数据中心分级对布线冗余设计的影响

本文根据标准附件中有关数据中心可靠性分级的内容，介绍了数据中心通信基础及布线设计时的冗余考虑。

一级通信

一级通信基础没有冗余考虑，是最基本的数据中心要求。

设施中需要有一个用户自有的维护孔，以及连接数据中心的进入通道。接入服务商的服务要端接在一个进入场所内。整个数据中心内部，通信基础设施将通过一条单独通道分布于进入场所到主分布区和水平分布区之间。虽然网络拓扑结构中可能会有逻辑冗余，但物理上的冗余或是多样化在一级数据中心设施中是没有的。

标准要求对所有的配线架，模块和线缆要按照ANSI/TIA/EIA-606-A管理标准进行标注，所有的机柜和机架前后应也要进行标注。

在这样的无冗余设计环境下，存在多个单点故障的可能性，整个系统在突如其来的灾难情况下较为脆弱。如：

接入服务商服务中断，中心机房服务中断;

接入服务商设备失败;

路由器或服务器由于没有冗余而失败;

入口场所、主分布区、或维护孔的任何灾难性事件，可能中断数据中心的所有通信服务;

主干或水平布线的损坏会引起部分设备服务的中断;

二级通信

二级数据中心设施在满足一级要求前提下，关键的通信设备，接入服务商的供应设备，路由器，LAN/SAN交换机，应有冗余部件(包括电源供应，处理器等)。

数据中心内部的LAN/SAN主干布线，即从水平分布区到主分布区部分，除整体星型结构之外，应有冗余的光纤或双绞线配置。冗余的主干线路可以与主用线路位于相同或不同的线缆护套内(如主用和冗余光缆可以合为一条24芯光缆或分为两条12芯光缆)。另外在物理星型结构上，可能会有逻辑配置，例如环形或网状拓扑结构。

二级数据中心设施要求有两个用户自有的维护孔，以及两个连接数据中心的进入通道。两个冗余的进入通道要端接在同一个进入场所，从维护孔到进入场所，两条通道之间的全程物理间隔最小20m(66 ft.)，两个进入通道的入口应完全分开，建议位于进入场所的对端。

所有的卡/跳接线需要在两端进行标识，标识符中要包含二级数据中心所涉及连接的名称。

二级数据中心设施加强了接入服务的可靠性，一个接入服务商通过两条不同路由给数据中心用户提供通信服务，在内部主干设计上亦考虑了冗余。但是仍有潜在的单点故障可能性，包括：

位于进入场所的接入服务商设备连至相同的电气分布区，由单一的HVAC部件或系统支持;

冗余路由和位于主分布区的核心交换硬件，连至相同的电气分布区，由单一的HVAC部件或系统支持;

位于水平分布区的冗余分布交换设备连接至相同的电气分布区，由单一的HVAC部件或系统支持;

进入场所或主分布区的任何灾难性事件可能中断数据中心的所有通信服务。

三级通信

通信基础需满足二级要求。

数据中心设施至少需由两个接入服务商提供服务。服务需至少从两个不同的接入服务商中心机房或代理节点引入。这些布线必须考虑不同的路由，且在整个路由上分开至少20米(66ft.)。

数据中心必须有两个进入场所，建议位于数据中心的对端，之间的物理间隔至少20米。接入服务商的供应设备、防火保护区、电源分布单元、空调设备不能在两个进入场所之间共享。如果一个进入场所的接入服务商供应设备失败了，另一个应能继续运行。

数据中心的进入场所、主分布区和水平分布区之间需要有冗余的主干通道。数据中心内部的LAN/SAN主干布线，即从水平分布区到主分布区部分，在整体星型配置的基础上，应有冗余的光纤或双绞线。冗余的主干线路与主用线路应位于不同的线缆护套内。(如1条12芯光缆主用，一条12芯光缆冗余)。

所有关键的通信设备、接入服务商供应设备、核心层路由器，LAN/SAN交换机需要有热备份。

布线系统文档是三级数据中心的必须要求，所有布线，跳接和跳线需使用制表软件、数据库、或有关布线管理程序进行存档。

三级数据中心设施实现了接入服务商，进入场所的主备用双冗余，在内部布线结构上实现了多样性，可有效地减小外部事件或故障对运行的影响，从结构上看，潜在的单点故障主要为：

主分布区的任何灾难性事件可能中断数据中心所有通信服务;

水平分布区的任何灾难性事件可能中断其覆盖区域的所有服务。

四级通信

通信基础需满足三级要求，并提供了最高等级的故障容错率

主干布线不仅要求冗余，还要有管道或连续性的装甲防护;所有关键通信设备，接入服务商供应设备，核心层路由器，LAN/SAN交换机需要自动备份，通用任务程序/连接可自动切换到备份设备上。

在结构上，数据中心需要有一个主分布区和一个次级分布区，建议位于数据中心的对端，之间有至少20米的物理分隔。防火保护区、电源分布单元、空调设备不能在主次级分布区之间共享。值得注意的是，如果计算机房是一个单独连续的空间，次级分布区的考虑则是可选的， 因为此时实施次级分布区得到的利益可能比较少。

主次级分布区需部署冗余路由器和交换机，以保证在主分布区、次级分布区、或一个入口场所整体失败情况下数据中心网络可以持续运行。

主分布区和次级分布区各有一条通道到各自的进入场所，主次级分布区之间也需要有连接通道。每个水平分布区需要同时提供至主分布区和次级分布区的连接。

冗余的水平布线在四级数据中心设施中也是可选的，这是为了保护重要的设备分布区域。这时一个水平设备分布区的水平布线应连接到两个水平分布区。

四级数据中心设施强调了数据中心整体运行的高可靠性，结构中最大程度增加了冗余的节点，布线结构充分考虑了主干、水平布线之间的交叉互联备份，在单点故障发生时，可以有效地通过迂回路由实现不间断的通信服务。其中潜在的单点故障主要是：

主分布区域(如果次级分布区没有实施)

水平分布区和水平布线(如果没有安装冗余的水平布线)

在实际的数据中心布线设计中，可以根据用户的实际需求及资金情况，对冗余部分进行一些灵活调整，如在低级别数据中心中先期考虑主干和水平区域的充分冗余，并留有机柜/机架扩展空间，等业务量增长到一定阶段后，再进行后期的升级。