大数据环境下的综合布线技术探析

　　随着移动互联网技术的不断发展，移动互联网用户发送和上传的数据量达到1.3exabytes，相当于10的18方。BigData“大数据”是继云计算、物联网之后TI产业又一次颠覆性的技术变革。当今信息时代所产生的数据量已经大到无法用传统的工具进行采集、存储、管理与分析。全球产生的数据量，仅在2011就达到1ZB，且根据预测，未来十年全球数据存储量将增长50倍。大数据不是云计算，是云计算的灵魂和升级方向。

　　1、大数据时代网络挑战

　　全世界联网主机数中轴标是上升趋势，2007年全世界人均只有0.1个设备是联到网上的，到2013年人均7个。到2016年将每3分钟传送360万小时视频，相当于全球已生产的全部电影。2010年在全球互联网流量中，美国是6337PB/月，占全球31%，中国占全球63%。1998年一个网民一个月消耗1兆流量，2003年数字到10兆，2008年一个月到lG的流量，到2014年一个网民一个月可能要到10G。

　　另外，物联网在越来越多的行业中得到了应用，“万物互联”是物联网的终极目标。这部分是数据流量绝对增长量。物联网的时代将是传感器自动不间断地巨传大量数据并通过网络存储在数据中心内，对网络与数据中心的存储量起到了推动型作用。

　　大数据与网络基础设施的发展是相互影响、制约或促进的，所有数据量的上升需要更大规模的数据中心与其相适应，布线系统作为数据中心内部连接与管理的基础设施是所有数据流通的基础，对于数据中心运行对大数据流的支持起了关键作用。布线系统作为搭建数据中心的基础物理平台之一。

　　2、标准化发展应对大数据

　　根据2012版本的《数据中心电信基础设施标准》TIA942A对于虚拟化的网络架构基本没有涉及。基于当前网络技术日新月异的变化状况，云计算虚拟化的网络发展将是大型数据中心网格架构的重要发展趋势，采用无阻塞的交换矩阵的网络结构是从网络层面应对大数据时代的技术手段之一。为应对大数据的挑战，云计算虚拟化网络技术的应用是技术发展必然的趋势。

　　面临海量的数据存储用于数据处理，数据中心为了提高资源利用效率与数据分析计算能力，，将大量采用虚拟化云计算的技术，包括服务器虚拟化技术等。网络架构总体的趋势将采用大二层虚拟化的网络，核心层采用40G/100G，接入层采用10G的方式基本已经成为网络升级的方向。虚拟矩阵的数据中心主干网络中，更多地将从10G网络升级到40G/100G。IEEE803.3ba于2001年已经正式颁布采用40G/100G的网络技术标准，，数据中心主干链路88%以上小于100m的距离，，多模光纤0M3/0M4采用MTP与QSFP接口多通道并行传输的方式，基于其良好的性价比，被业界认为是数据中心主干链路应用的首选方案。

　　3、支持大数据网络物理层接口技术分析

　　当网络主干走向40G/100G的高速网络时，数据中心接入层设备与服务器网络接口从1000M走向10G是必然趋势。过去接入层的网络速率在1000M及以下，采用铜缆RJ45的接口模式在整体市场中处于主导地位。而当网络上升到1G0时，将有多种接口模型可供选择，当前10G接口类型较多，技术要求的差异较大。从10G接口类型中，基于功耗、端口密度、支持距离等方面思考，笔者认为从长远来看CX4铜缆方案并不占有太大的优势。而其余四种类型，SFP十DAC的10G无源铜缆、SFP十AOC的10G有源光缆、SFP十10GBaseE一SR的光缆、RJ45Base-T的铜缆的解决方案，各有优缺点，这里不详细阐述。各种10G接口技术都在进步，不同时期的优势点也有变化，至于何种技术在市场上能得到更多应用，仍需拭目以待。

　　4、传输介质的技术应用分析

　　数据中心跟传统大楼的布线不太一样。对于光纤来讲，其实已不单单满足于10M、40G、100G，标准IEEE802.3ba已经正式颁布，40G用到8芯光纤来传输数据，而100G则用到20芯的光纤。IEEE工作组的步伐也并没有就此停住，在完成了802.3ba后，正在做一个向下兼容的、从10G到100G的光纤标准“、。

　　数据中心的光纤应用，采用集中式和分布式的方法进行配线管理。在未来几年里，机构的调整和应用的调整可能需要将服务器从这个机柜搬到了另外一个机柜，有一种方法，就是集中式管理。在设计水平线路的时候，不再连到列头柜，而是把所有线路连到一个集中管理配线区，在这个区域通过跳线连接完成从MDA到HAD，从HAD到EDA，甚至从MDA直接跳到EDA，或EDA直接到EAD。所有这些工作都在集中地配线去完成，而不需要跑到下面搬服务器或者重新敷设线路，这样对于一些经常变更的应用来讲有更大的吸引力。目前对于10G以下的应用，可以采用适配器加上跳线方式完成线路之间的连接，未来要升级到40G/100G也很简单，把这个适配器换成MTP或者MPO面板就可以。

　　基于当前数据中心内主干网络主要由光纤作为传输介质的背景，TIA标准化组织已经在研发基于电阻100Ω，平衡双绞线铜缆支持40GBase-T的网络，草案标准已经发行，预计标准将于2014年正式实施，该标准将铜缆双绞线带宽扩展至2000MHz。将继续采用RJ45作为接口标准。定义铜缆级别为Cat.8，可以支持40GBase-T网络传输距离达到30m，基本满足数据中心40G链路55%的距离。铜缆支持40G的应用是对40G标准的一个重要补充，虽然距离比较短，在规模较大的数据中心主干内无法成为主流。但预期铜缆方案的成本优势将对大量规模较小的数据中心建设来说，是一种较显优势的方案，有助于促使数据中更快及更大范围推进40G网络的应用。

　　5、电子配线架的比较分析

　　目前，智能配线系统没有统一的国际标准，所以各公司产品的设计理念也不尽相同，从硬件角度来说大致可分为端口检测技术和链路检测技术两种，我们从性能上来做一个简单的分析。

　　端口检测技长是在端口内置了微型感应器，采用标准8芯跳线插入任一端端口即有感应，连接跳线需要按顺序建立连接关系。端口技术的特点是采用普通跳线，易于部署和维护，能够自动发现使用端口，因为使用标准跳线大大节省了维护成本。端口技术可以很方便地将普通非智能的配线架升级为智能的配线架，如果已经部署了普通配线架并已经在使用中，跳线已经插满，业务正在运行，即使如此也可以在线升级布线系统。

　　链路技术的特点是使用特殊跳线，可自动发现特有的跳线，允许跳线两端不按次序连接。

　　链路技术需要较多上层设备构建特有网络组，形成管理网络，来扫描电子配线架，从而建立数据库。如果要扩展，只增加电子配线架是不够的，必须增加多个层管理和扫描i量备，用户必须对自己的网络和管理点数有效准确的评估，以配备足够多的设备。如果采用特殊跳线的链路方式，尽管可以实现一些功能，但需要许多复杂的上层设备扩展和扫描，不利于扩展和部署。总体来说，两种技术都各有优缺点，这两种技术的共同点是采用带外的管理模式，不采用双绞线中1到8针对的传输介质，而是在端口或旁侧增加感应能力来判断跳线的位置。当然，智能布线也有其他技术，比如传输线路载波技术，还比如将链路技术改良融入一些端口技术的有点，相信智能布线技术在硬件上还会进一步发展。