数据中心布线基础技术

思科近日发布报告称，预期到2015年全球联网设备将从现在的50亿台增加至150亿台, 2015年全球月度互联网流量将从2004年的1艾字节增加至80艾字节（1艾字节=10亿GB）。面对如此庞大的互联网设备和数据流量，势必需要有相应数量的基础布线系统来支持，尤其在数据流量相对集中的互联网、金融以及电信等行业，传统的布线系统已经很难满足企业的运作需求，因此作为数据处理中枢的数据中心建设，将是未来网络基础建设的重点。

由于大型数据中心对布线产品的质量、系统的施工水平要求较高，布线企业已经有了专业化的分工，现在国内的大部分大型数据中心布线项目集中在专业提供数据中心布线方案的企业，约有5-6家国际布线品牌如罗森伯格等企业，相比传统布线品牌更有优势获得项目机会，这几个为数不多的数据中心布线企业占据了大型数据中心布线市场约70%的份额^[1]。集中化的市场特征，令许多传统布线从业人员很少有机会深入数据中心布线技术。相对于传统楼宇结构化布线，数据中心的布线技术具有更多的技术细节与应用特征，特别是对于新加入布线行业的从业人员，在碰到数据中心项目时甚至会有无从下手的困惑。行业内虽然不乏介绍数据中心的各类专业论文，然而过于专业的介绍往往令初学者很难理解。为了让更多的人能够关心直至了解数据中心，本文仅和大家探讨一些数据中心布线系统中的基础知识。

 

要对数据中心布线结构有所了解，首先应清楚数据中心布线所遵循的相关标准。目前比较常用的数据中心布线技术标准见表1。

目前国内外针对机房设计的权威标准分别是美国通信行业协会的TIA-942《数据中心通信设施标准》和中国国家标准GB50174《电子信息系统机房设计规范》，TIA-942标准结合以往相关标准和规范的优点，同时弥补了以前数据中心设计和建设阶段的信息隔阂问题，全面性地考虑到了诸如电气系统、HVAC(采暖通风与空调)、火灾探测与遏止、安全等多种应用在电信基础设施和空间内的共存；GB50174《电子信息系统机房设计规范》是在借鉴TIA942标准相关内容的基础上，编制出的更适合中国国情的国家强制性标准。

 

根据规模不同，数据中心可以是一个建筑群、建筑物或建筑物的一部分，主要用于容纳设置计算机房及其支持空间，在功能上数据中心是电子信息存储、加工和流转的中心，是企事业单位的信息中枢^[2]。本文所讨论的数据中心布线主要是指计算机房的结构化布线，包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。

相较于传统结构化布线由六个子系统所组成，数据中心机房布线系统按区域划分有：主配线区MDA、中间配线区IDA、水平配线区HDA、区域配线区ZDA以及设备配线区EDA等。TIA-942-A 大型数据中心布线整体拓扑如图1。

TIA942 标准中所描述的布线系统结构，是目前机房布线工程中广为采用的实施方案架构，下面以此为例介绍布线系统各部分具体组成内容与技术要点。

MDA主配线区，即核心交换区域，连接来自各中间配线区、水平配线区以及电信间和近线间的各层主干配线，是数据中心的核心配线区域。MDA在某种程度上相当于楼宇布线的设备间子系统。

IDA中间配线区，对于占据多个建筑物、多个楼层或多个房间的大型数据中心，经常会涉及到IDA中间配线区、即汇聚交换区域的配线。而对于一些中小型的数据中心，IDA中间配线区并不是必须的。

HDA水平配线区，是数据中心的水平管理区域，一般位于每列机柜的一端或两端，所以也常被称为列头柜，也可在每列机柜中部。每个水平配线区按管理的设备柜数量计算、一般不超过15个；当采用集中式管理时，管理的点位一般不超过2000点。数据中心布线中，在主配线区、PC服务器区、小型机区以及存储区等各个区域都会有相应的列头柜。水平配线区的功能类似于楼宇布线中的楼层管理间（IDF）。

ZDA区域配线区，ZDA是整个数据中心配线中唯一不含有源设备的区域，一般只有在大型数据中心机房中、有设备需要经常移动或变化的设置。ZDA可以是机柜或者机架，也可以通过集合点（CP）完成线缆的连接。

EDA设备配线区，设备配线区是指PC服务器、小型机、存储设备、交换机、KVM等所有网络设备的配线。为提高数据中心的网路设备的稳定性，尽可能减少网络设备端跳线的插拔，一般水平配线区的网络交换机端口与配线设备端口，是通过交叉连接方式互通的。EDA相当于数据中心的工作区。

 

在讨论数据中心时，经常会听到四级或几级机房的概念，这是来自于相关标准对机房的定义。根据机房所处行业的重要性、使用单位对机房内各系统的保障能力及由于场地设施故障造成网络信息中断/重要数据丢失在经济和社会上造成的损失及影响程度，GB50174将机房从高到低的划分为A、B、C三级，TIA 942则将数据中心机房从低到高划分为Tier I、Tier II、Tier Ⅲ、Tier Ⅳ四个等级^[2]。各级机房各类特性比较见表2。

为了进一步从结构上了解各级机房之间的差别，针对TIA942的机房分级标准，我们来分析一下各级机房的配线结构，见图2。

根据上图可以看出：二级以上机房就必须要由两个独立的运营商来提供网络服务（可以在同一个进线间），以免某个网络运营商出现故障时造成系统瘫痪；当机房级别上升到三级时，就需要建设两个独立的进线间，在其中一个进线间出现故障时另一个进线间可以维持正常的运行。四级机房除需要具备三级机房的配线要求外，建议增加MDA、IDA及HDA等区域的备份配线。

 

数据中心无论是网络架构还是基础布线，都与传统楼宇布线存在着很大的差别，随着我国银行、保险、证券、政府、电信、石化、电力和互联网等行业对数据中心的持续重视，使得这个领域的市场规模在持续扩大，对原本专业技术人员就比较缺乏的布线行业人员素质提出了更高的要求。

 

文：罗森伯格亚太电子有限公司 陈凤霞

 

参考文献

[1] 中国2010年综合布线市场报告：综合布线工作组，2011.05

[2] 张宜等.综合布线系统白皮书[M].北京：清华大学出版社，2010

[3] 中国2009-2010年综合布线市场报告：综合布线工作组，2010.10.29