網絡架構與布線架構

在數據中心的網絡架構中，通常服務器上行端口采用 TCP/IP 的協議進行數據傳輸，上行的整體網絡層可能會包括接入層交換、匯聚層交換、核心層交換、路由等，對于這部分全部采用 TCP/IP 協議進行數據傳輸的網絡層我們可以統稱為 LAN 網絡，傳統數據中心的 LAN 網絡層如下圖3.2.1-1 所示。

圖 3.2.1-1   LAN 網絡層

隨著云計算數據中心采用的大量虛擬化技術后，LAN 網絡層也有新的架構出現，虛擬化I/O 技術發展，有助于較好的改善網絡節點的延時。低延時的網絡是云計算的數據中心發展的基本要求，根據這樣的要求越來越多的數據中心采用了 Fabric 類型的網絡架構，從而也促使網絡架構從傳統的三層網絡架構減為二層網絡架構，而各網絡設備之間的連接關系將會變得更加復雜，如圖 3.2.1-2 所示。由于數據中心的密度的增加，傳統的 HDA 與 EDA 將有融合的發展趨勢，采用 TOR 的架構模式下 HDA 與 EDA 將不再可以明確區分，兩個區域已經融會在一起。

                     圖 3.2.1-2   LAN 二層網絡架構

LAN/SAN/網絡拓撲與布線系統構成對應關系

一個典型數據中心的網絡架構通常由幾個元素構成：設置一個或多個的進線間，采用冗余設計引入線路與通信業務聯接至路由設備層，安全設備層（如防火墻等安全設備）；之后，下聯核心交換層，直至匯聚層和接入層交換機設備；交換機設備接入主機/服務器/小型機設備，便構成了數據中心的LAN 網絡。對于存儲網絡SAN來說， 構成的元素較為簡單：主要由主機/服務器/小型機設備、SAN交換設備及存儲設備構成。主機/服務器/小型機設備下聯SAN交換機設備，之后進一步下聯存儲設備。

對于數據中心LAN和SAN共存的網絡，布線的規劃可以采用兩種方案 ，方案一是為LAN與SAN組建各自的主配線區域，這種方式配線管理清晰，但是服務器的布線系統需要采用兩個路由，布線數量需要事先規劃。方案二是SAN與LAN網絡共用一個主配線區域，主機/服務器/小型機設備所在的設備配線區向一個主配線區布線，設備配線區的布線連接至SAN和LAN的數量可以相互調配，可以提高布線利用率，但布線的管理沒有方案一那么清晰。工程中采用的組網方案要根據數據中心規模加以比較后選擇。如果數據中心主機/服務器/小型機設備數量較大，如大于25臺以上的規模時，建議為SAN建立單獨的主配線區。在上述設備數量很少的情況下，則可以采用SAN與LAN布線合并主配線區的方案。

（1） SAN和LAN合用主配線區的方案構成圖，如圖3.2.1-3所示。

圖3.2.1-3    SAN和LAN合用主配線區網絡構成

（2） 主干系統

數據中心的主干系統，指的是主配線區（MDA）到水平配線區（HDA），多個主配線區之間的骨干布線系統。如果數據中心包含中間配線區（IDA），則主配線區到中間配線區，中間配線區到水平配線區之間的布線系統也被定義為主干系統。主干系統好比數據中心的大動脈，對整個數據中心來說至關重要。從某種程度上決定了數據中心的規模和擴容的能力。所以主干系統一般在設計之初就需要留有一定的余量，不論是系統的容量還是系統占用的空間都要給將來升級留足空間。這樣將來數據中心升級的時候才能保證最大限度的平滑升級。

主配線區被認為是數據中心的核心，一般設置在計算機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之間的距離。

在設計之初，主配線區就需要留有足夠的設備與纜線安裝空間，一般建議至少保留50%以上的空間做為將來升級的空間。避免將來升級的時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柜內。在主配線區推薦采用高密度的配線產品，盡可能的減少對空間的占用。在某些應用場合還需要考慮機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、水平配線區和設備配線區的光、電端口通過光纜和對絞電纜連接到一個集中的交叉連接配線設備。這樣的設計將所有的設備機柜可以保持鎖定狀態。任何時候都沒有必要去打開一個設備機柜，除非有硬件的變化。集中配線設備也可以實施智能配線功能， 通過自動監測和跟蹤，添加和變更來提高系統安全性。

另外，所有有源設備的端口都可以被利用，通過劃分VLAN，網絡可根據需要來分割。

系統連接方式如圖3.2.1.-4所示。

圖3.2.1.-4    集中設置方案

2）方案二

在主配線區和水平配線區分別設置獨立的配線機柜，配線設備采用交叉連接方式。水平配線區設置LAN交換機與配線機柜，通過水平纜線連至設備區服務器；主配線區設置核心網絡交換和存儲交換設備機柜和配線機柜，通過主干纜線連至水平配線區。配線設備按照交換設備的容量來確定端口數量。系統連接方式如圖3.2.1-5所示。

圖3.2.1-5   分布設置方案

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備端口存在，但在ISP或其他環境下為不斷變化的環境提供了靈活性，可以隨著時間的推移，擴大或縮減存儲/網絡的要求。

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