大數據環(huán)境下的綜合布線(xiàn)技術(shù)探析

　　隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)發(fā)送和上傳的數據量達到1.3exabytes，相當于10的18方。BigData“大數據”是繼云計算、物聯(lián)網(wǎng)之后TI產(chǎn)業(yè)又一次顛覆性的技術(shù)變革。當今信息時(shí)代所產(chǎn)生的數據量已經(jīng)大到無(wú)法用傳統的工具進(jìn)行采集、存儲、管理與分析。全球產(chǎn)生的數據量，僅在2011就達到1ZB，且根據預測，未來(lái)十年全球數據存儲量將增長(cháng)50倍。大數據不是云計算，是云計算的靈魂和升級方向。

　　1、大數據時(shí)代網(wǎng)絡(luò )挑戰

　　全世界聯(lián)網(wǎng)主機數中軸標是上升趨勢，2007年全世界人均只有0.1個(gè)設備是聯(lián)到網(wǎng)上的，到2013年人均7個(gè)。到2016年將每3分鐘傳送360萬(wàn)小時(shí)視頻，相當于全球已生產(chǎn)的全部電影。2010年在全球互聯(lián)網(wǎng)流量中，美國是6337PB/月，占全球31%，中國占全球63%。1998年一個(gè)網(wǎng)民一個(gè)月消耗1兆流量，2003年數字到10兆，2008年一個(gè)月到lG的流量，到2014年一個(gè)網(wǎng)民一個(gè)月可能要到10G。

　　另外，物聯(lián)網(wǎng)在越來(lái)越多的行業(yè)中得到了應用，“萬(wàn)物互聯(lián)”是物聯(lián)網(wǎng)的終極目標。這部分是數據流量絕對增長(cháng)量。物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代將是傳感器自動(dòng)不間斷地巨傳大量數據并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )存儲在數據中心內，對網(wǎng)絡(luò )與數據中心的存儲量起到了推動(dòng)型作用。

　　大數據與網(wǎng)絡(luò )基礎設施的發(fā)展是相互影響、制約或促進(jìn)的，所有數據量的上升需要更大規模的數據中心與其相適應，布線(xiàn)系統作為數據中心內部連接與管理的基礎設施是所有數據流通的基礎，對于數據中心運行對大數據流的支持起了關(guān)鍵作用。布線(xiàn)系統作為搭建數據中心的基礎物理平臺之一。

　　2、標準化發(fā)展應對大數據

　　根據2012版本的《數據中心電信基礎設施標準》TIA942A對于虛擬化的網(wǎng)絡(luò )架構基本沒(méi)有涉及?；诋斍熬W(wǎng)絡(luò )技術(shù)日新月異的變化狀況，云計算虛擬化的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展將是大型數據中心網(wǎng)格架構的重要發(fā)展趨勢，采用無(wú)阻塞的交換矩陣的網(wǎng)絡(luò )結構是從網(wǎng)絡(luò )層面應對大數據時(shí)代的技術(shù)手段之一。為應對大數據的挑戰，云計算虛擬化網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用是技術(shù)發(fā)展必然的趨勢。

　　面臨海量的數據存儲用于數據處理，數據中心為了提高資源利用效率與數據分析計算能力，，將大量采用虛擬化云計算的技術(shù)，包括服務(wù)器虛擬化技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò )架構總體的趨勢將采用大二層虛擬化的網(wǎng)絡(luò )，核心層采用40G/100G，接入層采用10G的方式基本已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò )升級的方向。虛擬矩陣的數據中心主干網(wǎng)絡(luò )中，更多地將從10G網(wǎng)絡(luò )升級到40G/100G。IEEE803.3ba于2001年已經(jīng)正式頒布采用40G/100G的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)標準，，數據中心主干鏈路88%以上小于100m的距離，，多模光纖0M3/0M4采用MTP與QSFP接口多通道并行傳輸的方式，基于其良好的性?xún)r(jià)比，被業(yè)界認為是數據中心主干鏈路應用的首選方案。

　　3、支持大數據網(wǎng)絡(luò )物理層接口技術(shù)分析

　　當網(wǎng)絡(luò )主干走向40G/100G的高速網(wǎng)絡(luò )時(shí)，數據中心接入層設備與服務(wù)器網(wǎng)絡(luò )接口從1000M(＄170.0300)走向10G是必然趨勢。過(guò)去接入層的網(wǎng)絡(luò )速率在1000M及以下，采用銅纜RJ45的接口模式在整體市場(chǎng)中處于主導地位。而當網(wǎng)絡(luò )上升到1G0時(shí)，將有多種接口模型可供選擇，當前10G接口類(lèi)型較多，技術(shù)要求的差異較大。從10G接口類(lèi)型中，基于功耗、端口密度、支持距離等方面思考，筆者認為從長(cháng)遠來(lái)看CX4銅纜方案并不占有太大的優(yōu)勢。而其余四種類(lèi)型，SFP十DAC的10G無(wú)源銅纜、SFP十AOC的10G有源光纜、SFP十10GBaseE一SR的光纜、RJ45Base-T的銅纜的解決方案，各有優(yōu)缺點(diǎn)，這里不詳細闡述。各種10G接口技術(shù)都在進(jìn)步，不同時(shí)期的優(yōu)勢點(diǎn)也有變化，至于何種技術(shù)在市場(chǎng)上能得到更多應用，仍需拭目以待。

　　4、傳輸介質(zhì)的技術(shù)應用分析

　　數據中心跟傳統大樓的布線(xiàn)不太一樣。對于光纖來(lái)講，其實(shí)已不單單滿(mǎn)足于10M、40G、100G，標準IEEE802.3ba已經(jīng)正式頒布，40G用到8芯光纖來(lái)傳輸數據，而100G則用到20芯的光纖。IEEE工作組的步伐也并沒(méi)有就此停住，在完成了802.3ba后，正在做一個(gè)向下兼容的、從10G到100G的光纖標準“、。

　　數據中心的光纖應用，采用集中式和分布式的方法進(jìn)行配線(xiàn)管理。在未來(lái)幾年里，機構的調整和應用的調整可能需要將服務(wù)器從這個(gè)機柜搬到了另外一個(gè)機柜，有一種方法，就是集中式管理。在設計水平線(xiàn)路的時(shí)候，不再連到列頭柜，而是把所有線(xiàn)路連到一個(gè)集中管理配線(xiàn)區，在這個(gè)區域通過(guò)跳線(xiàn)連接完成從MDA到HAD，從HAD到EDA，甚至從MDA直接跳到EDA，或EDA直接到EAD。所有這些工作都在集中地配線(xiàn)去完成，而不需要跑到下面搬服務(wù)器或者重新敷設線(xiàn)路，這樣對于一些經(jīng)常變更的應用來(lái)講有更大的吸引力。目前對于10G以下的應用，可以采用適配器加上跳線(xiàn)方式完成線(xiàn)路之間的連接，未來(lái)要升級到40G/100G也很簡(jiǎn)單，把這個(gè)適配器換成MTP或者M(jìn)PO面板就可以。

　　基于當前數據中心內主干網(wǎng)絡(luò )主要由光纖作為傳輸介質(zhì)的背景，TIA標準化組織已經(jīng)在研發(fā)基于電阻100Ω，平衡雙絞線(xiàn)銅纜支持40GBase-T的網(wǎng)絡(luò )，草案標準已經(jīng)發(fā)行，預計標準將于2014年正式實(shí)施，該標準將銅纜雙絞線(xiàn)帶寬擴展至2000MHz。將繼續采用RJ45作為接口標準。定義銅纜級別為Cat.8，可以支持40GBase-T網(wǎng)絡(luò )傳輸距離達到30m，基本滿(mǎn)足數據中心40G鏈路55%的距離。銅纜支持40G的應用是對40G標準的一個(gè)重要補充，雖然距離比較短，在規模較大的數據中心主干內無(wú)法成為主流。但預期銅纜方案的成本優(yōu)勢將對大量規模較小的數據中心建設來(lái)說(shuō)，是一種較顯優(yōu)勢的方案，有助于促使數據中更快及更大范圍推進(jìn)40G網(wǎng)絡(luò )的應用。

　　5、電子配線(xiàn)架的比較分析

　　目前，智能配線(xiàn)系統沒(méi)有統一的國際標準，所以各公司產(chǎn)品的設計理念也不盡相同，從硬件角度來(lái)說(shuō)大致可分為端口檢測技術(shù)和鏈路檢測技術(shù)兩種，我們從性能上來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析。

　　端口檢測技長(cháng)是在端口內置了微型感應器，采用標準8芯跳線(xiàn)插入任一端端口即有感應，連接跳線(xiàn)需要按順序建立連接關(guān)系。端口技術(shù)的特點(diǎn)是采用普通跳線(xiàn)，易于部署和維護，能夠自動(dòng)發(fā)現使用端口，因為使用標準跳線(xiàn)大大節省了維護成本。端口技術(shù)可以很方便地將普通非智能的配線(xiàn)架升級為智能的配線(xiàn)架，如果已經(jīng)部署了普通配線(xiàn)架并已經(jīng)在使用中，跳線(xiàn)已經(jīng)插滿(mǎn)，業(yè)務(wù)正在運行，即使如此也可以在線(xiàn)升級布線(xiàn)系統。

　　鏈路技術(shù)的特點(diǎn)是使用特殊跳線(xiàn)，可自動(dòng)發(fā)現特有的跳線(xiàn)，允許跳線(xiàn)兩端不按次序連接。

　　鏈路技術(shù)需要較多上層設備構建特有網(wǎng)絡(luò )組，形成管理網(wǎng)絡(luò )，來(lái)掃描電子配線(xiàn)架，從而建立數據庫。如果要擴展，只增加電子配線(xiàn)架是不夠的，必須增加多個(gè)層管理和掃描i量備，用戶(hù)必須對自己的網(wǎng)絡(luò )和管理點(diǎn)數有效準確的評估，以配備足夠多的設備。如果采用特殊跳線(xiàn)的鏈路方式，盡管可以實(shí)現一些功能，但需要許多復雜的上層設備擴展和掃描，不利于擴展和部署?？傮w來(lái)說(shuō)，兩種技術(shù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)，這兩種技術(shù)的共同點(diǎn)是采用帶外的管理模式，不采用雙絞線(xiàn)中1到8針對的傳輸介質(zhì)，而是在端口或旁側增加感應能力來(lái)判斷跳線(xiàn)的位置。當然，智能布線(xiàn)也有其他技術(shù)，比如傳輸線(xiàn)路載波技術(shù)，還比如將鏈路技術(shù)改良融入一些端口技術(shù)的有點(diǎn)，相信智能布線(xiàn)技術(shù)在硬件上還會(huì )進(jìn)一步發(fā)展。