網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與布線架構(gòu)
在數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，通常服務(wù)器上行端口采用 TCP/IP 的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，上行的整體網(wǎng)絡(luò)層可能會(huì)包括接入層交換、匯聚層交換、核心層交換、路由等，對(duì)于這部分全部采用 TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層我們可以統(tǒng)稱為 LAN 網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的 LAN 網(wǎng)絡(luò)層如下圖3.2.1-1 所示。
圖 3.2.1-1 LAN 網(wǎng)絡(luò)層
隨著云計(jì)算數(shù)據(jù)中心采用的大量虛擬化技術(shù)后，LAN 網(wǎng)絡(luò)層也有新的架構(gòu)出現(xiàn)，虛擬化I/O 技術(shù)發(fā)展，有助于較好的改善網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的延時(shí)。低延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)是云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心發(fā)展的基本要求，根據(jù)這樣的要求越來越多的數(shù)據(jù)中心采用了 Fabric 類型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而也促使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)減為二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接關(guān)系將會(huì)變得更加復(fù)雜，如圖 3.2.1-2 所示。由于數(shù)據(jù)中心的密度的增加，傳統(tǒng)的 HDA 與 EDA 將有融合的發(fā)展趨勢(shì)，采用 TOR 的架構(gòu)模式下 HDA 與 EDA 將不再可以明確區(qū)分，兩個(gè)區(qū)域已經(jīng)融會(huì)在一起。
圖 3.2.1-2 LAN 二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
LAN/SAN/網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c布線系統(tǒng)構(gòu)成對(duì)應(yīng)關(guān)系
一個(gè)典型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常由幾個(gè)元素構(gòu)成：設(shè)置一個(gè)或多個(gè)的進(jìn)線間，采用冗余設(shè)計(jì)引入線路與通信業(yè)務(wù)聯(lián)接至路由設(shè)備層，安全設(shè)備層（如防火墻等安全設(shè)備）；之后，下聯(lián)核心交換層，直至匯聚層和接入層交換機(jī)設(shè)備；交換機(jī)設(shè)備接入主機(jī)/服務(wù)器/小型機(jī)設(shè)備，便構(gòu)成了數(shù)據(jù)中心的LAN 網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)SAN來說， 構(gòu)成的元素較為簡(jiǎn)單：主要由主機(jī)/服務(wù)器/小型機(jī)設(shè)備、SAN交換設(shè)備及存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)成。主機(jī)/服務(wù)器/小型機(jī)設(shè)備下聯(lián)SAN交換機(jī)設(shè)備，之后進(jìn)一步下聯(lián)存儲(chǔ)設(shè)備。
對(duì)于數(shù)據(jù)中心LAN和SAN共存的網(wǎng)絡(luò)，布線的規(guī)劃可以采用兩種方案 ，方案一是為L(zhǎng)AN與SAN組建各自的主配線區(qū)域，這種方式配線管理清晰，但是服務(wù)器的布線系統(tǒng)需要采用兩個(gè)路由，布線數(shù)量需要事先規(guī)劃。方案二是SAN與LAN網(wǎng)絡(luò)共用一個(gè)主配線區(qū)域，主機(jī)/服務(wù)器/小型機(jī)設(shè)備所在的設(shè)備配線區(qū)向一個(gè)主配線區(qū)布線，設(shè)備配線區(qū)的布線連接至SAN和LAN的數(shù)量可以相互調(diào)配，可以提高布線利用率，但布線的管理沒有方案一那么清晰。工程中采用的組網(wǎng)方案要根據(jù)數(shù)據(jù)中心規(guī)模加以比較后選擇。如果數(shù)據(jù)中心主機(jī)/服務(wù)器/小型機(jī)設(shè)備數(shù)量較大，如大于25臺(tái)以上的規(guī)模時(shí)，建議為SAN建立單獨(dú)的主配線區(qū)。在上述設(shè)備數(shù)量很少的情況下，則可以采用SAN與LAN布線合并主配線區(qū)的方案。
（1） SAN和LAN合用主配線區(qū)的方案構(gòu)成圖，如圖3.2.1-3所示。
圖3.2.1-3 SAN和LAN合用主配線區(qū)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
（2） 主干系統(tǒng)
數(shù)據(jù)中心的主干系統(tǒng)，指的是主配線區(qū)（MDA）到水平配線區(qū)（HDA），多個(gè)主配線區(qū)之間的骨干布線系統(tǒng)。如果數(shù)據(jù)中心包含中間配線區(qū)（IDA），則主配線區(qū)到中間配線區(qū)，中間配線區(qū)到水平配線區(qū)之間的布線系統(tǒng)也被定義為主干系統(tǒng)。主干系統(tǒng)好比數(shù)據(jù)中心的大動(dòng)脈，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心來說至關(guān)重要。從某種程度上決定了數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和擴(kuò)容的能力。所以主干系統(tǒng)一般在設(shè)計(jì)之初就需要留有一定的余量，不論是系統(tǒng)的容量還是系統(tǒng)占用的空間都要給將來升級(jí)留足空間。這樣將來數(shù)據(jù)中心升級(jí)的時(shí)候才能保證最大限度的平滑升級(jí)。
主配線區(qū)被認(rèn)為是數(shù)據(jù)中心的核心，一般設(shè)置在計(jì)算機(jī)房的中心或者比較靠近核心位置，這樣能夠盡量減少到各水平配線區(qū)之間的距離。
在設(shè)計(jì)之初，主配線區(qū)就需要留有足夠的設(shè)備與纜線安裝空間，一般建議至少保留50%以上的空間做為將來升級(jí)的空間。避免將來升級(jí)的時(shí)候遇到空間不足的困擾。推薦光/電的配線架分放在不同的機(jī)柜內(nèi)。在主配線區(qū)推薦采用高密度的配線產(chǎn)品，盡可能的減少對(duì)空間的占用。在某些應(yīng)用場(chǎng)合還需要考慮機(jī)柜的走線和理線空間能夠滿足容量的要求。
1） 方案一
是把所有的主配線區(qū)、水平配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)的光、電端口通過光纜和對(duì)絞電纜連接到一個(gè)集中的交叉連接配線設(shè)備。這樣的設(shè)計(jì)將所有的設(shè)備機(jī)柜可以保持鎖定狀態(tài)。任何時(shí)候都沒有必要去打開一個(gè)設(shè)備機(jī)柜，除非有硬件的變化。集中配線設(shè)備也可以實(shí)施智能配線功能， 通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)和跟蹤，添加和變更來提高系統(tǒng)安全性。
另外，所有有源設(shè)備的端口都可以被利用，通過劃分VLAN，網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)需要來分割。
系統(tǒng)連接方式如圖3.2.1.-4所示。
圖3.2.1.-4 集中設(shè)置方案
2） 方案二
在主配線區(qū)和水平配線區(qū)分別設(shè)置獨(dú)立的配線機(jī)柜，配線設(shè)備采用交叉連接方式。水平配線區(qū)設(shè)置LAN交換機(jī)與配線機(jī)柜，通過水平纜線連至設(shè)備區(qū)服務(wù)器；主配線區(qū)設(shè)置核心網(wǎng)絡(luò)交換和存儲(chǔ)交換設(shè)備機(jī)柜和配線機(jī)柜，通過主干纜線連至水平配線區(qū)。配線設(shè)備按照交換設(shè)備的容量來確定端口數(shù)量。系統(tǒng)連接方式如圖3.2.1-5所示。
圖3.2.1-5 分布設(shè)置方案
與方案一相比，此方案減少了纜線的總量，雖然有一些閑置的設(shè)備端口存在，但在ISP或其他環(huán)境下為不斷變化的環(huán)境提供了靈活性，可以隨著時(shí)間的推移，擴(kuò)大或縮減存儲(chǔ)/網(wǎng)絡(luò)的要求。
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