在国内的多个数据中心内有应用,可以根据实际情况来选择不同的解决方案。

将配线架安装在桥架上

特别设计的24英寸宽,可抽拉式专用配线架,带有特别的线缆固定装置

该保险公司的数据中心也采用了上述的部分产品。另外,该数据中心还采用了很多有特点的产品,再次就不一一举例。

辅助管理

辅助管理系统也是数据中心布线管理的一个重要组成部分,虽然目前该保险公司的数据中心没有采用,但是将来的二,三期升级有可能会将辅助管理的产品应用到其中。目前辅助管理的产品大致有2类,一是电子配线架,二是电子标签。

电子配线架是目前比较热门的话题,电子配线架能够采取一定的方式,通过对整个网络基础设施的控制来监控连接情况和所有的联网设备,进行连接检查和维护,并保证基于连接的安全。他能够自动发现连接和实时分析物理层。把操作控制扩展到端口级别,向用户提供基于连接的安全和连接认证,提高系统的可靠性,减少管理费用并使物理层资源利用率大化。为数据中心布线系统的维护和管理提供了非常大的便利。但其缺点是价格较高,需要电源,因此会增加一定的能耗。

电子标签,主要是采用电子化的标签系统,如现在被广泛采用的二维码,在每个端口,每个配线架,每个机柜上都配有该标签。二维码具有携带的信息量大,损坏面积达到50%时仍然能够读取信息等优点,因此对于数据中心布线,二维码可以提供比传统标签丰富的多的信息。通过软件系统还可以将资产管理等功能整合到一起。这样可以更方便的管理和维护数据中心。不过采用二维码标签的缺点是必须采用专用的读取设备才行,无法凭肉眼直接读取,所以在设备配线架的时候,好能够设计同时安装2套标签系统的空间。普通标签作为二维码的备份,在没有读取设备的情况下,仍然可以维护和管理配线系统。

二维码的标签

结语

随着虚拟化,云计算等概念的出现,数据中心的架构也在慢慢的发生着变化。布线管理作为数据中心运营和维护的重要组成部分,现在也越来越受到重视。因为软件,系统架构等各不相同,所以各个数据中心的要求其实也不尽相同,所以如何能够用不同的方案,不同的产品,或者不同的设计,来满足各个用户的需求,也是我们需要关注的地方。这就要求首先在方案上,必须采用先进的理念和思想,产品设计上能够能贴近于实际使用者,能够从实际使用出发,满足不同用户对于数据中心布线管理和维护的需求。最终为数据中心的客户提供更好的服务。

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