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智能布线专题掌控网络的神秘之手

日期:2018-10-30(原创文章,禁止转载)

智能布线专题:掌控网络的“神秘之手”

【IT168评论】IT与业务高度融合的今天,几乎所有大中型企业都建立了数据中心,全面管理IT系统。但是,大数据、云计算、社交等新兴技术的出现使得数据中心的建设和运营管理难度加大。  随着数据中心管理难度的加大,企业开始向底层网络基础设施寻求帮助,智能布线进入大众的视野。上世纪80年代诞生,2000年开始就陆续有厂商推汝阳县哪家医院能治疗癫痫病广其概念和相关产品,为什么这几年智能布线才在市场逐渐活跃?与传统布线相比,智能布线到底有哪些优势?智能布线是如何一步步演进的?    沉默后的爆发  作为数据中心物理基础设施,布线系统向着高可用性、高带宽、低损耗和绿色节能的方向发展。去年国家还颁布了最新版的《TIA-942-A数据中心电信基础设施标准》,对线缆材质、光纤连接器的规范和节能细则等做出阐述,但并未对智能布线系统的配置标准做出明确规定。  遵循TIA-942-A标准,为了实现高可用性、高带宽等目标,企业在部署数果洛藏族自治州玛多县母猪疯的专科医院据中心时出现了线缆、机柜和服务器密度越来越高的现象,甚至有厂商考虑在核心网络应用虚拟化技术,这都意味着未来的网络将越来越复杂,管理难度将会进一步加大。一般,传统布线的管理采取的还是人工手动记录的方式,但是随着数据中心的不断发展,带宽也在不断提升,这种传统方式已经不能满足现代的需求。据调查,59%的网络意外停机发生在物理层,70%的网络故障源于网络布线。对于大型数据中心尤其是金融行业的数据中心来说,一分钟的宕机将会带来无法估量的损失。  经过十几年的沉默期,智能布线在这两年重新兴起一定有其原因。在谈到智能布线的活跃原因时,美国康普公司(以下简称“康普”)技术总监吴健认为有以下几条:一、项目规模越来越大,拥有一两万个信息端口数的综合布线系统已经很多,这使得布线系统的管理成本增高,成为用户和系统集成商的负担,他们需要一些智能化的手段来降低管理成本;二、数据中心日益演进,国内IT资源的管理已经相对成熟,而基础设施管理相对混乱,这就催生了新型的解决方案;三、厂商加大了推广力度,目前业内几大布线厂商都在着力推广智能布线,这也让市场见到了曙光。中国综合布线工作组组长张宜表示:“随着云计算数据中心共享IT资源池的应用服务模式成功的案例越来越多,数据中心服务器虚拟化及网络设备虚拟化技术应用越来越广泛。采用虚拟化技术的数据中心网络架构与传统数据中心有较大的差异。云计算虚拟化数据中心为降低延时,普遍采用二层网络架构,服务器端大量采用TOR(Top of Row)网络架构。与传统EOR(End of Row)不同,TOR网络架构每个服务器机柜单独配置接入层交换机,使得水平配线区HDA(计算机房内设置水平交叉连接设施的空间)与设备配线区EDA(计算机房内设备交叉连接设施的空间)融合在了一起,就需要在设备机柜的HDA配线设备与主配线区MDA(计算机房内设置主交叉连接设施的空间)处进行智能配线管理。”  在吴健看来,厂商对智能布线市场发展做出的贡献不可忽视。近几年来,以康普、美国泛达公司(简称“泛达”)、美国西蒙公司(简称“西蒙”)、泰科电子(TE Connectivity,以下简称“泰科”)为代表的布线公司无一例外地推出智能布线解决方案,或者升级原有方案。比如,康普的SYSTIMAX imVision智能化基础设施管理系统、泛达的物理基础设施管理(PIM)咨询服务、西蒙的MapIT G2 智能基础设施管理解决方案和泰科具有专利权的的QUAREO产品族等。  此外,“虽然目前智能布线尚未标准化,但是,物理基础设施标准和管理规范的出台和制定对智能布线的发展还是有一定的推动作用。”泛达大中国区技术经理梁俊告诉记者。据了解,2009年开始实行的《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008)(简称“《规范》”)依照机房停机造成的后果严重程度将电子信息系统机房划分为A、B、C三级,A级为最严重,B级次之,C级为最不严重。《规范》分别用“宜”和“可”表明了A、B级机房对智能布线系统的配置需求。ANSI/TIA-606-B“电信基础设施的管理标准”和ISO/IEC14763-2:2012AIM也都明确提到了智能化趋势以及主要诉求。2012年11月,中国综合布线工作组发布了《智能布线系统设计与安装技术白皮书》(简称“《白皮书》”)。  《白皮书》对常见的智能布线技术做了归纳总结,提到了各大布线厂商的共识,但也未涉及到标准化的问题。“目前国家对智能布线系统还没有相关的规范与标准的编制计划。”电子配线架、线缆和端口等硬件产品的非标准化也意味着,智能布线的技术和产品尚未成熟。尽管如此,国家、厂商和用户还是在多方面推动智能布线的发展。吴健认为,虽然还没有严格的成体系的标准,每个厂商的专利技术和配置风格存在差异,但是业界希望通过智能布线实现的功能是一致的。从数据中心和社会信息化的发展趋势来看,智能布线是大势所趋。  三种主流技术  智能布线可以为企业降低人力成本和基础设施的管理成本,也避免了长时间宕机带来的严重损失。那么,有哪些技术能够实现智能布线呢?在吴健看来,目前的主流技术有三种:端口技术、链路技术和CPID技术,端口技术和链路技术是最早出现的两种技术流派。  不同的技术风格,使用的跳线也有所不同。据吴健介绍,端口技术采用的就是标准8芯跳线,易于维护管理;链路技术采用了特殊跳线,与标准跳线相比,多了一根针,叫第九针,信息就是依靠它进行传递的;CPID技术的跳线与标准跳线无异,只是在跳线的水晶头上会加入芯片以传递信息,但这种技术采用的水平缆和配线架与标准化的同等产品相比会有不同。康普的SYSTIMAX imVision智能化基础设施管理系统是端口技术的代表,可应用环境比较广泛,应用方式比较简单且容易扩展,在敏捷度和灵活性方面都有出色表现。西蒙的MapIT G2 智能基础设施管理解决方案采用了链路技术,整合了智能配线架、主控制器、分布控制器以及MapIT软件。在铜缆配线架和光纤配线架里嵌有特殊的传感器,并通过与跳线连接的第9针接触端口上的传感器来读取配线架上每个端口的独立的ID,然后将跳线连接状态信息传递到主控制器。主控制器将此信息传递到运行MapIT软件的服务器,MapIT软件便可实时监测网络的物理连接和设备连接的变化,并自动更新数据库。泰科的QUAREO连接点技术可记录每个光线和铜线连接点的实时状态及其通过上游网管系统访问全球数据库的整体布线路径,实现端到端的网络生态系统的配置。  现在,所有布线厂商都在完善自己的硬件技术和体系,所以,目前这三种技术是长期并行活跃在市场之上。当然,如果将来三种技术能够取长补短,相互融合,相信智能布线的硬件市场会有更好的发展。  安装部署并不复杂  梁俊认为,有百分之七八十的网络故障源自布线故障,所以部署智能布线很有必要。在他看来,智能布线的优势集中体现在三个方面:一、自动形成日志;二、定期生成运维报告;三、协助用户实现链路的自动管理。在传统布线中,人工操作往往对网络发生MAD(Move、Change、Add)的情况不能进行及时记录和反馈,随着变更次数的增多,端口使用情况越来越不明朗,造成端口和电力资源的浪费。智能布线系统能快速找出空闲端口,对链路做好管理工作。  智能布线的概念自十多年前就在中国市场出现,之所以经历了很长时间的沉默期,高昂价格是主要因素。“1995年,一个24端口的配线架就要配合一台以太网的交换器去进行管理,成本高昂,难以被市场接受。”张宜表示。除去价格因素外,很多用户还会对智能配线部署过程的困难程度产生顾虑。其实,在传统布线基础上部署智能布线系统并没有那么复杂,它只是增加了一些电子装置,用户只需将这些电子装置装到机架中,然后通过线缆传递信息即可。在外观上,智能布线与传统布线并没有特别大的不同,只是在机柜中需要留出1U到2U的空间给电子装置,还需要多留出至少一个电源插口的位置。在架构上,智能布线更加强调对配线设备的管理。张宜建议在水平配线与主干配线的配线模块之间采用交叉的连接方式,也就是通过线缆跳线进行连接与互通。“当智能布线系统使用于数据中心时, 可以看出在主配线区MDA、中间配线区IDA、水平配线区HDA的配线设备也都采用交叉的连接方式。对于规模较大的数据中心建筑物内智能布线与传统的布线系统会得到混合使用。”他告诉记者,“总之,在构架上智能布线与传统的布线系统没有改变,只是跳线和配线模块的硬件在结构与性能上有很大的不同点。”  不同的技术,需要配置的电子配线架的数量和方式也不同,所以有单端配置和双端配置之别。所谓单端配置,是指服务器端口映射到一组配线架,交换机端口无需映射,直接通过跳线连接;双端配置是指两组配线架分别是交换机端口和服务器端口的映射,而这两组配线架通过跳线进行连接和通信。相比双配而言,单配节约了一个电子配线架的成本。据泰科技术工程师马平介绍,泰科的智能布线系统在配线机柜中应用了两组智能配线架,收集两组智能配线架上的连接信息:其中一组智能配线架作为交换机映射配线架,将交换机的端口延伸到该组配线架上;另外一组智能配线架作为水平映射配线架,将水平链路连接到该组配线架的后端模块。应用跳线连接两组智能配线架后,可检测到智能配线架的连接信息,并结合SNMP功能检测到整个链路的连接状态。  数据中心对灵活性的要求较高,对布线系统的要求亦如此。在不影响网络功能的前提下,能够将原有的传统布线系统升级为智能布线系统或者分期部署智能布线系统的解决方案,才能获得大部分用户的青睐。SYSTIMAX imVision智能化基础设施管理系统就可以协助用户随时将非智能布线系统升级为智能布线系统。“SYSTIMAX imVision智能化基础设施管理系统消除了传统布线与智能布线之间的界限,能够通过自有的电子升级条帮助用户在智能布线系统和非智能布线系统之间来回转换。”吴健说,“传统布线安装了电子升级条之后,就是智能布线;将其拆卸即得非传统布线。”虽然现在有些方案能够实现无缝升级,但是还有大部分产品不能如此操作,用户在进行布线初期规划时就必须在传统布线和智能布线之间做出选择,灵活性大大降低。各行各业尤其是IT行业都提倡从用户的角度出发,为其制定可行性的良好体验的方案,所以在不远的将来,能够在传统布线和智能布线之间实现完美转换的解决方案将会成为用户的首选。  高密度环境下做好跳线维护  因为物理空间有限,现在大多数数据中心都追求高密度的设计,这也造成了网络机柜和线缆密度的增加,不仅在外观上比较混乱,还对数据中心的可靠性带来威胁,往往会给人一种智能和高密度不可兼得的感觉。在马平看来,智能布线虽然会增加线缆数量,但是通过良好的线缆、路由管理和规划,将会比传统布线更加适合高密度区域的线缆部署。  针对高密度的数据中心带来的基础网络设施管理难度增加的问题,不同的厂商各出奇招。  泛达在电子配线架、线缆和色彩标识等几个方面进行改造和管理。“第一,泛达为用户提供角形配线架和垂直理线器。角形配线架不需要水平理线器,节省大量空间,可成倍提高密度,最高密度是传统布线的4倍。第二,在高密度的环境下,泛达有色彩化的模块和跳线等,通过视觉手段区别不同的应用,减少错误发生。色彩化是泛达产品的主要特色之一,便于用户管理不同跳线。第三,针对铜缆和光纤,泛达开发了不同的跳线和模块,也有不同的跳线锁和模块锁,也有效避免了高密度情况下误插和误拔状况的发生。”梁俊向记者介绍道。此外,泛达还为用户提供专用工具,使其可以在高密度环境下轻易插拔跳线。  在MapIT G2智能基础设施管理方案中,西蒙增加了角形配线架,将智能监控和角形配置结合在一起,便于高密度配线路由,且不再需要在机架上安装额外的线缆管理器。据悉,新的24口、1U的角形智能配线架允许将跳线直接引入到垂直理线器,减少了配线架之间的水平理线器,从而节省了珍贵的机架空间,提高了数据中心的密度。  吴健向记者阐述了康普在协调高密度和智能化之间矛盾所做的努力:“模块化是应对数据中心高密度的主要方式之一,所有高密度区域均采用模块化处理,安装和维护分模块进行,不会相互干扰,而且升级改造也具有一定的灵活性;将固定空间以‘抽屉化’分层处理,垂直划分成几个可抽拉的互不干扰的几层,跳线的连接和插拔被划分到不同的区域进行,方便灵活。”  在数据中心的发展过程中,高密度是不可避免的趋势。通常所说的高密度不只体现在物理空间方面,还体现在功率方面。数据中心功率密度与日俱增,对电力和制冷也提出了更高的要求。一个好的智能布线系统能够对温度、能源等因素进行实时监控,协助用户做好数据中心的降温和能源使用优化工作。从这个角度来看,在数据中心中,智能布线系统不仅能够与高密度特性共存,而且还能彼此协调,相互支撑。  管理网络是“灵魂”  智能布线系统由硬件和软件组成,硬件是基础,软件是上层。如果说硬件设备构成了智能布线系统的“骨架”,由软件组成的管理网络则是其“灵魂”。张宜认为:“硬件和软件是可以互动的双向系统。管理软件平台与电子配线架之间通过控制器(信号接收或采集设备)实现互通,该控制器可能是一种,也可能是多种组合完成。”在智能布线系统中,管理软件承担着搜集、传递、存储信陕西哪个医院能根治癫痫息以及将信息以可视化的方式呈现给用户的工作。  布线管理软件通常包括数据库软件,将布线系统中的跳线连接关系、端口使用信息和信息节点的位置都存放在数据库中,并以图形的方式展现出来,使网管人员通过进行数据库操作即可详细了解布线系统的结构,方便了他们对跳线进行插拔变更处理。通过管理软件,用户对布线系统的维护、故障排查处理、工作交接变得简单方便,提升了自身的管理效率,也大大降低了运营成本。  “智能布线系统的管理界面可以让网络管理人员轻松地对网络点位信息,配线间跳线的连接,整条链路的信息等进行自动发现、记录、监控和管理。”马平表示,“一般的管理软件包括网络层次数据库、工作区网络点位平面图、虚拟配线间图形、链路连接跟踪视图、安全特性和报警软件、自动的工作流程管理软件等,小孩羊角风的治疗方法有哪些呢这些软件分别以树形图、平面图和虚拟视图等方式为用户显示点位信息,方便用户查看、跟踪网络设备点位的连接信息,还能就跳线变动向用户及时报警。”总而言之,智能布线管理软件为企业提供了强大的自动工作流程管理系统,能够被网络使用人员、网络规划员、IT管理员和网络操作人员共享。每个用户可以通过一个简单的用户界面去完成各自唯一的经管理员指派的工作,降低了工作复杂性,提高了实际的工作效率。  前面提到,智能布线系统的部署安装并不复杂,但是,管理软件的安装、调试和数据的导入对系统集成商而言却是一种挑战。在此阶段,为了实现软硬件同步,使信息以可视化的方式有效呈现,必须有专业人员专门操作。吴健说:“很多基础数据库需要人工初始导入数据,虽然系统集成商非常熟悉硬件的安装流程,但是他们中的大部分在数据导入、图形导入、命名规则的建立方面并不擅长,需要专业人员从事。”据了解,为方便用户使用管理软件,提升他们的用户体验,市场上一些显示屏已经更换成现在大热的触控显示屏。  链接:智能布线的三种主流技术  1.端口技术  在配线架的每个RJ45端口内,内置机械开关或者红外光微型感应器等来装置感应跳线的插拔,采用普通标准8芯跳线接入任一端配线架的端口,当跳线的RJ45插头插入端口或拔除后,红外监测端口状态发生变化,实时记录并发送变更状态信息到连接配线架的管理单元或控制器,同时发送给软件或数据库中。  2.链路技术  在模块化(光/铜)跳线内增加根检测用铜导线,连通模块化(光/铜)配线架集成的金属传感器装置形成回路,跳线的插、拔动作所产生的回路通断信号经相关信号采集设备收集并编码后传输给后台数据库软件,系统据此判断现场跳线连接状态的变化,从而实现跳线连接属性变更的实时记录。  ID技术  技术核心是在标准的双绞线铜缆RJ45及光纤LC、MPO布线系统连接器上嵌入微型芯片,而这些芯片中包含了与线缆及跳线唯一标识相关的信息,通过与系统配线架的配合使用,系统能够自动识别和记录线缆的连接以及与线缆相关的类型、颜色、长度、极性、连接次数等信息。  链接:智能布线系统的三代变革  1995年:第一代智能布线系统出现,布线箱取代了传统配线架,采用电子化跳线,没有实际跳线插拔,只需通过软件即可控制跳线。但是,由于造价昂贵且断电时无法工作少有人采用。  2000年:第二代智能布线系统出现,采用智能的配线架和跳线,增加了管理设备,以便从智能型配线架和智能型跳线采集管理信息。此外,管理软件还能为用户提供管理平台,但仍须管理员现场操作。  近两年:得益于数据中心的发展和用户简化网络设施的需求,第三代智能布线系统在第二代的基础上实现了和网络设备的通信,即采用了电子配线架和电子配线架管理软件,从而达到更完善的管理功能。  记者手记  采用智能布线系统需对人力成本做严谨评估  经过了十几年的发展,这两年智能布线迎来了它的“春天”。从1995年的第一代到现在的第三代,可以说智能布线系统的发展离不开数据中心的发展、厂商的大力推广和用户IT预算的增加,三者为它的成长创造了天时、地利与人和。  初看智能布线系统,人们想到的是诸多优势:方便运营管理、加快应急防御措施的启动、降低了人力成本等。但是,会有很多用户产生质疑:硬件的部署和软件的安装虽然比较简单,智能布线也减少了人力,但是,员工少了不一定是人力成本降低了,毕竟现有的管理软件的调试和数据的导入需要由比较专业的员工完成,他们的雇佣成本比一般员工要高很多。针对这种顾虑,布线厂商需要不断改造管理软件,使其对不同层次的员工都能够适用。用户也需要针对自己所在行业、部署智能布线系统的紧迫程度、使用智能布线系统前后的投入产出比做一个严谨的评估之后再做选择。

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