Experiencia en habilidades: ¿Cómo mejorar el cableado del centro de datos?

Cuando entra en la mayoría de los centros de datos, los administradores generalmente se disculpan por el cableado desordenado. El cableado es simple: conecte el servidor al conmutador de red con un cable. Sin embargo, el cable se coloca como una "superficie colgante", lo que afecta la utilización del espacio y la estética del gabinete. La escena caótica es como una gran cantidad de serpientes entrelazadas y no se pueden clasificar. Entendemos cómo las cosas han evolucionado hasta este punto, pero no podemos determinar la causa raíz de este resultado. ¿Es este caos el resultado de la constante evolución de la tecnología? Más importante aún, ¿cómo mejora el cableado del centro de datos?

El artículo comenzará con tres desafíos principales y explicará cómo diseñar e implementar una infraestructura de cableado para centros de datos: topología, cantidad y tipo de cable.

Topología del centro de datos

El cableado del centro de datos es diferente del cableado tradicional de edificios. La longitud de los cables es más corta y los requisitos de rendimiento son más altos. A diferencia de las oficinas normales con solo dos o cuatro terminales, un solo gabinete puede requerir 24, 48, 96 o más cables de red o conexiones de fibra.

Tres métodos básicos de cableado del centro de datos:

1. Punto a punto

2. Convergencia de fin de línea

3. Convergencia de las tapas de los gabinetes (usando fibra óptica o Interruptor)

Introduzca el cableado punto a punto. Este es el método de cableado que el centro de datos ha utilizado durante muchos años, y los resultados son, como hemos visto antes, un desastre. Punto a punto significa tirar del cable debajo del piso, en el aire (esté o no cableado) o a través del gabinete del servidor, cuando sea necesario. Los cables se hacen generalmente en el lugar o directamente usan los enlaces existentes. Por lo general, los cables viejos no se retiran ni se marcan, lo que dificulta el rastreo y la búsqueda, lo que hace que el personal del centro de datos deba ser mantenido en un entorno de "snack". Los servidores y los puentes pueden confundir la distribución de cables, y los formularios se vuelven más severos cuando se instalan conmutadores de red de alta densidad en gabinetes o en cualquier otro lugar. En resumen, el modo de igual a igual ya no es bueno para los centros de datos.

Arquitectura de agregación de final de fila

La convergencia de final de fila, también conocida como "convergencia regional", es un método común de cableado en centros de datos en los últimos años. En la arquitectura de cableado de fin de línea, hay lugares dedicados a colocar paneles de conexión e interruptores de agregación, generalmente al final de la misma fila de gabinetes, a veces en el medio, para facilitar la conexión de todo el conjunto de gabinetes de servidores. Los paneles de conexión se instalan en cada ranura y los cables permanentes se conectan al gabinete de agregación correspondiente a través de estos bastidores. Otros cables suelen ser de fibra óptica, utilizados para conectar el equipo de capa de agregación a la red central, a.k.a marco o área distribuida principal. Puede considerarse como una versión comprimida de la "topología en estrella" estándar en el centro de datos. El gabinete del servidor es como una oficina, y el gabinete de agregación es un marco de distribución intermedio (IDF) o una sala de comunicación (TR).

La convergencia de fin de fila simplifica la dificultad de agregar hardware simplemente conectando el servidor al panel de conexión al que desea conectarse y luego conectando el panel de conexión al interruptor de capa de agregación correspondiente. Se requieren dos puentes cortos para cada conexión, lo que también es beneficioso para la instalación y el mantenimiento futuros.

De manera similar, los conmutadores de la capa de acceso están conectados a la red central a través de fibra óptica, por lo que todo el proceso de instalación involucra solo puentes simples. La agregación de "final de línea" minimiza la longitud del puente requerido, ya que todos los paneles de parches tienen etiquetas que son fáciles de rastrear y los documentos que registran información relevante son más fáciles de leer. No solo eso, debido a que ya no se necesitan cables más largos, no hay razón para mantener cables viejos, largos e inferiores. Esto evita la degradación del rendimiento del sistema debido a problemas de compatibilidad de puentes.

Casing Convergence Architecture

Casing Convergence es el último método de cableado, pero puede verse como una variante de la convergencia de final de línea. La convergencia de la parte superior del bastidor depende de la densidad de configuración del servidor, y analizaremos cómo elegir el esquema de cableado adecuado para la arquitectura de cableado del centro de datos. Si un gabinete está lleno de servidores, la solución preferida es instalar un conmutador de capa de acceso en cada gabinete. Si el servidor tiene NIC duales y existen requisitos de tolerancia a fallas, considere instalar un conmutador más. Por lo general, se instalará un interruptor de nivel inferior para la administración del sistema. Todos los conmutadores están conectados a la red central a través de cables de parche de fibra, similar a la agregación de final de línea. Por lo tanto, el efecto de la parte superior del gabinete es el mismo que el del final de la línea, pero es más propicio para la expansión: puede instalar interruptores baratos en cada gabinete según las necesidades reales, y también puede completar la migración a través de la reconfiguración. El impacto de la falla de un solo interruptor es mucho menor que la falla de un interruptor grande al final de la línea.

Cuando encuentra un servidor blade que requiere un interruptor de modelo específico, la parte superior del gabinete es su mejor opción. En este caso, todo lo que tenemos que hacer es conectar la fibra a la red central. Por lo tanto, siempre que cada gabinete tenga el mismo dispositivo de fibra, se puede realizar la agregación de la red. A veces, incluso encontrará una instalación "híbrida", pero la estructura general no se ve afectada, por lo que solo necesita conectar diferentes blades a diferentes switches. En general, los equipos de fibra óptica ordinarios pueden cumplir con aplicaciones de alto rendimiento.

Elegir la mejor arquitectura de cableado para el centro de datos

Cómo elegir el final de la línea o la parte superior del gabinete depende de la densidad del dispositivo, los requisitos de rendimiento de la aplicación y los detalles de conexión del hardware. En un gran centro de datos, dos enfoques de diseño pueden aprovechar sus fortalezas en diferentes áreas de la aplicación. En resumen, la respuesta no es única. La tendencia general se orientará hacia las aplicaciones de fibra óptica, y la elección de la arquitectura de cableado se basa en "bajo demanda", que es la clave para todo.

Las redes de almacenamiento han usado conexiones de canal de fibra durante muchos años y están construidas con tapas de gabinetes. En una red de área de almacenamiento (SAN), los cables de conexión de fibra conectan los paneles de conexión a los conmutadores conectados al almacenamiento. Pero esto requiere una red adicional por gabinete, tal solución no es muy rentable.

La última tendencia es Fibre Channel over Ethernet (FCoE), que permite que las conexiones SAN utilicen la misma topología y utilicen rutas de fibra como redes de transporte. FCoE puede reducir los requisitos de línea física, aumentar el ancho de banda y agregar redes con la gestión integrada de SAN. Actualmente, FCoE aún está en su infancia y no todos los fabricantes son compatibles con este modelo. Además, dependiendo de la función del cable de red, la forma de conectar el almacenamiento depende de los requisitos de conexión de red del hardware y otros factores. No obstante, FCoE puede convertirse en un estándar común respaldado por los fabricantes en un futuro próximo.

Autor: Robert E. McFarlane Traductor: Chen Dewen