數據中心中的分布式設計

在典型的分布式交換架構設計中，每個服務器機柜通過銅纜或光纖布線連接。對于銅纜布線，數據中心內的大多數機柜通過 6A 類/EA 級 10G Base-T 銅纜布線連接。每個機柜的 6A 類/ EA 級銅纜的數目根據客戶的要求確定。

這些布線鏈路通常通過下圖所示的主用和備用路由安裝，并連回到主配線架（MDF）。

到主配線架的服務器布線

對于光纖布線，數據中心內的大多數機柜通過光纖布線連接。每個機柜的光纜數目以及每個機柜的 6A類/EA級銅纜的數目按客戶的要求確定。這些布線采用和銅纜布線相同的方式通過主用和備用路由安裝，如圖所示。

除了銅纜和光纖布線，還需要為核心網絡交換機和 SAN 系統產生輔助布線。要考慮的其它區域如下：

◆ 運營商與外部服務區

◆ 主網路設備區

◆ 高密度區

◆ SAN 核心和存儲區

1.1 網絡設備鏈接

在典型的分布式交換架構設計中，在位于相鄰通道的網絡設備機柜和銅纜主配線架之間安裝成排的銅纜網絡設備鏈接。這些鏈接跨越主配線架的多個架，在主配線架端有接線板，在網絡設備機柜端有 RJ45 插頭。另外，在接線板之間有少量銅纜網絡設備鏈接。采用這種設計在主配線架處提供中心交叉連接。

交叉連接是一種典型的功能設計元素，其目的是實現集中跨接區域。

◆交叉連接設計建議

◆ 集中跨接位置

◆ 增強安全性：布線技術人員和 IT 人員之間的物理隔離

◆ 不需要改裝當前工作的設備

1.2 分布式設計的優點

如果對將來所需的每個柜位置的服務器和存儲設備的銅纜和光纖端口的數目進行正確的準備，典型的分布式交換架構設計在提供最高水平的交換機和端口利用率方面是最經濟高效的設計。典型的分布式交換架構設計還是最獨立于服務器的設計，能夠提供支持各種服務器的最高靈活性。僅僅在每個機柜處準備大量銅纜和光纜是不夠的。結構化布線代表數據中心設計的靜態部分，因為在初期安裝之后通常不再改變結構化布線。

典型的分布式交換架構設計的主要缺點是需要準備連回到主配線架的各種銅纜和光纖布線。由于每個服務器是在物理上連接來實現交換機冗余，這種布線會導致相當高的成本，并增加運營復雜性，對數據中心的運營保證可能產生破壞作用。

泰科電子建議，基于分布式交換架構設計提供的高可用性和可靠性，應采用這種設計，并在隨后補償安裝附加布線和設備布線的額外高成本和可能的影響。#p#

1.3 提供點（POD）設計架構

模塊化 POD 單元

提供點（POD）是協作提供服務或應用的一組處理、存儲、網絡和應用組件。POD 是可重復的構造單元，其組件必須整合，以便最大限度地提高數據中心空間的模塊化、可伸縮性和易管理性。

由于產生可變規模的數據中心空間和滿足業務與應用需求的要求，采用模塊化 POD 設計的數據中心不斷增加，模塊化 POD 是一組整備機架，可優化供電、冷卻和布線技術效能。POD 設計可根據需求縮放，并能夠方便地重復。

可在每機架 30 千瓦范圍內按每機架 4kW 的增量上下調節基本供電和冷卻參數。這是一個關鍵特性，因為它允許一個 pod 包含來自于另一個 pod 的不同密度的設備，并允許單個 pod 支持可變密度的機架。典型的 POD 數據中心設計如上圖所示。

1.4 支持（POD）模塊化的合并輸入/輸出

ToR 交換架構提供端口密度和輸入/輸出合并能力，從而顯著減少每個 POD 單元內支持機柜服務器連接和應用要求所需的線纜和交換機數目。

上一節的圖中示出了 POD 數據中心設計的情況：一個 POD 由 3 個機柜單元構成，中間機柜容納 ToR（機架頂部）交換硬件，并為 POD 中的全部三個機柜提供本地接入層連接。萬兆以太網光纖主干提供到網絡的聚合層和核心層（通常在 ZD 或 MD 區中）的高速連接。POD 內的每個服務器配有合并型網絡接口卡（CNA），該接口卡通過萬兆以太網（6A 類）網絡鏈路承載服務器的局域網和 SAN 流量。每個服務器的一個 CNA 與中間機柜中的交換機連接。

對于 POD 中的布線，可通過服務器和機架頂部交換機之間的低成本、低延遲和功耗 10G Base-T 銅纜布線支持單元內的輸入/輸出連接。每個服務器的架內線纜的數目可減少兩條以上（這是由于 6A 類線纜的原因嗎？），這樣還減少了適配器和收發機的數目以及其功耗和給數據中心的冷卻基礎設施造成的負載。

由于接入在機柜內或服務器機柜組內的 POD 級上實現，僅需要少量光纖連接來延伸到聚合層。這種設計有助于減少交換機的總數，節省寶貴的數據中心機架空間，同時節省基建成本和運營成本。

#p#

1.5 架頂（TOR）交換架構

統一輸入/輸出網絡結構能夠通過把以太網和光纖通道流量整合到單條萬兆以太網鏈路上來顯著簡化機柜級的聯網。機柜級的輸入/輸出合并有助于利用架頂 (ToR ) 交換架構的接入能力減少所需的適配器、收發器和上行鏈路端口的數目。ToR 交換架構的關鍵設計特點是在機柜級部署接入層交換機，因此機柜級的布線基礎結構設計必須能夠支持萬兆以太網交換輸入/輸出技術。

具有用于一個單元的中心交換機的 POD 單元

在定義了 ToR 交換架構之后，下一步是理解支持該網絡配置的布線技術。采用 ToR 配置，必須理解每種計算機資源所需的網絡連接的數目和密度。制約 ToR 連接數目的基本規則是，需要 48 條鏈路以上的任何服務器部署都要求在每個機柜中有附加的接入層交換機，以支持較高的鏈路容量。這是由于接入層交換機通常是 48 口交換機。例如，如果在一個 45RU 機柜中部署三十（30）個 1RU 服務器，每個服務器需要三條銅纜連接和兩條光纖連接，則每個機柜需要附加的接入層交換機。

1.6  符合 ISO/IEC 26764 和 TIA-942 標準的布線設計

推薦的兩個設計方案（分布式和 POD）都符合 ISO/IEC 24764 和 TIA-942 的要求，全部產品應符合這些標準的性能要求。所選的結構化布線設計應符合在 ISO/IEC 24764和 TIA-942 數據中心電信基礎結構標準中公布的結構化布線基礎結構的最低建議。這些已公布標準的設計建議可保證使現有布線設施的靈活性達到最佳的設計，從而滿足現在和將來的聯網要求。除了電纜線路設備和連接器數目外，選擇的設計還應反映其它考慮因素，包括易用性、可伸縮性、成本、以及進行移動、添加和變更（MAC）的能力。

兩個標準都提供多層星形拓撲數據中心結構化布線基礎結構的指導。多層星形拓撲的最高功能元件是主配線器（MD）/主配線區（MDA，包含主交叉連接 MC）.這是數據中心結構化布線系統的中央配線點。MD/MDA（主配線區）被視為符合標準的數據中心基礎結構的核心。

需要連接來支持 HDA（水平配線區）。數據中心設計方案應遵循 TIA-942 建議并利用 EDA（設備配線區）和 ZDA（區域配線區），反映全部必要的功能元件。

在位于相鄰通道的網絡設備機柜和銅纜主配線架之間安裝的成排銅纜網絡設備鏈接提供 HAD 功能元件，這些鏈接跨越主配線架的多個架，在主配線架端有接線板，在網絡設備機柜端有 RJ45 插頭。另外，在接線板之間有少量銅纜網絡設備鏈接。

安裝到服務器機柜的現有光纖和銅纜布線（或者，在第 2 個方案中，安裝到 3 個機柜 POD 單元）代表在 TIA-942 標準中詳細說明的水平布線元件，它從主配線架內的水平交叉連接到每個設備配線區（EDA）以星形拓撲安裝。在兩個設計方案中，EDA 都由服務器機柜代表（或者，在方案 2 中，由 3 個機柜 POD 單元代表）。水平交叉連接的存在不是強制性的。

TIA-942 的設計建議可保證設計能夠使現有布線設施的靈活性最佳化，從而滿足現在和將來的聯網要求。除了電纜線路和連接器的數目外，選擇的設計還應反映易用性、可伸縮性、成本、以及移動、添加和變更（MAC）的能力。

數據中心布線系統的可用壽命預計可跨越數代網絡電子設備，尤其是對于服務器和存儲設備等，這些設備的添加或更換比以太網或光纖通道交換機和核心路由器等聯網設備要頻繁得多。因此，選擇的數據中心基礎設施必須能夠為 HAD 和 EDA 之間的網絡架構提供最佳的連接設計。TIA942 數據中心指南特別指出，水平和主干布線的設計應適應將來的發展，以避免重新考慮這些區域。

TIA-942 還指出，除廠家專門要求外，設備不應直接連接到布線基礎設施。這與提供開放布線系統架構的設計建議的其它標準文檔（例如 ISO/IEC 11801: 2002、ANSI/TIA/EIA 568-B）的要求一致。這保證設計符合從網絡設備機柜到數據中心主配線架安裝的網絡設備線束鏈接的使用要求。

在 TIA-942 中規定的全部銅纜通道都基于 100 米和 4 個連接器形式的最壞條件。ISO/IEC 24764（草案）、TIA-942、ISO/IEC 11801 和電子設備廠家的建議中推薦通道的固定水平部分至少應為 15 米（50 英尺）。

雖然在通道的其它部分中可能支持某些較短的長度，但是在區域配線和合并點對此最小距離有要求。然而，通過專利型電纜和連接設計，泰科電子克服關于這些最小長度的標準限制。