数据中心网络综合布线技术要点研究

侯敬丽

(江苏联合职业技术学院南京工程分院，江苏 南京 211135)

0 引言

随着科学技术的不断进步和快速发展，我国已经全面进入信息化时代，各种先进技术手段在各领域中的应用范围越来越广泛，对我国各行业以及各领域的建设和发展具有实质性意义。基于此，我国各领域发展中，逐渐将重点放在网络转型上，演进路径要坚持“网络云化”以及“新老系统/能力开放”同步进行的方式。目前，近期目标在编制和落实过程中，主要是以推动CO逐渐朝着DC的趋势实现架构化的改造和升级。

1 数据中心网络综合布线技术的应用必要性

数据中心与传统的通信机房展开对比分析时，数据中心在单个机架方面，其内部安装的COTS服务器以及网络设备数量等都有明显的上升趋势，其中刨除电力、空调以及基本承重之外，网络综合布线需要引起足够的关注和重视。更重要的是SDN/NFV等网络云化技术在应用时，整体应用范围不断扩大，应用进程也在不断推进。在这种形势下，专用的设备以及网络设备会逐渐演变成为“通用的X86服务器与二层交换机”相互组合而成的组网模式。该类型的组网模式适合应用在统一或者顶部署方式，不仅有利于从根本上促使线缆整体利用效率得到有效提升，而且还可以尽可能地避免出现重复施工等问题。

综合布线系统是数据传输的非常重要的物理通道，具有实质性意义和作用。因此，在整个规划以及设计过程中，研究人员要针对目前数据中心提出的一系列需求展开深入分析，结合自身的未来发展趋势，为现有系统的稳定性、可靠性等提供保证，更重要的是为后续的扩展以及升级等打下良好基础。工作人员要将结构化以及拓展性等作为基础，从管理角度以及模块化设计角度着手综合考虑。在国内外现有标准以及规范化统一要求的基础上，实现数据中心标准化以及模块化建设，以此保证整个布线行业的稳定、可持续发展。

2 数据中心综合布线的标准

国内三大运营商在针对数据中心综合布线进行设计和规划时，普遍都会将《数据中心电信基础设施标准》《数据中心设计规范》等作为重要参考依据。《数据中心电信基础设施》中明确提出数据中心的MDA，HAD，EDA等基本定义。数据中心在规划和建设时，一般要结合实际要求，展开有针对性的缩减或者扩展[1]。仓储式的数据中心通常会衍生出对应的IDA。IDA主要是处于MDA以及HAD相互之间的配线区，是其中每一个的子机房。IDA涉及所有列机架综合布线HAD的汇总，与各子机房之间可以形成有效的汇聚，进而形成交换机合用的机架。

在目前数据中心标准等级的设计以及编制过程中，运营商通常都会将重点放在数据中心设计规范标准要求上，结合该标准中提出的一系列要求和其使用性质以及数据丢失等情况，在整个经济以及社会中造成损失影响相对比较明显，所以必须结合实际要求，对其进行不同等级的划分，一般为A，B，C 3级[2]。综合布线方面，对于主干以及水平配线子系统而言，与其相对应的A/B级要求上普遍都是以多模光缆为基础，其通常应当达到OM3/OM4的级别，只有这样才能够真正地实现100G/40G的高带宽基本要求。通过以太网线在其中的应用，通常是以6A类成品线标准为基础，这样才能够从根本上实现万兆的电口带宽。在整个进线过程中，需要注意的是A级不能够低于2个，而B级则不能够低于1个。在防火要求方面，A级通常情况下是以CMP或者是低烟无卤阻燃电缆、OFNP等级光缆相互组合成。数据中心设计规范中对综合布线等级提出的基本要求，如表1所示。

表1 数据中心设计规范中对综合布线等级的基本要求

3 数据中心网络综合布线技术的应用要点

3.1 数据中心综合布线结构

3.1.1 MDA主配线区

MDA主配线区也是核心配线区，通常情况下是指同一平层中涉及的各子机房内部的IDA配线模块，这些模块全部汇总在一起，逐渐形成MDA的总配线模块。MDA可以看作是该平层中的核心区域之一，是该平层机房中非常重要的布线集合点[3]。在设计和应用MDA的主配线区机架时，多数情况下都会合理地安装和利用核心级的业务交换机，根据实际情况的不同，还可以安装和利用SAN交换机设备等。需要注意是，设备到MDA过程中，只需要架内跳纤即可实现业务相互之间的有效连接。

3.1.2 IDA中间配线区

IDA中间配线区也可以称之为汇聚配线区域。IDA是各子机房网络列头柜HAD的一种汇总，其在实践中可以直接对子机房的布线展开针对性的汇聚以及收拢处理。在应用过程中，IDA可以直接控制在HAD以及MDA配线区域范围之内。整个过程中，如果子机房的数量少，那么可以直接省略掉IDA，将HAD与MDA之间形成有效的汇聚集合[4]。对于IDA中间配线区而言，其对应的机架会同时安装汇聚到对应的业务交换机中，从设备到IDA只需要架设内部的跳纤即可实现业务之间的有效连接。

3.1.3 HAD水平配线区

HAD水平配线区通常情况下都是处于列尾或者是列中，是整列机架EDA配线的一种汇总，将该列设备柜的现有布线进行针对性的收拢处理，促使其控制在EDA与IDA的范围之内。HDA的列尾部署方式通常以EOR为主，即在具体操作过程中，直接将该列设备架综合布线全部收拢到列尾的配线模块中。在该列尾架位置处，对符合现实要求的接入级业务交换机等进行合理的安装和利用。在选择和利用列中部署方式的时候，其与EOR方式之间的区别就体现在列中部署方式是直接将综合布线全部都收拢到中间的机架配线模块上。MOR方式在提出和具体应用过程中，可以直接将整列走线架上的布线进行相对比较均匀的分布。但是运营商在选择和具体应用过程中，普遍都会倾向于EOR方式，原因是EOR方式应用时的界面较为清晰，有利于为后续的维护管理提供保证，同时还可以适当地拓展配线模块机架。

在整个操作过程中，除了EOR以及MOR之外，还可以选择利用TOR的布线方式。TOR布线方式能够直接将网络交换机、现有诸多配线模块等全部都直接打散处理到各设备机架中，以此来实现有针对性的布线处理。该方式在使用时，不需要在列尾或者列中机架的内部集结，就能够得到较为良好的使用效果。在布线过程中，一般可以直接将线缆布设到IDA或者MDA的配线区域范围内，这样有利于网络布线呈现出一种扁平化的状态。TOR方式在运营商综合布线系统中的应用具有实质性意义，但是在配线的模块端口上消耗较大，很容易增加网络接入交换机时的消耗量。

3.1.4 EDA设备配线模块

EDA是指设备架内的配线模块，也是现阶段整个综合布线中至关重要的末端模块之一，是IT等不同设备在应用时非常重要的跳接点，通常都会选择利用电口的配线架或者MPO光纤配线架。但是由于每一个设备架都需要保证综合布线在上一级模块中，此时列走线架的走线量普遍比较大，同时又不是主干布线。所以，运营商并不会对该级布线或者少量布线等进行综合考虑，一般都是根据后续的需求进行及时补充。

3.1.5 四级综合布线应用案例以及应用成果

结合某仓储式数据中心的二层综合布线情况展开深入分析时，经过实地考察以及数据调研分析，发现该数据中心机房在构建和具体应用过程中，主要是以电源、列间空调以及机架等各种不同类型部件一体化的微模块设计方案为基础。与此同时，根据目前综合布线中提出的基本要求，合理利用以MPO预制光缆为主的布线方式，有利于提高线缆应用效率和质量，保证布线的规范化，同时还具有一定的美观性。该仓储式数据中心是根据目前现有的标准要求进行布线，后被评为A级数据中心机房。

3.2 数据中心网络接口

根据相关数据统计以及研究结果，IEEE802.3ae 10G以太网标准自从发布以来，10 G的光模块封装在发展过程中，其先后经历了HEN，PAK等发展演进，其自身的尺寸也有明显的变化。最初的尺寸为126×36×17(mm)，现如今已经转变成为6.5×13.7×8.6(mm)，最终可以使用和SFP相同的尺寸，来实现对10G信号的传输和处理。SFP+在应用过程中，具有小型化、低成本等优势，能够尽量满足设备在光模块高密度等方面的基本要求，从SFP+提出一直到大范围的应用，已经可以逐渐替代HFP，成为目前10G市场中的主流趋势。10G一般都是以2芯LC布线等为主，比如可以利用12芯MPO布线等进行有效的跳接处理。

IEEE802.3ba 40G/100G标准自从提出以及实施以来，40G的光模块先后经历了QSFP，QSFP+等发展演进以及变化，其自身的尺寸分别是76.4×18.35×8.5(mm)，74 ×18.3 ×8.5 (mm)，在体积以及尺寸方面基本相同。QSFP/QSFP+都可以被看作是具有紧凑型特征的热插拔光模块，其自身具有4路独立特征的10Gbit/s收发通道4路同时运作时，不仅可以实现对各类信息的有效传输，而且可以提高传输速率。对40G的单模模块而言，其是LC双芯接口设计中非常重要的组成部分，多数情况下结合以太网中提出的一系列规范化标准和要求，对MPO12芯接口设计来进行操作。在整个布线过程中，主要是以12芯MPO光缆方案进行操作，每一个信道中都会有4条专门用来发射的光纤以及专门用来接收的光纤，中间需要保证4条光纤处于闲置状态。

100G光模块封装相继经历了CFP，CFP2等发展演进，其自身的尺寸也发生了非常明显的变化，从最初的144.75×82×13.6(mm)到现在的 74×18.3×8.5(mm)。QSFP28光模块在应用过程中，也可以实现4路的独立收发通道，每通道最高为28Gbit/s，其中4路可以同时对各种不同类型的数据信息进行有效的传输，以此来实现100 Gbit/s的高速速率。QSFP28以及QSFP+之间具有相同的尺寸，更重要的是QSFP28自身的端口可以直接插入QSFP+，此时有利于实现降速使用的目的 100G的单模块仍然可以选择利用LC双芯接口设计方式进行操作，多模则是结合目前以太网中提出的一系列规范化标准和要求进行24芯MPO的使用。

4 结语

SDN以及NFV网络演进、传统机房在实现DC化改造以及各种不同类型新建大型数据中心等各方面，都会涉及综合布线。因此，相关单位必须保证综合布线的科学性、合理性，必须要对数据中心综合布线国内外现有标准要求进行跟踪处理，对布线结构方案进行科学合理的编制和落实，同时还要对线缆的性能指以及网络演进等进行确定，这样才能够合理地应用于工程设计，以此保证整个设计工作的有序开展。只有保证从多个角度出发，才能够保证绿色数据中心在设计以及建设过程中的高品质、高标准目标得以实现，满足运营商以及各企业在实现全面信息化时提出的一系列要求。