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IT服务数据中心的设计浅析

作者:IT服务外包 发布时间:2017-10-16 阅读: 转至微博:

随着云核算技能安全性稳定性的大幅进步,越来越多的企业开端运用第三方云效劳来处理各种数据业务需求。因而,云效劳对网络基础设施的投入在未来几年将会敏捷添加,成为数据中心商场开展的首要驱动力。相比较而言,传统企业IT基础设施费用则呈现出逐年下降的趋势。
用于第三方IT服务的云数据中心与传统企业数据中心比照,具有许多新的特色。云数据中心需求更高的带宽,更低的时延,更大的网络规划和更快的晋级频率等。2016年大约全球80%的40GbE光传输设备出售额来自互联网云效劳企业。从2017年开端因为云数据中心的驱动100GbE光传输设备需求敏捷添加。估计到2022年云效劳对以太网收发器的需求将到达全球商场的70%,而且在2018年后开端带动200GbE和400GbE的出售。相对而言,传统企业对以太网收发器的需求将会坚持平稳,并将长时间以10GbE网络为主。本文中我们将依据IT效劳类用户的需求特色对数据中心光纤类型的挑选,传输方法的挑选和布线结构的挑选进行浅析。
在数据中心以太网规划中,光纤类型的挑选需求依据数据中心对传输速率,传输间隔等的需求进行归纳考虑。现在云核算数据中心现已遍及布置40G甚至100G以太网来支撑日益添加的数据业务需求。多模光纤体系因技能成熟度高,全体本钱较低一级长处,依旧被大多数数据中心所选用。然而业界遍及认为传统的OM3/4多模光纤首要用来支撑100m-150m的短间隔传输。因而为了延长多模光纤在高速网络中的传输间隔,相关国际标准安排正式命名了依据波分复用技能的OM5多模光纤。
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面临三种多模光纤,数据中心规划人员应该依据数据中心的实践需求进行挑选。在表1中我们列出了不同光纤类型运用不同收发器时能够支撑40G/100G以太网的最大传输间隔。现在因只要40G SR4和100G SR4是IEEE正式发布的国际标准,因而运用其他收发器类型的传输间隔均为企业测验成果。依据表1数据能够看出在不运用SWDM收发器的前提下,OM5光纤与OM4光纤支撑的40G/100G最大传输间隔相同。而且经过运用eSR4收发器的并行通讯方法,OM4光纤能够支撑550m(40G)和300m(100G)的最大传输间隔,均善于运用SWDM收发器下的OM5光纤的传输间隔。因而在数据中心传输间隔需求超越150m时OM5光纤并非仅有挑选。此外,康宁依据对过去三年布置的OM3和OM4数据中心通道长度的核算发现,大约95%已布置OM3体系90%已布置OM4体系长度在100m以内。全体来说OM3/OM4光纤能够满意90%的40G/100G数据中心衔接需求。关于少量需求支撑300m传输的数据中心,则能够运用OM4/eSR4或OM5/SWDM的组合方法。                                                            
近年来云数据中心的开展继续驱动对高速数据传输的需求。传统上我们一直在运用加速光源开关速率的方法在单一通道内添加串行传输速率,例如从1G添加到10G。但随着对更高速率网络需求的大幅进步,传统的串行传输方法现已无法满意数据中心开展的需求。现在能够支撑40G/100G网络的传输方法首要可分为两类,一类是依据WDM技能的串行传输方法,一类是经过在多根光纤上一起传输数据的并行传输方法。我们在表2中简述了两种传输方法的优缺点和首要运用环境。
与挑选光纤类型相似,挑选哪种传输方法首要依据数据中心布置速率,传输间隔以及全体预算等进行归纳考虑。现在大多数已布置的40G/100G数据中心均选用并行传输方法。首要原因有如下几点。首要,选用并行传输能够满意绝大多数40G/100G数据中心对传输间隔的要求。此外,并行传输运用的收发器能够运用现有收发器的商场规划优势下降本钱。例如40G收发器只需运用4个相同的10G光源和光组件,既有产品商场规划大,成熟度高,相应的价格较低。如果运用40G波分复用收发器,则需求运用多个不同波长的光源,新波段的光源因处于产品生命周期的早期,本钱较高。
并行传输方法被广泛运用的另一个首要原因是并行传输支撑端口分支运用。运用并行传输方法的40G/100G光收发器既能够传输一路40G/100G信号,又能够一起传输4路独立的10G/25G信号。这种方法给用户带来的一个最明显的长处就是能够在相同的空间内进步10G/25G端口的密度。我们以40G网络为例来详细阐明运用端口分支方法怎么进步端口密度。
惯例的带有QSFP收发器端口的40G交流机板卡能够供给36个40G端口。如果我们运用端口分支的方法将一个40G端口分支为4个10G端口,则36个40G端口能够支撑4×36=144个10G链路。比较而言,惯例的带有SFP+收发器端口的10G交流机板卡能够供给48个10G端口。如果需求到达相同的10G端口数,则需求布置3个48口10G交流机。现在全球已出货的40G QSFP交流机大概有一半运用于10G端口分支。选用这种方法不光能够进步10G端口密度3倍左右,而且每个10G端口能耗能够下降60%,本钱能够下降30%-45%。而且当数据中心未来需求晋级为全40G网络时,无需从头购买40G收发器和交流机就能够滑润晋级。相同的方法也适用于100G甚至未来的200G/400G网络。因而,在能够预见的未来,并行传输方法仍将被大多数高密度数据中心所选用。
为了应对高速添加的数据处理需求,尤其是逐渐添加的数据中心内效劳器之间东西向的数据传输需求,云数据中心开端选用有别于传统三层交流网络结构的新式网络来进步功率,下降时延。其间如图5所示的脊叶(Spine-leaf)两层网络结构近来被越来越多的云数据中心所选用。这种网络结构需求每一个脊交流机与每一个叶交流机相连,然后进步路由功率。随着云数据中心规划的不断增大,不光在一个数据中心内部需求很多的布线衔接,而且在一个园区内的不同数据中心之间也需求很多的布线衔接。数据中心内和数据中心之间的全穿插互联需求给布线结构的规划以及装置测验等都带来了新的挑战。
我们以图6所示的网络暗示图为例来剖析运用不同布线计划对用户的影响。如表3所示,我们比照三种不同的布线方法,LC跳线端到端直连,72芯MTP预端接光缆衔接MDA和HDA配线区,576芯MTP预端接光缆衔接MDA和HDA配线区。经过比照我们能够发现,计划2和计划3选用结构化布线,预端接MTP光缆衔接MDA和HDA配线区的方法相比较计划1跳线直连能够大大削减装置,标识,测验以及毛病查找的作业量,然后下降装置测验和保护的本钱,而且能够很多节约时间满意云核算数据中心对快速布置快速交给的要求。此外,在网络需求迁移添加和改变时,计划1需求从头在两层交流之间装置端到端的长跳线,作业量大装置难度高。而计划2和计划3只需在MDA或HDA配线区运用短跳线装备即可。
运用MTP预端接光缆的结构化布线计划比照LC跳线端到端直连的另一个长处是能够很多节约线槽资源。关于效劳于第三方的云核算数据中心来说,空间的节约就代表着本钱的节约。在布置高密度的数据中心时,运用预端接计划,特别是运用高芯数预端接光缆能够有用节约线槽资源。不光便于装置铺设,更有利于整个数据中心体系的空气活动然后下降日常运行时的制冷本钱。

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