پيشنهاد فني کابل کشی پسیو مرکز داده

1 – طرح مفهومی و معماری کلان

هر مركز داده شامل اجزايي است كه هر كدام متناسب با وظايفشان از ساختار خاصي برخوردار مي باشند. از جمله اين اجزا كه در يك مركز داده متعارف قابل مشاهده است، مي توان به شبكه هاي Campus، شبكه هاي گسترده خصوصي (Private WAN)، دسترسي از راه دور و انواع Server Farmها اشاره نمود. براي ارائه خدمات به هر يك از اين اجزا لازم است يك زيرساخت ارتباطي ايجاد گردد تا بواسطه آن بتوان بين اين اجزا ارتباط برقرار نمود. همانگونه كه در شكل زير نشان داده شده است يك سري سوئيچ با قابليت بالا در هسته شبكه داخلي مركز داده در نظر گرفته مي شود. از طريق اين مراكز داده سرويس هاي مورد نياز کليه اجزا ارائه مي گردد لذا لازم است ارتباطات امن به شبکه جهاني اينترنت و همچنين ارتباطات با ساير شبکه ها از اين طريق تامين شود.

ارتباطات با شبکه جهاني اينترنت به طور معمول با هدف بهينه سازي و ايجاد امنيت در ارائه سرويس ها از طريق حداقل دو ارائه دهنده سرويس تامين مي گردد.

تعيين ساختار مركز داده وابستگي شديدي به نوع برنامه هاي کاربردي و بار ترافيک آن دارد. اما نکته مهم در تعيين ساختار، تبديل نيازها به اهداف تعريف شده اي است که به واسطه آنها بتوان طرح تفصيلي يک مركز داده را تهيه نمود. با توجه به اهميت يک مركز داده لازم است ساختار آن به صورت لايه اي در نظر گرفته شود. در هر يک از لايه ها مدل هاي مختلفي براي طراحي مطرح مي باشد. شکل زير نشان دهنده طراحي يک مركز داده به شکل معمول است که لايه هاي اين طراحي عبارتند از:

لايه Aggregation (مجتمع سازي)
لايه Front-End
لايه برنامه هاي كاربردي
لايه Back-End
لايه ذخيره سازي(Storage)
لايه انتقال مركز داده

معماری مرکز داده باید به‌گونه‌ا‌‌ی باشد که در آن اعمال تغییرات به صورت پویا امکان‌پذیر باشد.

پنج عامل مهم در طراحی مرکز داده عبارت است از:

– توسعه پذيري (Scalability)
بر اساس استاندارد توسعه مرکز داده بدون نیاز به تعويض تجهیزات

– قابليت دسترسي بالا (High Availability)
قابليت تشخيص، تحمل و مقابله با خطا (توسط كلية سيستم‌ها و تجهيزات مركز داده ) رعایت Redundancy در تجهیزات و سیستم ها

– امنيت (Security)
پياده‌سازي امنيت فيزيكي و منطقي مركز داده

قابليت مديريت(Manageability)
قابلیت مدیریت مرکزی كليه تجهيزات و سيستم ها

انعطاف‌پذير ( Flexibility )
قابلیت انعطاف‌ در مقابل تغييرات

اجزای مرکز داده

زيرساخت فيزيكي(Network Critical Physical Infrastructure)
زيرساخت انفورماتيك (IT Infrastructure)
- سیستم شبکه
- سرويس‌دهنده
- سیستمهای ذخيره‌ساز
- سرويس‌ها و خدمات
- سيستمهاي امنيتي

معرفی فناوریهای مورد استفاده

در خصوص پياده سازي يك مركز داده اين رابطه، استاندارد TIA-942 تعيين شده است.علاوه بر آن در بخش كابل‌كشي عمومي Generic Cablingو يا كابل‌كشي ساخت‌يافته structured Cabling استاندارد EIA/TIA568,ISO11801 و نيز 606A استفاده ميشود..

استاندارد TIA/EIA 568 :

از اين استاندارد به منظور پياده‌سازي كابل‌كشي ساخت يافته براي ايجاد شبكه‌هاي تجاري در ساختمان‌‌هاي بزرگ استفاده مي‌شود. هدف از اين استاندارد توانايي برنامه‌ريزي مناسب، نصب بي عيب و نقص، نگهداري دراز مدت و جايگزين نمودن قطعات معيوب يا قديمي با قطعات جديد با كمترين هزينه مالي و زماني مي‌باشد. اين استاندارد همچنين توانايي پياده‌سازي سياست‌هاي مختلف و پيكربندي‌هاي متفاوت براي سايت‌هاي گوناگون با مشخصات فيزيكي و جغرافيايي متمايز را ايجاد مي‌سازد.

استاندارد 606A ANSI/TIA/EIA :

با توجه به نياز ساختمان‌هاي مدرن به شبكه داخلي همچنين ايجاد مراکز داده جهت ارايه سرويس‌هاي مختلف به کاربران و اين نكته كه اين ساختمان‌ها و مراکز به نوبه خود قابليت پيوستن به شبكه‌هاي WAN و در نهايت به اينترنت را دارند پس احتياج است كه از يك استاندارد شماره گذاري (Labeling) پيروي كنند. هر كدام از قطعات و اجزا شبكه با يك برچسب منحصر به فرد جهت شناسايي و مشخص مي‌شوند که مقادير ثبت شده شامل اطلاعاتي هستند كه نشاندهنده ارتباط با يكي از اجزا مخابراتي مي‌باشند و شامل اطلاعات، اتصالات مورد نياز و اطلاعات و اتصالات اضافي است.

استاندارد TIA – 942

در يک مرکز داده، به غير از عناصر فناوري اطلاعات بايد به موارد مانند برق، تجهيزات اعلام و اطفاء حريق، سيستم Grounding، کف و سقف کاذب، کابل کشي ساخت يافته و. .. نظري فني و تخصصي وجود داشته باشد..

عناصري چون :

سيستم برق بدون وقفه يا UPS به همراه باطري‌هاي مورد نياز
ژنراتورهاي با قابليت برق به ميزان مورد نياز
سيستم‌هاي کنترل شرايط محيطي HVAC
سيستم‌هاي اعلام و اطفاء حريق
حفاظت و امنيت فيزيکي مانند دوربين‌ها، پارتيشن‌هاي ضد انفجار و آتش سوزي
سازه مقاوم نسبت به بلاياي طبيعي
سيستم Grounding مناسب
فضاي مناسب براي جانمايي Rack‌‌ها
کف و سقف کاذب
پهناي باند مناسب خطوط ارتباطي
فضاي مناسب براي کنترل و مانيتورينگ فيزيک و تجهيزات موجود درشبکه

همان‌گونه که مشاهده مي‌شود براي استقراريک مرکز داده به عناصر بسياري نياز مي‌باشد که به طور جزئي تمام اين عناصر در استانداردهاي TIA-942 مطرح مي‌باشد. همچنين در اين استاندارد براي متمرکز نمودن کليه کابل‌ها از رک‌هاي مرکزي مجزا و منحصرا” Passive استفاده مي‌گردد. يک رک تجهيزات Fiber و رک دوم تجهيزات مسي را متمرکز مي‌کند و کليه رک‌ها از طريق اين دو رک بهم متصل مي‌گردند.

شكل زير توپولوژي اوليه يك مركز داده را نمايش مي دهد:

استاندارد TIA 942 ؛ كليه سطوح امنيتي و دسترس پذيري مورد نياز در يك مركز داده رادر 4 سطح مورد بررسي قرار داده است و نكاتي كه بايستي در هر كدام از سطوح رعايت گردد را در قالب چهار بخش Mechanical , Structural , Electrical , Telecommunication ليست نموده است. كارشناسان و طراحان مي توانند با توجه با به امكانات قابل دسترسي محيطي و با مبنا قرار دادن يكي از سطح هاي مطرح شده مشخصات كامل مركز داده خود را تعيين نمايند و در آن راستا طراحي هاي لازم را انجام دهند.

طرح اجرایی و پیاده سازی

لدر و استراکچر:

در تمامي Data Centerها، مسيرهايي براي گذراندن كابل‌هاي شبكه و همچنين كابل‌هاي برق وجود دارد. علاوه بر اين‌ها، وجود سيستم تهويه قوي براي پايين نگاه داشتن دماي سرورها نيز ضروري مي‌باشد.

به جهت هر چه بهتر، سريع‌تر و آسان‌تر شدن انتقال كابل استفاده از بسترهاي زير در نظر گرفته شدهاست:

– سيني فلزي با عرض 20 سانتيمتر در زير کف كاذب (در صورت استفاده از کف کاذب)جهت عبور کابل‌هاي برق

– لدر مخابراتي با عرض 30 سانتيمتري دورادرو و زير سقف سايت جهت ارتباط بين رک‌ها با يکديگر با کابل‌هاي UTP و Fiber Optic

قسمت بندي سايت (Zoneing)

جهت ايجاد ظرفيتهاي پيش بيني شده و تفکيک قسمتهاي سرور و شبکه و غيره، سايت به پنج Zone فيزيکی مختلف شامل Network، Servers ، Storages ، Telecommunication و Passive تقسيم بندي می شود. طراحي به شکلي است که در صورت اضافه شدن تجهيزات در آينده، براحتي اين تجيهزات در قسمت خود قابل نصب و دارای اتصال شبکه مخصوص به خود مي باشد، لذا Scalability بطور کامل لحاظ شده است.لازم به توضيح است که با توجه به نياز و وسعت پروژه، تعداد ركهاي Zone های فوق، متفاوت مي باشد.

بخش ارتباط کابلهاي شبكه (Passive zone)

از ديگر ويژگيهاي انحصاري سايت طراحي شده وجود بخش ارتباطي کابلهاي Passive مي باشد که خود از دو قسمت پچ پنلهاي فيبر نوري و پچ پنلهاي کابلهاي مسي تشکيل شده است و MDF مخابراتي نيز در اين قسمت مي باشد. مسير بصورتي طراحي شده که در صورت نصب و يا قطع و يا تغيير کاربري يک مشتري عملاً هيچ کابل جديدي نصب و يا قطع نخواهد شد فقط سطح دسترسي و نحوه ارتباط از طريق بخش مورد نظر با اضافه و يا کم کردن Patch cord مهيا مي شود.

جهت برقراري مناسب ارتباطات بين ركها و تجهيزات سخت افزاري درون مركز داده، از استاندارد و تعاريف زير بايد استفاده كنيم.

-رك توزیع اصلی ( MDA – Main Distribute Area )

بخش مرکزی که درخود، تجهیزات اصلی اتصال مانند مسیریاب‌ها و سوییچ های هسته را جای داده است. مطابق با استاندارد هر مرکز داده حداقل به یک MDA نیاز دارد. استاندارد نصب رک‌های جداگانه برای کابل‌های فیبر نوری و UTP را توصیه می‌کند.

– رك توزیع افقی ( HDA – Horizontal Distibute Area )

رك توزیع افقي، کابل‌کشی جهت اتصال بين منطقه توزيع اصلي و سرورهاي مركز داده را شامل ميشود. به اين نوع ركها، اصطلاحا سررك گفته ميشود. معمولا در هر رديف از ركهاي مركز داده يك سررك ديده ميشود.

– رك توزیع تجهیزات ( EDA – Equipment Distribute Area )
این منطقه مکانی برای تجهیزات سرور است و مسیرکابل‌ها به پچ پنل‌ها ختم می‌شود.

– منطقه توزیع جداشده (ZDA)

یک لینک اختیاری بین HDA و EDA که می‌تواند به عنوان نقطه تقویتی برای پیکربندی دوباره مطمئن یا برای جادادن تجهیزات مستقل مانند سرورها و Mainframe هایی که به پچ پنل وصل نمی‌شوند، عمل کند. در این بخش وجود تجهیزات فعال شبکه و یا اتصال شبکه مجاز نیست.

در شكلهاي زير ارتباط بين اين مناطق نمايش داده شده است.

همانگونه كه مشاهده ميشود، طبق استاندارد ارتباط بين منطقه HDA و MDA بايد از طريق فيبر نوري باشد و نيز ارتباط بين نواحي HDA و EDA از طريق كابل شبكه مسي.

* انواع كابل‌هاي مورد استفاده در مركز داده

طرحهاي پيشنهادي كابل كشي شبكه از نوع ساخت يافته و منطبق با استانداردهاي مربوطه در اين زمينه مي‌‌باشد. كابل كشي ساختيافته علاوه بر تسهيل نگهداري و رفع عيب احتمالي آن موجبات مديريت كارآمد در زمينة كابل كشي را فراهم مي‌‌آورد.

با توجه به اينكه بستر ارتباطي در مركز داده بايد سرعت انتقال اطلاعات 10 Giga Byte/S را فراهم سازد، از دو نوع کابل خاص در ايجاد ارتباط سرعت بالا شبكه بهره برداري شده است :

1- كابل S/FTP ( Sheilded/Foiled Twisted Pair )

در اين پروژه از كابل SFTP Cat 6A به جهت كاركرد در فركانس 650 MHz كه توانايي انتقال ديتا در حالت 10Gرا دارا مي‌باشد، استفاده خواهد شد همچنين به جهت پوشش فويل گونه‌اي که بر روي کابل موجود است در برابر کليه نويزهاي بيروني حفاظت مي‌شود و نيز به جهت دارا بودن روکشي از جنس LSZH در برابر حريق و حرارت قادر به متصاعد نمودن گاز سمي نمي‌باشد.

2- كابل فيبر نوري ( Fiber Optic )

كابل فيبر نوري مورد استفاده در مركز داده، از نوع MULTI-MODE-OM3 با قابليت پشتيباني سرعت 10G مي باشد. اتصالات آن از نوع SC Termination بوده كه در دو مدل SC Compact و SC Duplex بكاربرده مي شود .

تجهيزات غير فعال ( Passive )

* Connection Module

اين نوع اتصالRJ-45(Famale) از نوع شيلددار و بوده كه در ابتدا و انتهاي هرLink متصل شده است و داراي 8 شكاف مي باشد كه سيمهاي به هم تابيده در آن Terminate مي گردد .

* Fiber Optic Patch Panel

ميتوان از پچ پنلهاي 24،60 و 12 پورتي جهت ارتباط فيبر نوري بين ركها استفاده كرد.

* Copper Patch Panel

عموما از پچ پنلهاي 24 و 60 پورت براي ارتباط كابل مسي بين ركها استفاده ميشود.

نحوه همبندی تجهيزات پسيو UTP در شكل زير می باشد:

* استفاده از تكنولوژي M.P.O ( Multi Path Push-On)

همانگونه كه اشاره شد،‌ در پياده سازي مركز داده و ايجاد بستر ارتباطي بين ركها (‌كابل فيبر و مسي) نياز به استفاده بهينه از فضاي ركها مي باشد.

يكي از تكنولوژي هاي ارايه شده، استفاده از M.P.O در ارتباط هاي فيبر نوري مي باشد. هر يك از ماجولهاي آن، امكان ارتباط 6 تا 12 لينك را ميدهد.

اين ماجول ها از قبل آماده شده اند و همانگونه كه در شكل زير مشاهده مي شود توسط دو كابل مخصوص به ماجول ديگر متصل ميشوند. هر كابل ارتباط 6 لينك را مي تواند برقرار كند.