如何解決數據中心布線系統的維護問題

以綜合布線系統為例，讓我們一起來共同探討數據中心布線系統當下所面臨的主要維護問題。第一、數據中心現有的布線系統不能滿足快速增長的帶寬和端口需求，由此引發出的二次布線帶來的額外維護開銷和系統風險；第二、由于缺乏整體細致的布線系統規劃設計，以及在長期使用過程中存在著不規范操作導致大量廢棄線纜(跳線)充斥在機柜上方、走線架及線槽內部，從而大大增加了布線系統M.A.C.(移動、增加和變更)的難度同時帶來能耗增加等一系列問題；第三、隨著時間的推移，布線系統的可維護度逐漸降低，無法準確移除廢棄線纜和快速定位故障點，從而顯著增加了系統宕機的潛在風險。針對以上問題，我們究竟應該進行怎樣的布線系統設計和選擇，才能構建高速、穩定且易于擴展和維護的數據中心傳輸通道呢？首先，根據數據中心的實際需求及發展規劃，選擇合適的布線系統解決方案，以便在未來10-15年的使用周期內，能夠有效應對不斷增長的端口和帶寬需求。綜合布線系統在其生命周期內，通常需要應對2-3次網絡交換設備的升級及3-5次PC硬件更新。根據Intel&Broadcom的預測，數據中心從2010年開始，預計用6年左右的時間逐步過渡到10G以太網，而到2020年，數據中心的以太網將主要以40G和100G為主。數據來源：Intel&Broadcom在TIA-942和ISO24764的數據中心標準里，都要求綜合布線系統的設計和使用需要考慮未來的增長量。ISO的布線標準更是要求采用Cat6A銅纜布線系統和OM3光纖布線系統作為數據中心使用的最低產品級別。例如：安普布線的Cat6A萬兆銅纜布線系統，采用主流的屏蔽布線解決方案，經過特別設計的萬兆屏蔽模塊，配合SL沖壓工具，可實現一次性端接8根導線并自動切斷多余線對的功能，能提供與非屏蔽模塊幾乎相同的端接體驗，極大降低了屏蔽布線系統的施工難度。另外，萬兆屏蔽布線系統相對非屏蔽系統而言，能夠提供更高的信道容量和更好的平衡性能，并省去了后期復雜、昂貴的線外串擾測試。一組來自歐洲著名的第三方實驗室GHMT的測試數據表明：相比非屏蔽系統，屏蔽布線系統能夠提供更高的外部串擾(AXT)裕量。對于光纖布線系統來說，支持40G和100G以太網傳輸，已經成為新一代數據中心布線系統的發展趨勢。根據國際標準的規定，一種高密度的MPO/MTP連接器，已經成為支持40G和100G以太網傳輸的標準接口。是否所有的MPO/MTP預端接光纖布線系統，都能夠升級至支持40G和100G以太網傳輸呢？我們來看一組數據：以40G以太網為例，當OM3光纜的最大傳輸距離為100米時，須滿足最大通道衰減不超過1.9dB的標準。普通的MPO/MTP光纖鏈路，插入損耗大多為1dB左右，無法滿足這一嚴苛標準。安普布線的MPOptimate光纖預端接系統，最大插入損耗不超過0.35dB，萬兆光纖鏈路支持6連接，可支持40G&100G以太網傳輸。其次，優化布線系統結構設計，合理設計走線架以及地板下線槽，采用高密度布線管理系統作為機房建設和改造的首選。

在TIA-942建立的數據中心模型中，一般有MDA(主配線區)，HDA(水平配線區)和EDA(設備配線區)的劃分。如果我們在配線區域之間敷設永久鏈路，例如在列頭柜和服務器機柜內安裝配線架，兩端端接水平電纜，通過在各自機柜內使用短跳線跳接的方式來替代跨機柜的長跳線敷設(新的布線通道)的方式，就能很大程度上減少后期的移動、增加和變更(M.A.C.)，從而避免數據中心的布線系統陷入意大利面條式的混亂。另一個需要注意的部分是(上)走線架和地板下線槽的設計。一般認為，上走線設計有更大的走線空間，更高的維護效率，而下走線的設計會占用地板下的制冷通道，影響制冷效率，導致靜壓失衡等問題。雙層橋架的上走線設計，可使光纖和銅纜分開走線路由，利于保護相對脆弱的光纜線路，提供更好的彎曲控制，充足的光纜盤繞和儲存空間。同時也為銅纜布線預留出更多的走線架空間。安普布線的MRJ21是一種高密度銅纜預端接解決方案，單根電纜可以提供12個百兆或6個千兆RJ45的端口接入，通過即插即用的方式，極大減少了現場施工的時間，從而實現數據中心布線系統的快速部署。并且這種預端接的集束電纜，空間占用僅有普通雙絞線的30%左右，節省了寶貴的走線架空間，而高密度模塊化的結構，易于擴展和升級，能優化氣流便于散熱。規范的施工能保證系統達到設計規定的性能要求，減少了后期的測試時間和維護開銷。預端接布線系統可按照用戶定制的長度由工廠預先端接好，不需要現場花費大量人工和時間進行端接。數據中心面臨的另一個挑戰是：一個糟糕的布線系統會導致整體能耗的日益提升。根據統計，數據中心的電力消耗在過去10年增長了5倍，目前數據中心消耗了全球2%的電能，2020年數據中心碳排量將是目前的四倍。對于企業來說，構建綠色數據中心，首要的出發點就是降低運營成本開支。綜合布線系統雖然是無源的傳輸介質，但其好壞卻能對數據中心的制冷產生顯著影響。其中不可忽視的一點是，機柜內的線纜路徑對氣流有顯著的影響。普通機柜由于設計和尺寸的因素，并沒有事先考慮線纜的管理問題，不能滿足更高密度的網絡設備對布線端口不斷增長的需求。當數據中心越來越多的以Zones，POD和PMDC的方式被不斷建造時，我們同樣需要一整套高密度、易于擴展和維護，并且更加節能的布線管理系統與之配套。現在，越來越多的數據中心采用一種兩側帶垂直理線槽和水平線纜管理器的布線機柜，配合安裝角形配線架，可增加35%-50%的端口密度。如安普布線的XD系列機柜，通過位于機柜兩側的水平跳線管理器來管理跳線，無需安裝水平理線環，可使跳線處于最佳的彎曲半徑，更加方便跳線的移除和更換。也可將多個XD機柜串聯組裝為無隔板的一個整體機柜列，跨機柜的跳線穿放可通過水平穿線管和機柜之間的垂直理線槽來完成。XD機柜也設計有專門的布線路由，線纜固定和捆扎設施，確保線纜的走向不影響設備的氣流。需要說明的是，標準機架式的配線架和光纖配線箱也可以直接安裝在這種高密度機柜上，安普布線也提供多種類型的19英寸角形配線架＋XD機柜作為數據中心的高密度布線解決方案。最后，優化布線系統管理模式，對布線網絡進行實時記錄、更新顯示和告警，并通過專業軟件對布線系統進行遠程化、虛擬化和可視化的智能管理，從而達到對布線系統跳接和連接變化的實時監控和快速定位。布線系統出現故障在所難免。隨著長時間的運行，設備移動、增加和變更的頻繁發生，管理人員必然花費大量的人力和時間進行端口變化的記錄和更新；一旦記錄丟失或者出現錯誤，再去檢查連接以校對記錄，不但很麻煩，還容易造成其它端口的意外中斷；發生端口意外斷開時，無法及時得到故障點的反饋信息，需要花費較多時間去排錯，從而造成較大的損失。由此看來，布線系統作為重要的IT基礎設施，當它的故障會對系統造成較大損失時，我們就需要考慮使用專業的管理軟件，配合相關設備對綜合布線系統中的重要節點進行有效記錄和智能化管理。A先生作為一家大型制造企業的網絡管理人員，需要管理3000個工作站，其中的500臺為公司的研發和市場部門所使用，需要進行實時的網絡監控和跳接變化的準確記錄。某天，一臺重要的服務器突然無法訪問，A先生根據網管軟件的記錄，立即排查了線路上所有的交換設備，但結果卻顯示一切正常。他想到可能是布線系統的原因導致的訪問故障，卻因為公司的布線系統已使用多年，存在大量的廢棄線纜和雜亂無章的跳線，人工記錄更新不及時等因素，無法快速定位這臺服務器所在布線鏈路的節點信息，從而給公司造成了一定的損失。如果A先生的布線系統能夠有一套類似網管軟件的系統進行遠程實時監控和自動記錄更新，并能在系統發生故障時，第一時間發送故障點的告警信息給他，就不會出現這些問題了。AMPTRAC智能布線管理系統，能為用戶提供類似資源管理器形式的，包括用戶辦公區域和與之對應的布線系統層級結構的數據庫，跟配線間和數據中心實際設備布置相對應的虛擬配線間視圖，可顯示每條鏈路終端桌面點位的圖形視圖，以及顯示端到端布線節點信息的二維鏈路視圖等。當系統探測到跳接連接的變化時，會自動發送郵件到指定的郵箱，并用彈窗的方式實時提醒管理