Cisco网络管理：如何改善数据中心布线

会计考友

数据中心中，管理员们通常都会首先对杂乱的布线表示歉意。布线很简单--将服务器与网络交换机用线缆连接起来。然而像"挂面"一样安置线缆，影响机柜空间利用与美观，混乱的场面就如许多条蛇缠绕在一起，无法理清。我们明白事情是如何演变至此，但无法确定造成此结果的根本原因。难道这样的混乱是技术不断进化的结果？更重要的是，该如何改善数据中心布线？
   
' \' O2 O4 `; d    数据中心拓扑
4 Y5 u" {! A0 V: o! o. v) h   
    数据中心布线不同于传统建筑布线。线缆长度更短，性能需求更高，与只有二到四台终端的普通办公室不同，单个机柜可能需要有24、48、96甚至更多的网线或光纤连接。
   
    数据中心布线的三种基本方法：
: v# H8 h3 r0 Q& q1 [2 t   
. K- r, B+ ^8 b4 L    1.点对点
   
( S7 L9 v0 [4 y    2.行尾汇聚
/ @2 i9 F% ]$ B$ M# V3 r   
3 N2 O9 _5 x9 h3 f    3.柜顶汇聚（利用光纤或交换机）
/ z1 G7 r2 _  ^' H/ z; o) l   
1 X8 N+ z2 i0 W    先介绍点对点布线。这是数据中心采用多年的布线方法，结果如我们先前所见--一团糟。点对点意味着在地板下、空中（无论是否有线槽）或穿过服务器机柜，只要有需要，就牵拉网线。线缆通常是当场制作或直接使用已有链路。旧缆线通常不会移除或标记，这使得追踪与寻找更加困难，导致数据中心人员需要在"鼠窝" 一般的环境中进行维护。服务器与跳线会使线缆分布混乱，当高密度网络交换机安装至机柜或其他地方时，形式会更加严峻。简而言之，点对点模式已无法很好服务于数据中心。
4 n, R& i) X1 \3 \! C   
    行尾汇聚架构
$ F: ~' ^4 g( w$ c' p   
( x( {; F( ]6 W- j4 y    行尾汇聚，也称为"区域汇聚",是近年来数据中心常用的布线方式。在行尾布线架构中，有专门用于放置配线架与汇聚交换机的地方，通常是位于同一行的末尾机柜--有时候也可能在中间--便于连接整组服务器机柜。配线架安装在每个插槽中，永久线缆则通过这些线架连接至对应汇聚机柜。其他的线缆通常采用光纤，用于连接汇聚层设备至核心网络、a.k.a主分布式框架或区域。可以认为其是数据中心内标准"星型拓扑"的压缩版。服务器机柜就像办公室，而汇聚机柜是中间配线架（IDF）或通信机房（TR）。
% k& o' K/ d  f: o  P   
    行尾汇聚简化了添加硬件的难度，只需将服务器与所需连接的配线架连接，再将配线架连接至对应的汇聚层交换机即可。每个连接进需要两条短跳线，这同样利于今后安装与维护。
) T7 ~% X9 [2 V1 V9 d' E" z! `   
    类似的，接入层交换机通过光纤连接至核心网络，所以整个安装过程仅涉及到简单跳线。"行尾"聚合最小化了所需跳线的长度，因为所有的配线架都有标签，便于跟踪，记录相关信息的文档也会更便于阅读。不仅如此，因为不再需要更长的线缆，所以没有理由保留那些老旧、冗长而又性能低下的线缆。这可以避免出现因跳线兼容性问题而导致的系统性能下降。
' _* B2 c# M3 ?* a1 D; S   
* p+ y# c; k5 t& h  m, r    柜顶汇聚架构
" s6 P* M1 l0 |5 h8 y9 t   
    柜顶汇聚是最新的布线方式，但可以被看成是行尾汇聚的一种变体。柜顶汇聚依赖于服务器配置密度，我们将讨论该如何为数据中心布线架构选择对应的配线方案。如果一个机柜装满服务器，那么首选方案是在每个机柜上安装接入层交换机，如果服务器有双网卡，也有容错需求，可以考虑多安装一个交换机。通常情况下，还会再安装一个低级别的交换机，专门用于系统管理。所有的交换机都通过光纤跳线连接至核心网络，这与行尾聚合类似。所以柜顶汇聚的效果与行尾汇聚相同，但更利于扩展--可以根据实际需求在每个机柜上安装廉价的交换机，还可以通过重新配置完成迁移。单独的交换机故障所产生影响远比位于行尾的大型交换机故障小得多。
: a0 Y# E) o9 \$ F   
    当遇到需要使用特定型号交换机的刀片服务器时，柜顶汇聚是你不二的选择。在此情况下，我们要做的仅是将光纤连接至核心网络。所以每个机柜只要有同样的光纤设备，就可以实现网络汇聚。有时甚至还会遇到"混合"安装的情形，但总体结构不受影响，所以你只要将不同刀片机连接至不同交换机上即可。通常情况下，普通光纤设备即可满足高性能应用。
% t3 `, a- `/ z0 O7 j1 T   
    选择最适合的数据中心布线架构
# I& P8 r5 w! x/ o( q0 ^: F   
9 }4 D' n7 }+ G6 L- g$ G! \    如何选择行尾或柜顶汇聚，取决于设备密度，应用吞吐量要求与硬件连接细节。在大型数据中心中，两种设计方式可以在应用的不同区域，发挥各自长处。简而言之，答案不是唯一的，总体趋势将偏向于光纤应用，而且布线架构的选择都因基于"按需定制",这才是一切业务的关键。
   
* `9 m9 J* Q; j9 H  w# Z3 ~    存储网络，多年以来都采用光纤通道连接，并采用柜顶汇聚的结构。在存储区域网络（SAN）中，光纤跳线将配线架与存储连接的交换机联通。但这要求每个机柜有额外的网络--此类方案不是很节省成本。
7 D; F0 E& q9 s& L4 w   
    最新趋势为以太网光纤通道（FCoE），该技术可以让SAN连接采用同样拓扑并使用光纤路径作为传输网络。FCoE可以减少物理线路需求，提高带宽并汇聚网络与整合SAN管理。目前FCoE还在初始阶段，不是所有的产商都兼容此模式。而且，根据网络线缆功能，如何连接存储，依赖于硬件的网络连接需求和其他因素。虽然如此，但FCoE可能在不久的将来成为厂家们支持的通用标准。
9 ?0 p, ^- Q! G9 _+ s; L   
) N- ^3 r* p6 u- ^4 ~- L4 @    数据中心的布线不仅要在技术上过关，在外观和条理上也要有秩序，这样对于排除布线故障时来说，效率也会大很多。