超六類布線系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心

　　虛擬化將多種的應(yīng)用、需求和虛擬系統(tǒng)融合到了統(tǒng)一的端口上，對(duì)于端口的網(wǎng)絡(luò)帶寬要求也大大增加了。

　　為了適應(yīng)這種變化，數(shù)據(jù)中心里10G網(wǎng)絡(luò)端口的需求數(shù)量在不斷上升。為了能夠提供更高的性能，服務(wù)器內(nèi)的CPU數(shù)量不斷增加，單顆CPU內(nèi)包含的核心也越來越多。性能的提高就允許用戶在單臺(tái)服務(wù)器上部署更多的應(yīng)用，多應(yīng)用的服務(wù)器與有限數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)通訊端口之間就出現(xiàn)了矛盾;同時(shí)虛擬化也使得用戶可以在單臺(tái)服務(wù)器上虛擬出多個(gè)虛擬機(jī)以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和高效的運(yùn)營。

　　為了支持這樣的應(yīng)用，如果采用1G的以太網(wǎng)絡(luò)端口，就不得不在單臺(tái)服務(wù)器上安裝多個(gè)端口，這樣使得網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和管理都非常復(fù)雜。

　　為了簡化網(wǎng)絡(luò)管理，支持多業(yè)務(wù)，多虛擬機(jī)，10G的端口就變得更有優(yōu)勢。同時(shí)ISCSI, FCOE,NAS等技術(shù)的應(yīng)用使得SAN/LAN 融合成為趨勢，這對(duì)于端口帶寬的要求也大大增加。

　　10G以太網(wǎng)在服務(wù)器端口的大范圍應(yīng)用也就成為了未來發(fā)展的趨勢。相比1G以太網(wǎng)，采用了 10G以太網(wǎng)端口可以大幅降低網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，降低維護(hù)和管理的成本。

　　根據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，2012-2013年 10G端口在新銷售的服務(wù)器上將會(huì)普及

　　目前，主流的10G以太網(wǎng)接口方式有，10GBase-T 四對(duì)雙絞線，10GBase-CX4，10GBase-SR，以及SFP+ 光纖組件(AOC)，SFP+銅纜組件(DAC)。其中我們最熟悉也是過去在1G以太網(wǎng)應(yīng)用最廣泛的是基于4對(duì)雙絞線，RJ45端口的Base-T 標(biāo)準(zhǔn)。在10GBase-T標(biāo)準(zhǔn)中，提到了Cat 6UTP/FTP 和Cat 6A 都可以支持一定長度下的10GBaes-T 傳輸。本文主要介紹Cat 6A 超六類布線系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心中支持10G以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)以及與其它接口和標(biāo)準(zhǔn)的比較。

　　2009年TIA-568C.2 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來,超六類布線系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。超六類布線系統(tǒng)對(duì)于10GBase-T的支持，也使得在對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求很高的數(shù)據(jù)中心里，超六類布線的占比逐步提升。那么想必其它系統(tǒng)，超六類布線系統(tǒng)可以在數(shù)據(jù)中心里帶來哪些優(yōu)勢以及在選型和應(yīng)用中需要注意哪些地方呢？

　　首先我們來看一下傳統(tǒng)的六類與超六類之間對(duì)于10GBase-T支持的差異。在IEEE 802.3an標(biāo)準(zhǔn)中，Cat6 和Cat 6A都可以支持10GBase-T在一定長度下的傳輸，但是長度有明顯的差異。

　　在IEEE 802.3an標(biāo)準(zhǔn)中Cat 6 UTP鏈路可以支持55米長度的10GBase-T傳輸，Cat 6A鏈路可以支持100米長度，其中一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)或者說主要的差異來自于線間串?dāng)_。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，線纜內(nèi)部的NEXT，F(xiàn)EXT，RL等干擾因素可以做到非常高的抑制，但是線纜之間的互相干擾因?yàn)闊o法進(jìn)行信號(hào)預(yù)測，所以DSP可以說無能為力，在10GBase-T的要求下，線纜間的干擾就是一個(gè)必須要考慮的問題。

　　超六類UTP/超六類FTP/六類UTP/超五類UTP 線纜 48根

　　雙絞線在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心里，一般應(yīng)用在水平鏈路，也就是HDA列頭柜到EDA設(shè)備柜的那一段。這一段的線纜有幾個(gè)突出的特點(diǎn)，一，距離短，一般從HDA到EDA的實(shí)際長度不會(huì)超過15米;

　　二，密度高，一個(gè)EDA一般會(huì)有24-48根線纜，一個(gè)HDA管理10-12個(gè)EDA的情況下，HDA端就會(huì)有250-500根線纜。這兩個(gè)特點(diǎn)就引出了一個(gè)問題，在如此短距離下根據(jù)IEEE802.3an標(biāo)準(zhǔn)可以采用Cat 6類的系統(tǒng)來支持10GBase-T，那么在這種情況下Cat 6A是否還有用武之地？

　　實(shí)際上目前，就這個(gè)問題并沒有一個(gè)非常確切地答案或者標(biāo)準(zhǔn)。就筆者言，更推薦采用Cat 6A 類的系統(tǒng)，原因如下：

　　一，線纜間的串?dāng)_，前面提到在數(shù)據(jù)中心HDA 端,線纜的密度非常高，所以線間干擾的情況非常復(fù)雜。已經(jīng)不不是傳統(tǒng)的6包1，可能是11包1、23包1、或者47包1 甚至更多，在這么復(fù)雜的情況下，要用實(shí)際的測試來驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性是不可能的。

　　二，10GBase-T采用了Power Back Off技術(shù)，也就是發(fā)射功率可調(diào)。在距離很短的情況下，如果不存在外界干擾，網(wǎng)絡(luò)端口會(huì)調(diào)低發(fā)射功率,使系統(tǒng)信噪比處于一個(gè)夠使用,但不留太多余量的狀態(tài)。不過存在這樣的情況，原先休眠的設(shè)備開啟，因?yàn)榇藭r(shí)在進(jìn)行通訊握手的過程中端口發(fā)射的功率還是比較高的，那么會(huì)在這個(gè)階段給周邊的線纜上帶來較大的干擾，在極端的情況，比如多臺(tái)設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)，對(duì)于同一捆線纜中的其它端口，就會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的干擾。

　　所以，因?yàn)榇嬖谶@線間串?dāng)_的因素，在數(shù)據(jù)中心里， 如果要使用的更放心一點(diǎn)，還是采用針對(duì)線間串?dāng)_優(yōu)化的Cat 6A類系統(tǒng)會(huì)比較好一些。

　　另外10GBase-T 以后，下一代的Base-T標(biāo)準(zhǔn)仍在討論過程中，具體會(huì)是怎樣的方式目前沒有定論。不過根據(jù)研究，Cat 6A類特別是U/FTP或者F/FTP類的線纜是有一定的升級(jí)能力的，這類系統(tǒng)的余量是比較高的。即使將來不能在100米長度下支持下一代的Base-T傳輸，但是在短距離下(40米以內(nèi))，還是可能實(shí)現(xiàn)的。所以可以說Cat 6A類系統(tǒng)有一定的升級(jí)能力。采用了Cat 6A類系統(tǒng)可以為將來留下一定的升級(jí)空間。

　　目前在10Gbase 的應(yīng)用下，還有其它類型的一些方式如SFP+ ,CX4等，但是因?yàn)榍д拙W(wǎng)絡(luò)下，Base-T的端口是最普及的，所以到了10G以太網(wǎng)，10GBase-T采用RJ45接口也具有最好的兼容性。

　　實(shí)際上目前千兆服務(wù)器端口仍然占了很大的比重，同時(shí)過去采購的一些服務(wù)器仍然在壽命內(nèi)。

　　另外如KVM，帶外管理等系統(tǒng)很多也采用RJ45端口，所以在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心布線的時(shí)候也需要考慮對(duì)這些系統(tǒng)的兼容性。為了減少系統(tǒng)的復(fù)雜，增加統(tǒng)一性，Cat 6A類布線系統(tǒng)就是一個(gè)比較好的選擇。

　　從施工角度考慮，超六類布線比六類是要困難一些的，從上面的圖中也可以明顯的看出超六類線纜與六類線纜間尺寸的差異。這樣的差異就使得在施工時(shí)的難度有所上升，較大的線徑會(huì)導(dǎo)致對(duì)于線槽空間與承重，機(jī)柜內(nèi)垂直走線空間等要求的上升。但是只要是在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)之初就充分考慮到這些變化帶來的影響，可以說這些問題在實(shí)際施工中并不會(huì)帶來很大的麻煩。另外超六類系統(tǒng)還有一個(gè)屏蔽與非屏蔽的選擇，可以說各有優(yōu)點(diǎn)。

　　屏蔽系統(tǒng)施工要困難一些，必須要保證端到端的屏蔽，同時(shí)要保證接地系統(tǒng)的良好，但是屏蔽系統(tǒng)可以基本免疫外界的干擾，基本上無需考慮線間串?dāng)_(屏蔽完整，接地良好)，同時(shí)屏蔽系統(tǒng)在將來仍然有一定的升級(jí)空間。實(shí)際測試結(jié)果也證明，相同環(huán)境下，屏蔽系統(tǒng)內(nèi)接收到的外界干擾信號(hào)比非屏蔽系統(tǒng)低15dB以上; 非屏蔽系統(tǒng)的優(yōu)勢在于施工簡單，于傳統(tǒng)六類非屏蔽的施工沒有大的差異。

　　相比10GBase-SR標(biāo)準(zhǔn)采用的光纖連接，超六類的施工是要麻煩許多的。目前在數(shù)據(jù)中心內(nèi)比較主流的方式是采用預(yù)端接的光纖系統(tǒng)，安裝非�？�，即插即用，可以節(jié)省大量的施工時(shí)間。但是光纖連接的最大問題在于成本較高，目前就連接系統(tǒng)本身而言，相同長度的鏈路下，對(duì)于10G以太網(wǎng)，采用MTP-MTP預(yù)端接系統(tǒng)的成本是超六類布線的3倍左右甚至更多。再加上光纖收發(fā)端口，與RJ45端口之間的成本差異，可以說采用超六類系統(tǒng)有明顯的成本優(yōu)勢。

　　因?yàn)槌惒季�系統(tǒng)有著明顯的優(yōu)勢，所以可以預(yù)計(jì)在將來數(shù)據(jù)中心的水平鏈路里會(huì)應(yīng)用的越來越廣泛。但是在TOR架構(gòu)下，雙絞線主要應(yīng)用于機(jī)柜內(nèi)的跳線連接，水平鏈路的應(yīng)用非常少。在這樣的應(yīng)用下，目前有兩種主要的端口選擇，一種是RJ45， 一種是SFP+， 目前在服務(wù)器端比較主流的是SFP+萬兆端口，根據(jù)Intel的調(diào)查報(bào)告也可以看出這點(diǎn)，主要原因是RJ45端口萬兆網(wǎng)卡的功耗和成本還比較高。

　　DAC，10GBase-T, 10GBase-SR的成本比較差不多是1：1.7：2的水平。同時(shí)SFP+ 端口的功耗也很低，網(wǎng)卡功耗只有5W左右，10GBaes-T端口的網(wǎng)卡功耗需要15W。但是Intel 也預(yù)計(jì)隨著10GBase-T網(wǎng)卡的大規(guī)模推廣，成本降進(jìn)一步降低，功耗隨著芯片制程的進(jìn)步也會(huì)逐步降低，所以在未來的幾年里，會(huì)出現(xiàn)DAC與10GBase-T端口數(shù)量旗鼓相當(dāng)?shù)木置�。也就是說超六類跳線也會(huì)逐步的被大量采用。

　　超六類布線在數(shù)據(jù)中心里已經(jīng)被大量的采用了，隨著新數(shù)據(jù)中心建設(shè)的增加，超六類的占比會(huì)進(jìn)一步增加。超六類有其有優(yōu)勢的一面，也有其不足的地方，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還是要根據(jù)具體的情況，來選擇合適自己的布線系統(tǒng)。

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