数据中心架构设计与综合布线

数据中心架构设计

     数据中心布线包括核心计算机房内布线 和计算机房外（支持空间）布线。

     系统架构包括：

• 主配线区（MDA）、
• 水平配线区（HDA）
• 和设备配线区（EDA）三个布线区域，
• 由主配线区（MDA）至水平配线区（HDA），
• 由水平配线区（HDA）至设备配线区（EDA）
• 采用星型拓扑结构的布线方式。

LAN系统网络架构

A.采用三级架构：核心-汇聚-接入；

B.在机房模块选定设置数据中心的核心区域（MDA），

• 在每个楼层的机房模块设置本区模块的汇聚区域(中间配线区域IDA)；                                   　

C.每个机房模块设两个汇聚(中间配线区域IDA)配线区，每个机房模块的HDA到汇聚配线区(IDA)为双链路；

D.核心与核心之间、同一模块区域内的汇聚(中间配线区域IDA)与汇聚(中间配线区域IDA)之间进行互联；

SAN系统网络架构

• 　采用光纤直联集中配线的方式；
• 　SAN交换机设置在主配线区；

KVM系统网络架构

• KVM考虑服务器及网络设备部分；
• KVM交换机放在列头柜HDA中，服务器通过铜缆与KVM交换机连接；
• KVM交换机通过LAN交换机进行互联；

三种常见的架构

一、分布式架构

  在典型的分布式交换架构设计中，每个服务器机柜通过铜缆或光纤布线连接。对于铜缆布线，数据中心内的大多数机柜通过 6A 类/EA 级 10G Base-T 铜缆布线连接。每个机柜的 6A 类/ EA 级铜缆的数目根据客户的要求确定。

  对于光纤布线，数据中心内的大多数机柜通过光纤布线连接。每个机柜的光缆数目以及每个机柜的 6A类/EA级铜缆的数目按客户的要求和机柜能摆放的实际主机数及电源功率确定。

除了铜缆和光纤布线，还需要为核心网络交换机和 SAN 系统产生辅助布线。要考虑的其它区域如下：

• 运营商与外部服务区
• 主网路设备区
• 高密度区
• SAN 核心和存储区

   在典型的分布式交换架构设计中，在位于相邻通道的网络设备机柜和铜缆主配线架之间安装成排的铜缆网络设备链接。

   这些链接跨越主配线架的多个架，在主配线架端有接线板，在网络设备机柜端有 RJ45 插头。

   另外，在接线板之间有少量铜缆网络设备链接。采用这种设计在主配线架处提供中心交叉连接。

   交叉连接是一种典型的功能设计元素，其目的是实现集中跨接区域。如果对将来所需的每个柜位置的服务器和存储设备的铜缆和光纤端口的数目进行正确的准备，典型的分布式交换架构设计在提供最高水平的交换机和端口利用率方面是最经济高效的设计。

  典型的分布式交换架构设计还是最独立于服务器的设计，能够提供支持各种服务器的最高灵活性。

二、POD设计架构

模块化 POD 单元（图上）

• 　 POD是协作提供服务或应用的一组处理、存储、网络和应用组件。
•   POD 是可重复的构造单元，其组件必须整合，以便最大限度地提高数据中心空间的模块化、可伸缩性和易管理性。

　　由于产生可变规模的数据中心空间和满足业务与应用需求的要求，采用模块化 POD 设计的数据中心不断增加，模块化 POD 是一组整备机架，可优化供电、冷却和布线技术效能。

  POD 设计可根据需求缩放，并能够方便地重复。

　 可在每机架 30 千瓦范围内按每机架 4kW 的增量上下调节基本供电和冷却参数。

  这是一个关键特性，因为它允许一个 pod 包含来自于另一个 pod 的不同密度的设备，并允许单个 pod 支持可变密度的机架。典型的 POD 数据中心设计如上图所示。

三、ToR 交换架构

　　ToR 交换架构提供端口密度和输入/输出合并能力，从而显著减少每个 POD 单元内支持机柜服务器、存储连接和应用要求所需的线缆和交换机数目。

　　上一节的图（模块化 POD 单元）中展示出了 POD 数据中心设计的情况：一个 POD 由 3 个机柜单元构成，中间机柜容纳 ToR（机架顶部）交换硬件，并为 POD 中的全部三个机柜提供本地接入层连接。

  万兆以太网光纤主干提供到网络的聚合层和核心层（通常在 ZD 或 MD 区中）的高速连接。

  POD 内的每个服务器配有合并型网络接口卡（CNA），该接口卡通过万兆以太网（6A 类）网络链路承载服务器的局域网和 SAN 流量。

  每个服务器的一个 CNA 与中间机柜中的交换机连接。

　　对于 POD 中的布线，可通过服务器和机架顶部交换机之间的低成本、低延迟和功耗 10G Base-T 铜缆布线支持单元内的输入/输出连接。每个服务器的架内线缆的数目可减少两条以上，这样还减少了适配器和收发机的数目以及其功耗和给数据中心的冷却基础设施造成的负载。

　　由于接入在机柜内或服务器机柜组内的 POD 级上实现，仅需要少量光纤连接来延伸到聚合层。

   这种设计有助于减少交换机的总数，节省宝贵的数据中心机架空间，同时节省基建成本和运营成本。

 架顶（TOR）交换架构

　　统一输入/输出网络结构能够通过把以太网和光纤通道流量整合到单条万兆以太网链路上来显著简化机柜级的联网。机柜级的输入/输出合并有助于利用架顶 (ToR ) 交换架构的接入能力减少所需的适配器、收发器和上行链路端口的数目。

  ToR 交换架构的关键设计特点是在机柜级部署接入层交换机，因此机柜级的布线基础结构设计必须能够支持万兆以太网交换输入/输出技术。

具有用于一个单元的中心交换机的 POD 单元

　　采用 ToR 配置，必须理解每种计算机资源所需的网络连接的数目和密度。制约 ToR 连接数目的基本规则是，需要 48 条链路以上的任何服务器部署都要求在每个机柜中有附加的接入层交换机，以支持较高的链路容量。

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