Jakie są główne metody okablowania w okablowaniu sali komputerowej?

Jako główne centrum przechowywania danych przedsiębiorstwa, transmisji sieciowej i operacji biznesowych, sala komputerowa posiada system okablowania jako podstawowy element infrastruktury. Rozsądna metoda okablowania może nie tylko zapewnić stabilną transmisję sieciową i zmniejszyć zakłócenia sygnału, ale także poprawić wydajność późniejszej obsługi i konserwacji, ułatwić rozbudowę i modernizację sprzętu, a jednocześnie zoptymalizować rozpraszanie ciepła i zarządzanie bezpieczeństwem sali komputerowej. Wraz z ciągłym podnoszeniem standardów budowy centrów danych, okablowanie w pomieszczeniach komputerowych stopniowo zmierza w kierunku standaryzacji, modularyzacji i intensyfikacji. Obecnie główne metody okablowania w branży można podzielić głównie na dwie kategorie: formy okablowania przestrzennego i formy okablowania architektury sieciowej. Jednocześnie łączy się je ze znormalizowanymi systemami okablowania wewnątrz szaf, aby dostosować je do scenariuszy pomieszczeń komputerowych o różnej skali i obciążeniu.

I. Główne metody routingu przestrzennego: routing górny i dolny

Z punktu widzenia ogólnego układu przestrzeni pomieszczenia komputerowego, okablowanie górne i dolne to dwa najbardziej podstawowe i powszechnie stosowane tryby okablowania. Ich logika układu jest inna, a ich stosowane scenariusze oraz zalety i wady są znacząco różne.

1. Okablowanie nadrzędne

Okablowanie napowietrzne jest głównym wyborem w nowoczesnych pomieszczeniach komputerowych. Wszystkie kable układane są w otwartych korytkach kablowych i zamkniętych korytkach kablowych u góry szaf i pod stropem. Prąd silny i słaby są oddzielane i układane, a następnie spływają do odpowiednich szaf poprzez pionowe korytka kablowe, aby zakończyć podłączenie sprzętu.

Podstawowe zalety:  Niskie narażenie na kable, odporność na wilgoć i korozję, odporność na gromadzenie się wody gruntowej, kurz lub inwazję gryzoni. Kontrola działania i konserwacji jest intuicyjna i wygodna. Nie ma potrzeby demontażu podłogi, dodawania lub usuwania kabli, a skuteczność wykrywania usterek jest wysoka. Zwolnij przestrzeń pod antystatyczną podłogą, którą można wykorzystać specjalnie do cyrkulacji powietrza pod klimatyzatorem, aby zoptymalizować odprowadzanie ciepła z pomieszczenia komputerowego. Układ wielowarstwowych tras kablowych o silnym i słabym natężeniu prądu ogranicza zakłócenia elektromagnetyczne i zapewnia stabilniejszą transmisję sieci.

Wady:  Istnieją pewne wymagania dotyczące wysokości podłogi w pomieszczeniu komputerowym, a koszty instalacji i budowy korytek kablowych i wieszaków na wczesnym etapie są nieco wysokie.

Obowiązujące scenariusze:  Średnie i duże centra danych, główne pomieszczenia komputerowe przedsiębiorstw, serwerownie o dużej gęstości i pomieszczenia komputerowe w wilgotnym środowisku.

2. Podkreśl okablowanie

Okablowanie podpodłogowe to tradycyjna i klasyczna metoda okablowania. Wykorzystując przestrzeń międzywarstwową antystatycznej podłogi podniesionej w pomieszczeniu komputerowym, układa się koryta podłogowe lub kable bezpośrednio w uporządkowany sposób i skupiając się w dolnym punkcie wejścia do szafy.

Podstawowe zalety:  Ogólny wygląd jest czysty i schludny, nie ma odsłoniętych korytek kablowych na podłodze, a sala komputerowa charakteryzuje się wysoką estetyką. Konstrukcja jest prosta, a koszt niski, dzięki czemu nadaje się do tanich projektów renowacyjnych. Jest naturalnie kompatybilny z trybem chłodzenia podwieszanego, a cyrkulacja powietrza spełnia wymagania urządzeń w zakresie odprowadzania ciepła.

Wady:  Przestrzeń pod podłogą jest uszczelniona, przez co jest podatna na gromadzenie się kurzu i wilgoci, co przyspiesza starzenie się kabli. Późniejsza obsługa i konserwacja są uciążliwe, a podłogę należy często zdejmować w celu kontroli i naprawy. Jest podatny na wycieki wody, uszkodzenia spowodowane przez owady i gryzonie oraz charakteryzuje się stosunkowo wysokim ryzykiem zakłóceń w przypadku zmieszania silnego i słabego prądu.

Obowiązujące scenariusze:  Renowacja starych pomieszczeń komputerowych, słabszych pomieszczeń komputerowych małych i średnich przedsiębiorstw oraz małych pomieszczeń komputerowych o słabym natężeniu prądu i niewystarczającej wysokości podłogi.

 

  

II . Okablowanie architektury centrum danych: EOR, MOR, TOR

1. Metoda okablowania EOR

 1.1 Zasada okablowania

Metoda okablowania EOR polega na centralnym zainstalowaniu przełączników dostępowych w szafach sieciowych na początku lub na końcu każdego rzędu szaf. Wszystkie porty serwera w szafie serwerowej są najpierw połączone z panelem krosowym w szafie za pomocą kabli krosowych, a następnie przedłużone do przełącznika dostępu w szafie sieciowej terminali za pomocą miedzianych kabli na panelu krosowym. Takie podejście umożliwia ujednolicony dostęp do serwerów.

 1.2 Zalety i wady

Zalety:  Ta metoda okablowania jest najczęstsza. Przed instalacją serwerów i przełączników dostępowych można wcześniej zakończyć okablowanie od szaf serwerowych do szaf sieciowych. Późniejsza instalacja serwerów lub przełączników sprzętu oraz prace związane z patchcordem są wykonywane w odpowiednich szafach, które są stosunkowo niezależne. 

Wada:  Od szaf serwerowych do szaf sieciowych prowadzi stosunkowo duża liczba kabli miedzianych, około 20 do 40 kabli miedzianych. Co więcej, im dalej szafa serwerowa znajduje się od szafy sieciowej, tym dłuższa będzie odległość okablowania kabla miedzianego w pomieszczeniu komputerowym, co prowadzi do dużego nakładu pracy związanego z zarządzaniem kablami i konserwacją oraz słabą elastycznością. Tymczasem, gdy podłoga podniesiona w centrum danych jest wykorzystywana jako kanał dopływu powietrza do chłodzenia, a pod podłogą podniesioną są również układane korytka/kanały kablowe do kompleksowego okablowania, EOR może zmniejszyć wielkość wentylacji w celu chłodzenia. Należy w tym momencie zwrócić uwagę, aby korytka kablowe do okablowania nie krzyżowały się prostopadle z kierunkiem nawiewu, aby nie blokować dopływu powietrza do klimatyzacji.

 1.3 Obowiązujące scenariusze

Nadaje się do niektórych centrów danych, które są wrażliwe na koszty, mają stosunkowo małą liczbę szaf i stosunkowo prostą strukturę sieci. Na przykład w centrach danych niektórych małych przedsiębiorstw liczba serwerów jest ograniczona, a wymagania dotyczące elastyczności okablowania i wygody zarządzania nie są szczególnie wysokie.

 

2. Metoda okablowania MOR

 2.1 Zasada okablowania

Okablowanie MOR stanowi udoskonalenie metody okablowania EOR, przy czym główna różnica polega na położeniu, w którym umieszczone są głowice kolumn. MOR umieszcza je na środku każdej szafki kolumnowej. Szafa sieciowa MOR jest umieszczona pośrodku dwóch rzędów szaf POD (wspólna jednostka układu szafy w centrum danych). Porty serwera są połączone kablami krosowymi z panelem krosowym w szafie, a następnie za pomocą kabli miedzianych z przełącznikiem dostępowym w szafie sieciowej znajdującym się w pozycji środkowej.

 2.2 Zalety i wady

Zalety:  Może zmniejszyć odległość kabla od szafy serwerowej do szafy sieciowej i uprościć zarządzanie kablami oraz prace konserwacyjne. Kable układane są od środkowego położenia szafy do obu końców, co może zmniejszyć zagęszczenie kabli na wejściach i wyjściach kanału kablowego oraz skrócić średnią długość kabli. Jednocześnie nadaje się również do wdrożenia systemu połączeń wstępnych o niestandardowej długości, który jest wygodniejszy do łączenia krzyżowego i zarządzania osprzętem okablowania wewnątrz szafy okablowania niż EOR. 

Wada:  w porównaniu z metodą okablowania TOR, gdy gęstość serwerów jest duża, liczba kabli jest nadal stosunkowo duża, a złożoność zarządzania jest nadal stosunkowo wysoka. Ponadto w środku każdego rzędu szaf należy wyznaczyć dedykowane stanowisko dla szaf sieciowych, co nakłada pewne wymagania na układ przestrzenny pomieszczenia komputerowego.

 2.3 Obowiązujące scenariusze

Nadaje się do średniej wielkości centrów danych z dużą liczbą rzędów szaf i pewnymi wymaganiami dotyczącymi długości kabli i wygody zarządzania. Na przykład niektóre centra danych średniej wielkości przedsiębiorstw lub małe węzły oddziałów centrów danych firm internetowych nie tylko dążą do zmniejszenia długości kabli i trudności w zarządzaniu, ale także nie mogą w pełni przyjąć metody okablowania TOR, jak robią to duże centra danych.

 

3. Metoda okablowania TOR

 3.1 Zasada okablowania

W przypadku korzystania z okablowania TOR na górze każdej szafy serwerowej w POD-u rozmieszczone są 1-2 przełączniki dostępowe. Serwery montowane w stojaku są bezpośrednio podłączone do przełączników wewnątrz szafy za pomocą kabli krosowych, a porty łącza zwrotnego przełączników są podłączone do przełączników agregacyjnych w szafach sieciowych EOR/MOR za pomocą kabli miedzianych lub światłowodów.

 3.2 Zalety i wady

Zalety:  Znacząco upraszcza okablowanie pomiędzy szafami serwerowymi i szafami sieciowymi. Liczba włókien optycznych lub kabli miedzianych prowadzących z każdej szafy serwerowej do szafy sieciowej jest stosunkowo niewielka, zwykle wynosi tylko 4 do 6. Jest to bardzo przydatne w scenariuszach o dużej gęstości serwerów w szafach. W przypadku standardowej szafy o szerokości 19 cali i wysokości 42U, jeśli zostanie zastosowana metoda okablowania przełącznika TOR, w każdej szafie można zainstalować od 15 do 30 serwerów o wysokości 1U do montażu w stojaku (konkretna liczba musi uwzględniać pobór mocy pojedynczego serwera i moc wyjściową zasilacza szafy).

Wraz z gwałtownym wzrostem wymagań biznesowych dotyczących danych użytkowników, gęstość serwerów w pomieszczeniach komputerowych w centrach danych staje się coraz większa. Coraz większą popularnością cieszą się nowe trendy technologiczne, takie jak wirtualizacja i przetwarzanie w chmurze. Metoda okablowania TOR jest lepiej dostosowana do tego trendu rozwojowego i pozwala lepiej osiągnąć szybką rozbudowę sieci. 

Wada: każda szafa musi być wyposażona w przełącznik dostępu, co zwiększa koszt sprzętu; Ponadto ma wysokie wymagania co do liczby portów i wydajności przełącznika. Jeśli przełącznik ulegnie awarii, dotknięty obszar będzie ograniczony do serwerów w lokalnej szafie.

 3.3 Obowiązujące scenariusze

Nadaje się do dużych centrów danych, zwłaszcza centrów danych w chmurze o wysokich wymaganiach dotyczących gęstości serwerów i szybkiego rozwoju biznesu, a także centrów danych dużych firm internetowych. W tych scenariuszach metoda okablowania TOR może spełnić wymagania szybkiego wdrożenia dużej liczby serwerów i wydajnych połączeń sieciowych.

 

4. Sugestie dotyczące wyboru trzech metod okablowania

 

W rzeczywistych projektach okablowania pomieszczeń komputerowych wybór metody okablowania wymaga wszechstronnego rozważenia wielu czynników.

 

4.1 Rodzaj i skala działalności

W scenariuszach o niezwykle wysokich wymaganiach dotyczących skalowalności, takich jak centra danych w chmurze i internetowe centra danych, gdzie biznes rozwija się szybko, metoda okablowania TOR może lepiej sprostać wymaganiom ciągłego zwiększania liczby serwerów i elastycznej rozbudowy sieci. W przypadku niektórych tradycyjnych korporacyjnych centrów danych o stosunkowo stabilnej działalności i wysokich wymaganiach dotyczących wykorzystania portów sieciowych bardziej odpowiednie mogą być metody okablowania EOR lub MOR. Na przykład w centrum danych banku systemy biznesowe są stosunkowo stabilne, a liczba serwerów i wymagania sieciowe niewiele się zmieniają. Przyjęcie metody okablowania EOR może lepiej scentralizować zarządzanie i wykorzystanie zasobów sieciowych.

 

4.2 Przestrzeń i układ sali komputerowej

Wielkość pomieszczenia komputerowego i układ szaf będą miały również wpływ na wybór metody okablowania. Jeśli przestrzeń w pomieszczeniu komputerowym jest ograniczona, a szafy serwerowe są blisko rozmieszczone, metoda okablowania TOR może zmniejszyć przestrzeń zajmowaną przez kable i sprawić, że układ pokoju komputerowego będzie bardziej kompaktowy. W przypadku pomieszczeń komputerowych z większą przestrzenią i bardziej regularnym układem szaf, metody okablowania EOR LUB MOR mogą lepiej wykorzystać przestrzeń i osiągnąć scentralizowane zarządzanie.

4.3 Czynniki kosztowe

Koszt jest ważnym czynnikiem branym pod uwagę, włączając koszt zakupu sprzętu, koszt okablowania, koszt konserwacji itp. Metoda okablowania TOR wymaga stosunkowo dużej liczby przełączników dostępowych, a koszt zakupu sprzętu jest stosunkowo wysoki, ale koszt okablowania może być niższy. Chociaż metoda okablowania EOR wymaga mniejszej liczby przełączników, koszt okablowania i późniejszy koszt konserwacji mogą być stosunkowo wysokie. Dokonując wyboru należy dokonać kompleksowej oceny tych kosztów i w oparciu o budżet wybrać odpowiedni sposób okablowania.

 

Porównanie trzech architektur

 

Architektura	Zmień lokalizację	Obowiązujące scenariusze	Główne zalety	Główne wady
EoR	Koniec kolumny	Średnie i duże tradycyjne centra danych	Zarządzanie portami jest wygodne, a okablowanie jest stosunkowo scentralizowane	Niska elastyczność zarządzania i znaczne różnice w długościach kabli
MoR	W kolumnie	Średnie i duże centra danych	Skróć długość kabla, aby zmniejszyć zatory	Leży pomiędzy EoR i ToR
Słup	Góra szafki	Centra danych o dużej gęstości i wysoce skalowalne	Szafa jest bardzo wydajna, ma uproszczone okablowanie i elastyczną skalowalność	Długość głównego kabla magistralnego jest bardzo zróżnicowana

 

III. Streszczenie

Okablowanie w sali komputerowej nie jest trybem pojedynczego zastosowania, ale połączonym projektem okablowania przestrzennego, układu konstrukcyjnego i zarządzania okablowaniem szafy. Architektura łącza nadrzędnego + EOR/MOR stała się obecnie głównym połączeniem dla rządowych i korporacyjnych centrów danych, biorąc pod uwagę bezpieczeństwo, stabilność oraz łatwość obsługi i konserwacji. Małe sale komputerowe mogą elastycznie dobierać okablowanie, aby obniżyć koszty. Scenariusze mocy obliczeniowej o bardzo dużej gęstości opierają się na okablowaniu TOR w celu uzyskania wydajnej sieci.

Naukowy i rozsądny projekt okablowania może nie tylko uniknąć problemów, takich jak chaotyczne linie, zakłócenia sygnału i zagrożenia bezpieczeństwa, ale także zarezerwować wystarczającą ilość miejsca na późniejszą modernizację przepustowości, iterację sprzętu i rozbudowę sali komputerowej. Jest to kamień węgielny dla długotrwałej, stabilnej pracy sali komputerowej.