羅森伯格亞太電子有限公司：孫慧永 前言： 也許提及“智能基礎設施管理系統”對許多業內人員說還比較陌生，行業中絕大部分人員更熟悉也更習慣將當前市場上的產品稱為智能布線系統、電子配線架等。北美新版通信基礎設施管理標準ANSI/TIA-606-B將正式提出智能基礎設施管理系統的概念，在我們展開談智能基礎設施管理系統以前，我們從TIA標準發展定義上可以大致了解到智能布線系統的管理范圍將有的發展方向，要求系統管理的內容與范圍作進一步的提升，對于基礎設施多方面的技術融合的要求更高。特別是對于數據中心基礎設施的管理將有新的發展，本文將探討智能基礎設施管理系統當前相應的技術類型，以及應用在數據中心的智能基礎設施管理系統的相應要求與發展方向。 傳統智能布線系統的主體功能： ??????? 智能布線系統產品從出現至現在已經有了近10年的發展，不同廠家所提供的軟硬件與實現方式都不盡相同，這些年來用戶在選擇產品時普遍的感覺是霧里看花不知所措。但如果我們從總體智能布線系統實現的管理功能上來提取智能布線系統的管理要素，傳統智能布線系統主體功能大致由以下所提及的6個方面組成：

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一．電子化的高效工作單：幫助企業IT人員建立標準的網絡運維管理流程，對網絡設備端口移動添加和更改（MAC）統一由采用軟件化界面并由電子化工作單的方式操作，使整體系統管理流程融入電子化工單內，提高管理效率。 二，圖型化操作界面：智能配線管理系統軟件界面采用更為直觀的圖形化界面，使IT管理人員只需要登錄智能基礎設施管理系統軟件，可以全局瀏覽所有的被管理的元素，包括樓層平面CAD圖、機柜內部的設備實時狀態與設備端口占用狀態等圖形化的表達的界面，實現所見即所得的特性。 三，智能操作導航：智能配線管理系統的配線架每一個端口帶有LED燈或管理器上的LCD屏顯示，電子工作單下發任務后，相應配線架的端口以LED燈不同閃動狀態或LCD上顯示端口信息來指導管理人員現場操作。 四，網絡實時監測與報警：管理器對配線架的端口進行不間斷的監測或掃描，根據監測過程管理軟件實時更新網絡連接狀態，當有非授權的操作時如端口斷開或連接時，管理單元與配線系統現場LED燈或蜂鳴器處于報警狀態，同時也會把非法操作的端口信息與物理位置信息實時的以郵件或短信的方式發送到管理員，使網絡基礎設施的安全管理更有保障。 五，實時準確的連接文檔：網絡管理與維護的過程中的設備連接變更，端口添加，設備移動（MAC），智能配線管理系統軟件內的文檔自動實時同步更新，用戶隨時查看到的連接文檔信息都是最新的實時狀態，使IT管理人員從傳統紙質文檔資料人工維護既耗時又耗力的管理中解脫出來。系統自動更新連接信息杜絕了人工書面記錄出錯的可能。 六，可實現網絡遠程管理：無論管理人員身在何處，都可以通過互連接網接入系統，實現遠程的系統進行查找、管理與操作。對于有較多分支機構的企業，可以在總部實現集中化的管理，減少人力多地部署提升管理時效性，使各處IT系統環境與管理要求完全統一。 傳統智能布線系統技術主要為圍繞整體布線系統提供管理服務，主體功能不論應用于商業樓宇還是數據中心都采用統一的類型。由于數據中心近些年來專業化程度越來越高，對于數據中心的管理出現了新的發展趨勢如高密度、快速升級與擴展、模塊化、綠色能耗控制等等，當智能布線系統上升到智能基礎設施管理系統的時候，對數據中心的應用來說，專業化程度與管理范圍需要進一步提升。 ? 智能布線系統的主要技術模型 我們上述主要從智能布線系統當前所實現的主體功能上提取的管理共性與要求，以便于大家對智能布線系統要實現的要求有一個比較清晰的認識。如果我們從當前智能布線系統現有市場產品與技術實現的方式上去看，雖然智能布線技術門類較多，但各種類型的技術最大的區別是信息讀取的方式或稱為信息傳感方式不同，當前市場上主流智能布線技術不外乎于以下4種傳感方式： 1，鏈路技術，在普通跳線中加入另外1&2根銅線用于傳輸掃描信號，插拔跳線時跳線兩端配線架端口形成信號回路傳給管理器，經由管理器與后臺數據庫通信作實時狀態記錄。鏈路技術中又分為端口帶LED燈引導方式與端口不帶LED而是采用管理器LCD引導兩種類型，相比較下LED端口引導更為直觀方便。采用鏈路技術方式的智能布線系統需要用雙配線架的結構，推薦采用交叉跳線管理的方式，目前在市場中的智能布線系統采用鏈路技術的約占80%左右，也是目前應用最為廣泛與成熟的智能布線技術。 2，RFID技術，在普通跳線上植入RFID電子標簽，可以將相關信息預先存入到RFID的標簽內，當帶電子標簽的跳線插入端口時，電子標簽接近端口內的接收器時，可以透過微小的無線感應信號實時讀到數據，采用RFID用于智能布線的是屬于較新的技術型，目前還沒有廣泛應用，具本應用狀況還有待進一步觀察。 3，連接點識別技術CPID，在普通跳線上植入一個微型IC芯片，也可以預先將信息錄入到IC芯片內，與RFID無線方式不同的是，CPID方式需要采用芯片上的金手指與端口內的額外增加的觸針接觸時讀取數據，這種技術類型也是最近新采用的技術類型，具體應用狀況也還有待進一步了解。 4，端口感應技術，采用普通跳線，在智能配線架的端口內已經內置了微動開關或紅外線感應裝置，當有跳線插入到端口時開關閉合或紅外感應到相應的信號以判斷端口狀態，信號通過管理器與服務器數據庫通信實時記錄形成日志文件，端口感應技術也是比較早出現的智能布線系統應用技術之一。

以上提到的四種信息獲取的傳感技術各有特點，但從智能布線系統的管理功能上來看，采用交叉連接的雙配線架結構相對更容易實現完備的智能布線系統的管理功能，也才能對管理端口進行端到端的定義與實時管理，減少現場操作失誤的可能性，提高安裝的便利性，提升管理效率。這種架構特別是對于網絡拓補較為復雜的數據中心的設備與設備之間的連接關系，交叉配線方式可以更加容易進行有效與有序的管理，經過這些年的智能布線系統技術的發展，絕大部分用戶已經認同智能布線交叉配線管理的理念。 ??? 傳統網絡架構數據中心智能基礎設施管理方式 我們所提的傳統數據中心主要以企業為滿足自身數據業務要求自建類型的數據中心，如銀行、政券、保險類的金融業,政府機關以及大型企業等。相比較傳統的商業樓宇，數據中心對管理要求與本身網絡重要性更高，部署智能基礎設施管理系統可以獲得更高的投資回報率。 傳統網絡架構數據中心的網絡采用TIA-942類型的布線拓補方式的構架，布線系統絕大部分采用EOR的管理方式，有明顯的區域設置，如MDA（主配線區），HDA（水平配線區），EDA（設備配線區）等。根據智能布線管理的特點， MDA與HDA兩大區域按標準要求設置成交叉連接（Cross Connection）方式，大型數據中心在MDA與HDA之間設置IDA（中間配線區），中間配線以光纖管理為主，MDA、IDA此區域宜采用智能光纖配線系統，同時此兩區域也會有少量用于設備管理端口應用的銅纜，根據實際管理要求，也可增加銅智能配線架管理。而HDA主要采用銅纜為主，此區域采用智能銅纜布線系統，對于采用SAN FC網絡配線區，同樣部署智能光纖配線系統。EDA通常采用互連（Interconnection）方式，通常EDA區域直接連接設備，此區域通常不再設置智能布線系統，但在智能基礎設施管理軟件里面會將EDA區域具體信息錄入，納入到軟件管理范圍。我們大致可以根據數據中心的網絡拓補制定出智能布線管理的相應圖示，如下圖所示：

在傳統數據中心架構下的數據中心對于智能基礎設施管理系統的要求也有其自身的特點，其中有以下兩點典型的要求： 1，傳統型企業自建數據中心應用與租用托管類數據中心十分關注機柜密度與利用率所不同，自建型數據中心相比較下更注重網絡應用的安全與可靠性。部分企業出于成本思考，并不一定對所有業務實時鏡像備份，萬一網絡中斷對其業務影響非常大。根據第三方統計報告，約有75%的網絡中斷的原因來自于網絡物理層，而其中20%是由于布線系統造成的。所以用戶對于智能基礎設施管理系統的選擇十分謹慎，雖然智能基礎設施管理系統主體功能是可以提高管理的可靠性，但由于智能基礎設施管理系統帶有有源設備與器件，而有源部分目前業界大部分質保期限不超過3年。如果智能配線架有源器件出現故障更換時需要中斷網絡，那這對于數據中心用戶來說是不可以接受的要求。傳統架構數據中心用戶可以接受智能基礎設施管理系統本身有故障時，僅暫時中斷智能基礎設施管理功能，而不影響與打擾數據中心服務器與網絡設備之的正常數據傳輸，達到在線維護與更換有源部件的要求。所以從這方面來看，不是市場上所有的智能布線系統可以滿足為類數據中心用戶的可靠性要求的。 2，企業自建數據中心用戶比較關注應用智能基礎設施管理系統初期工程模式導入的便利性。許多企業如金融行業的數據中心的網絡應用比較復雜，智能基礎設施管理系統固然在后期的運營維護中給IT管理人員帶來很大的便利性，但項目完工初期將系統集成公司提交給用戶的一大堆點位報表，測試報告，平面圖紙等信息資料，如何將這一大堆原始數據快速與便利地導入到管理軟件這對用戶來說也是十分關注的要素之一。例如對于超過3000臺服務器規模數據中心用戶，用戶通常希望3天內全部都可以完成數據的導入，數據可以成批便利進入，導入完成后可快速轉為正常運維狀態。目前市場上部分智能基礎設施管理軟件對于上述規模數據中心系統導入可能需要超過半個月的時間，這也是許多用戶所無法容忍有時放棄采用智能基礎設施管理系統的原因之一。對于數據中心的用戶，智能基礎設施管理軟件需要有針對性的功能開發以更好地適應數據中心的管理特點。 ? 虛擬化數據中心的智能基礎設施管理方式 隨著云計算的數據中心共享IT資源池的應用服務模式成功的案例越來許多，數據中心虛擬化技術應用越來越廣泛，除了服務器虛擬化外，網絡設備也開始越來越多的采用虛擬化技術，采用虛擬化技術的數據中心網絡架構與傳統數據中心有較大的差異。云計算虛擬化數據中心為降低延時，普遍采用二層網絡架構，服務器端大量采用TOR的網絡架構，與傳統EOR不同，TOR架構每個服務器機柜單獨配置接入層交換機，使得TIA942中定義的HDA與EDA融合在了一起。如下圖為虛擬化數據中心的其中一種胖樹型的架構作為舉例：

圖片來源：TIA942-A-1標準草案 云計算數據中心規模通常較大，相比傳統架構的數據中心，單個機柜的服務器密度部署更高。根據筆者了解，有些云計算數據中心采用定制化的服務器，單個機柜達到40-80臺服務器，每個服務器機柜內配置接入層交換機，接入層交換機配置在機柜頂部，機柜內部服務器端口直接采用跳線與接入層交換機互連。與傳統數據中心的網絡架構不同，在MDA或IDA區域將由多臺互連交換機替代核心交換機，而每臺互連交換機與所有的接入層交換機相連接，這將導致在MDA區域匯集大量的光纖配線，而且連接關系與結構十分復雜。 從上述的胖樹型虛擬化數據中心中可以看到，接入層采用跳線直連的方式連接到接入層交換，數據中心布線中的HDA已經不再存在，智能基礎設備管理系統硬件設備在此處同樣可以省略，因為以機柜為單位的內部的線纜連接關系不再復雜。有些模塊化數據中心采用以機柜為單位的生產線定制模式，出廠時已經在機柜內連接完成。從這方面來分析，虛擬化數據中心接入層的網絡基本可以省去智能基礎設施管理系統的硬件管理，但此處還是可以通過智能基礎設施管理系統的軟件系統對內部連接線纜相應的標識進行有效管理。而在接入層的上一層網絡互連交換那一層，此類數據中心與傳統數據中心不同的是將會有數量巨大的光纖進行匯集管理，根據機房規劃的不同，通常布線管理設置在IDA或MDA，而且此處的光連接關系比傳統數據中心更加復雜。智能基礎設施管理系統在此處十分有必要進行管理，智能配線光纖配線系統將大量部署于此處。 虛擬化數據中心對于智能基礎設施管理系統的要求也有其相應的特點，我們簡要歸納如以下幾點： 1，云計算虛擬化數據中心對于網絡單點故障與傳統數據中心相比較可靠性要求反而更低，但對于管理密度要求較高。這是由云計算的特點決定的，當某單臺設備有故障時，所有的計算能力會自動分攤到其他的服務器上去，不會造成正常的數據傳輸與應用程序無法執行的問題。由于在虛擬化數據中心的MDA或IDA會有數量巨大的路由、復雜的光纖需要管理，相對來說，虛擬化數據中心非常注重管理的密度與管理靈活性。要求智能光纖配線架要有足夠高的密度，由于是主干光纖管理，勢必要求與當前數據中心布線方案普遍與高密度40G/100G MTP/MPO的主干連接方式能夠兼容。傳統1HU 48芯的光纖管理密度已經顯得密度不足夠，至少會需求1HU72芯以上的LC類型的智能管理要求。為了滿足管理的靈活性要求，智能光纖系統的管理盡可能采用模塊化的結構，同時也有利于智能配線管理資源提高利用率。 2，云計算數據中心規模較大，管理端口數量多，要求數據中心智能基礎設施管理系統的實時性要求更高。當智能基礎設施管理系統管理的網絡端口數規模如超過8000以上時，從現場發現問題到管理人員從軟件上獲得信息的同步時間通常需要控制在5秒鐘內得到響應。傳統智能布線系統對于超過8000點大規模的網絡響應時間太長，有的可有會超過幾分鐘，這樣的反饋時間對于云計算數據中心的實時管理是不能提受的。因為這將大大降低了現場執行的效率，特別是影響批量處理的電子工單的現場操作時效，也影響意外出現的破壞問題不能在第一時間得到最迅速處理。 智能基礎設施管理系統應用于數據中心的專業化趨勢 從我們通常所說的智能布線系統的命名提升到智能基礎設施管理系統的概念后，讓管理的范圍有了進一步擴大的發展空間。雖然ANSI/TIA 606-B所定義智能基礎設施管理系統并不限定于數據中心的管理，同時也適用于智能樓宇的應用。但實際從專業化的發展方向來看，我相信以后還是會有各自的進一步的專業化要求，除了上述提到的智能布線系統對于數據中心的管理來說，傳統型架構與虛擬化架構的管理已經有所不同的要求。除此之外，對于數據中心的基礎設施管理只要是基于IP的平臺的基礎設施都是可以統一的軟件接口融合管理，如下作部分舉例： 1，更加有用的資產與統計報告：將智能基礎設施管理系統采用SNMP協議與網絡設備通信，IP地址與設備MAC地址關聯，可以將網絡層的報告與智能基礎設施管理系統的物理地址管理相結合，可以方便地得到設備的端口利用率與閑置率，且可以快速定位所要查看設備物理位置等。 2，數據中心實時能耗的管理：智能基礎設施管理系統軟件開放通訊接口與智能PDU管理融合，可以快速查詢與管理到每個機柜及每臺設備的實時的功耗與電流量狀況。可以給IT人員快速決策哪些機柜還有空余的PDU空間、機柜機架安裝空間以及機柜供電能力富余量等，以便于IT人員判斷后續設備的升級與擴展空間。 3，機柜溫度實時監控：對于各個機柜內安裝的溫度傳感器回傳的溫度狀況，采用統一的通信協議后，智能基礎設施管理系統軟件可以讀到實時狀態數據，當溫度達到設定門限時自動報警，管理軟件可以快速定位溫度過高的機柜便于及時處理。 結束語 近年來隨著數據中心的管理要求越來越高，用戶對于智能基礎設施管理系統關注度不斷的提高，據布線聯盟網的2011年市場調查報告中表示，分別有49.69%和47.2%的受訪者將“預連接光纖”和“智能布線系統”視為數據中心布線方案中必不可少的重要產品類型。隨著ANSI/TIA-606-B標準的正式發布，智能基礎設施管理系統的應用將為更加廣泛。基于數據中心的管理特點，智能基礎設施管理系統的具體管理功能不論是硬件還是軟件將需要有進一步的專業化。智能基礎設施管理系統將不再僅僅局限于對于布線系統本身的管理，而需要支持與融合多種應用功能，可以預見的是部署智能基礎設施管理系統的數據中心的管理今后將更加“智能”。 文獻摘要： 1，《淺談云計算數據中心對布線系統的影響》 孫慧永 2012年2月 2，ANSI/TIA-942A-1 Data Center Fabrics draft?2012.03 3, 《2011年中國綜合布線市場發展報告》布線聯盟網 2012年6月

轉載于:https://blog.51cto.com/rosaphdcs/960316

總結

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