比較數據中心的網線類型

2021-01-08 千家智客

[導讀]不言而喻，是數據中心布線在承載著計算機網絡。還有許多帶外連接要考慮，雖然它們與網絡相連，傳送計算數據，但並非網絡固有的特徵。輔助的帶外連接也可能需要監控電源，溫度，溼度，空調和不間斷供電的性能，還要能監控攝像機，伺服器自動關閉，漏水以及其他並不總是基於IP的許多功能。

　　不言而喻，是數據中心布線在承載著計算機網絡。還有許多帶外連接要考慮，雖然它們與網絡相連，傳送計算數據，但並非網絡固有的特徵。輔助的帶外連接也可能需要監控電源，溫度，溼度，空調和不間斷供電的性能，還要能監控攝像機，伺服器自動關閉，漏水以及其他並不總是基於IP的許多功能。

　　不同於伺服器，存儲和網絡交換機，這些輔助設備通常是低帶寬佔用並處於相對非關鍵地位。這是否意味著可以針對不同設備採用不同類型的網絡布線呢?這在一定程度上取決於布線拓撲，拓撲實際上決定了銅纜和光纖的最佳部署。但是對於銅纜來說，如果針對不同系統用不同的TIA(電信工業協會)類別網線，幾乎從來都達不到成本效果。同源電纜安裝更快，而且全部採用相同終端硬體，可以保證電纜可適用所有目的。而且因為這種安裝方式使用的是相同轉接線，不可能在高級連接處使用低級轉接。

　　網線類型：光纖的來龍去脈

　　光纖是另一種概念。單模光纖和多模光纖有很大區別。伴隨著1988年實用型垂直腔面發射雷射器(VCSEL)的出現，再後來雷射優化多模光纖(LOMMF)的發展，以及最新採用的OM4光纖標準，高速光纖連接已經兼具了經濟性和實用性，不再需要通過單模光纖的方式，尤其對於數據中心很常見的短距離情況。目前，沒有跡象顯示數據中心內部出現了超出LOMMF和VCSELs能夠支持的帶寬要求。但儘管高級多模光纖可以處理數據中心的任何要求，我們始終擔心帶寬需求可能會超過目前的能力界限，尤其對於網絡主幹。

　　因此，普遍認為至少安裝一條單模光纖比較保險。畢竟，光纖不貴;但是接口電子元件卻不便宜。許多人認為，即使你從來不使用這根單模光纖，它也不失為廉價的保險策略，在不必要情況下不用投入一大筆錢在電子元件上。然而，還是跟錢有關。我們越往光纖基礎設施方向邁進，我們就需要越多備用的光纖來配置一定比例單模光纖。

　　單模光纖主要用於維護遠距離帶寬。因此，對於數據中心常見的相對短距離，可能更需要的是直接插入的光學衰減器或是足夠長的網線卷以使接收器不至於被高功率雷射發射器信號所包圍。雷射耗電更大，從而導致大型數據中心不必要的能耗。在主通道路徑上鋪設單模光纖，或是為了網絡連接在數據中心之外鋪設，都會有助於未來的管理。但是除非接口電子元件價格大幅下跌，單模光纖的成本將會很高。在位於不同建築物的數據中心之間，或是同一棟樓裡較遠的兩個地方，使用單模光纖。在高帶寬伺服器和主幹連接地方，使用高級多模光纖。

　　質量的重要性

　　由於我們仍需要銅纜連接許多獨立伺服器，只有用最好的銅纜去延長使用壽命才能行得通。這不僅適用於網線——配線架，連接器，終端裝置和轉接線也都要進行同樣嚴格選擇。安裝必須經過適當的測試檢驗，結果要遵循指定的性能標準。如果安裝過程草率，那麼購買高級網線根本沒意義。選擇了最好的網線類型，就應該要求達到最理想的效果，這意味著只能用可兼容的轉接線，從而保證你的投入不會降級。令人驚訝地，使用不兼容轉接線是常犯的一個錯誤。老化，低效的轉接線處處可見，只是因為它們還能用，但是同時也妨礙了昂貴新硬體的性能發揮。

　　另一個逐步受到關注的問題是銅纜和高級光纖的製作工藝問題。容差變得非常重要，一個小誤差都會使性能降低，而且光纖連接器密度太高也使得實地裝配這些網線成為不可能，不論距離遠近。如果從維護網線基礎設施質量和現今的性能要求角度來考慮，任何人都不應該自己製作轉接器。現在出現了越來越多的整套電纜組件在工廠根據定長就已經製作好了，銅纜和光纖兩種網絡類型都有。這樣可以確保質量，方便將來添加纜線，而且也解決了對纜線數量估計不足的擔憂——任何時候需要添加都很容易。

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　　不管是用銅纜還是光纖，數據中心必須能夠又快又好的布線。不應因為樓裡其他地方的布線類型而受影響;數據中心是特殊場所，造價很高。即使第一天不需要發揮性能最大化，在其設備的生命周期中也很可能會需要。這也解釋了為什麼在新數據中心設計裡，光纖的使用比重高於銅纜;還有，為什麼不論銅纜還是光纖，出於省錢考慮而沒有採取最佳安裝方案將會是一個不良的經濟決策。更新布線代價高昂，還存在潛在破壞性，所以需要儘可能避免。下表顯示網線性能發展的快速性：

 年份  標準  型號  網線  速度  1990  IEEE 802.3i  10Base-T  Cat. 3 UTP  10MBit/Sec.  1991  ANSI/EIA/TIA 568    Cat. 3 UTP    1992  TSB 36    Cat 4 & 5 UTP    1993  IEEE 802.3j  10Base-F  MM Fiber  10MBit/Sec  1995  IEEE 802.3u  100Base-TX  2 Pair Cat. 5  100MBit/Sec.  1995  IEEE 802.3u  100Base-T4  4 Pair Cat. 5  100MBit/Sec.  1995  IEEE 802.3u  100Base FX  MM Fiber  100MBit/Sec.  1998  IEEE 802.3ab  1000Base-T  Cat.5 UTP    2001  ANSI/EIA/TIA 568-B.2    Cat. 5e  1 GBit/Sec.  2002  ANSI/EIA/TIA 568-B.2-1    Cat. 6  10 GBit/Sec.  2002   ISO/IEC 11801  OM1   MM Fiber    2003  IEEE 802.3ae  10GBase-SR, -LR, -ER, -SW, -LW -EW  LOMM Fiber  10 GBit/Sec.  2008  ANSI/EIA/TIA 568-B.2-10     Cat. 6A     2009/2010

 IEEE 803.3ba

 TIA-492-AAAD

 OM4  LOMM or SM Fiber

 40 GBit/Sec

100 GBit/Sec.

 2010  IEEE 803.3ba   4 Pair Cat. 6A UTP   40 GBit/Sec.  2010  IEEE 803.3ba   10 Pair Cat. 6A UTP   100 GBit/Sec.

圖表1：主要網線技術發展時間表

　　物理設計與數量​

　　主要有以下四個因素對當今數據中心布線提出了挑戰難題：

　　1.每臺伺服器的多網絡連接要求——有些要用銅纜，有些要用光纖

　　2.網絡交換機更高埠密度要求

　　3.不同廠商和協議對存儲拓撲的要求

　　4.為滿足更高速度需求而不斷變化的網線標準

　　機櫃底部整合方案滿足了多數需求，但有兩處欠缺——要事先確定在每個機櫃裡安裝多少網線;以及伺服器接入整合交換機的尺寸和價格。

　　標準機櫃可以容納42臺1U伺服器，每臺伺服器能有3個或更多連接。機櫃裡還可以有電源和溫度監控器，以及安全密碼鎖。是否每個機櫃裡還應該安裝6個24口的配線架以支持數量最大化的連接呢?未必需要，但也沒其他方法可以準確預測每個機櫃最終需要多少個連接。而且每個機櫃派什麼用場，如何布線是有限定的。

　　人們通常都選擇一個切合實際的「中間值」，導致往往安裝了比實際要求數量更多的網線。雖然這種情況費用較高而且很難證明是不是完全正確，但是這仍比在每個機櫃行安裝冗餘機箱類型的接入交換機並預留足夠埠以匹配網線數量要省錢。虛擬化和整合甚至會加劇伺服器和網線密度增長的局面。

　　機櫃頂部整合方案比底部方案更靈活和經濟，因為可以預先部署空的光纖盒在需要時才接入光纖。不論現有設備是LT光纖連接，本地交換機，還是多芯拉式(MPO)預置光纖連接器，預置光纖都能快速方便地添加，而不會造成混亂的現場安裝或中斷其他單光纖。由於一個連接器裡就有12芯，所以能快速增加大容量。一旦廠商了解了數據中心的規模需求，就能確定光纖長度，增訂光纖變得十分方便。

 

　　歸根到底，確定數據中心的布線方法和密度總是很複雜的。布線太少，難以滿足要求，導致臨時布線增加，而且一直不會消除。布線過多，成本太高，難以評估。現代手段可以簡化這個問題，但仍需要有想法，有計劃。靈活性是數據中心規劃設計時要考慮的一個重要因素，意味著勢

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