Глава 1 ЭЛЕМЕНТЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ И ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЦОД

Структурированная кабельная система ЦОД не является самодостаточным продуктом. При всей ее важности и технической сложности она реализуется с целью выполнения вполне определенного круга задач и всегда проектируется, инсталлируется и эксплуатируется в составе целого комплекса систем самого разнообразного назначения. В силу этого СКС не только во многом задает характеристики и параметры других видов аппаратуры, в первую очередь телекоммуникационной, но и сама адаптируется под уровень техники и особенности исполнения окружающих инженерных систем и всего ЦОД в целом с целью достижения наибольшего эффекта. В силу этой особенности в данной главе рассматриваются некоторые аспекты построения телекоммуникационной части ЦОД, активно использующие ресурсы ЦОД и одновременно оказывающие значимое влияние на компонентные и структурные решения в области СКС.

1.1. Построение телекоммуникационной инфраструктуры

1.1.1. Уровни и подуровни аппаратурной части

Аппаратурная часть полной телекоммуникационной инфраструктуры масштабного ЦОД в общем случае включает в себя большое количество самостоятельных единиц техники различного функционального назначения. Из-за наличия многочисленных и не всегда очевидных связей формируемая из них структура отличается достаточно высокой сложностью. С учетом этого обстоятельства для упрощения восприятия в процессе проектирования, во время строительства и последующего администрирования на этапе эксплуатации ее целесообразно разбить на отдельные укрупненные модули. При этом каждый из таких модулей с целью обеспечения максимальной простоты структуры взаимодействует только с соседними без образования связей «через модуль». Результатом подобной процедуры становится представление сети в форме иерархической конструкции с выделением в ней следующих четырех уровней:

  • • ядра;
  • • агрегации;
  • • доступа;
  • • хранения данных.

Выбор именно такой структуры стал результатом целенаправленной многокритериальной оптимизации объекта, в процессе которой принимались во внимание следующие соображения:

  • • основные функции, выполняемые ЦОД;
  • • сложившаяся на данном этапе развития техники схема хранения и обработки информации, основанная на сетях массовой памяти[1] или сетях хранения данных, а также клиент- серверной архитектуре ЛВС соответственно;
  • • способы подключения к соединительным линиям операторов связи для организации обмена данными с внешними потребителями ресурсов ЦОД и предоставляемых центром услуг.
Основные компоненты аппаратурной части ЦОД

Рис. 1.1. Основные компоненты аппаратурной части ЦОД

Главной задачей, решаемой на уровне ядра (англ. Core), является формирование интерфейса связи с внешним миром, а также поддержка доступа в Интернет и реализация различных процедур подключения к сети телекоммуникационных операторов. С учетом функционального назначения данного уровня в качестве основного типа используемого в нем активного сетевого оборудования выступают маршрутизаторы, а скорость обмена данными является предельно высокой даже по меркам ЦОД.

Следующим по сложившейся иерархии аппаратной части ЦОД является уровень агрегации (англ. Aggregation, для обозначения этой структурной единицы в различных русскоязычных публикациях достаточно часто задействуется также термин «уровень распределения»). На него возлагаются функции корневой части уже локальной сети объекта. Поэтому в его основу положены высокопроизводительные магистральные коммутаторы.

Уровень доступа (англ. /Access) представляет собой технически наиболее многофункциональную и, соответственно, конструктивно максимально сложную часть телекоммуникационной и вычислительной структуры ЦОД, что определяется большим количеством решаемых задач и их предельным разнообразием даже на уровне отдельных классов. Свою значимую лепту в усложнение данного уровня вносит необходимость одновременного обеспечения эффективного функционирования и взаимодействия двух главных для ЦОД и крайне разноплановых технологий передачи данных, применяемых в ЛВС и системе массовой памяти. С учетом существования такой особенности, а также из соображений достижения удобства проектирования, реализации и последующей эксплуатации в составе уровня доступа целесообразно организовать три подуровня. О популярности такого дополнительного разделения свидетельствует факт того, что в некоторых публикациях для этих дополнительных структурных единиц даже вводится специальное обозначение сегментов.

Верхний подуровень уровня доступа образуют пограничные (англ. Edge) коммутаторы. Эти устройства своими линейными портами подключаются к серверам. Up-link-порты пограничных коммутаторов используются для соединения с магистральными коммутаторами.

На среднем подуровне уровня доступа или в его топологически центральной части располагаются серверы, причем деление серверов по назначению в этой части структуризации не производится. Нижний подуровень образуют коммутаторы (директоры) сети массовой памяти. Соответственно, серверы своими сетевыми интерфейсами подключаются как к портам пограничных коммутаторов ЛВС, так и коммутаторов сети массовой памяти.

Самый нижний уровень аппаратурной части телекоммуникационной инфраструктуры ориентирован на хранение данных, что определяет его наименование в виде уровня хранения данных (англ. Storage). В результате его ключевыми компонентами, с точки зрения активного сетевого оборудования, становятся накопители массовой памяти. Устройства, которые выполняют данные функции, могут быть реализованы на различных принципах (дисковые массивы, накопители на магнитной ленте и т. д.). Выбор конкретного из них или их сочетания определяется местными условиями реализованного проекта.

Иерархическая структура телекоммуникационной части ЦОД внешне обнаруживает определенное сходство с древовидной. Тем не менее их ни в коем случае нельзя отождествлять. Этому способствуют следующие факторы:

  • • невозможность реализации входного интерфейса ЦОД на основе единственного коммутатора или даже их стека из-за очень высоких объемов трафика и соображений обеспечения эксплуатационной надежности;
  • • наличие развитого резервирования внутренних трактов передачи, что определяется требованиями достижения заранее определенного уровня эксплуатационной готовности объекта в целом и отдельных его составных частей;
  • • расположение серверов как наиболее массового и, соответственно, основного потребителя ресурсов телекоммуникационной инфраструктуры на одном из внутренних уровней иерархии (уровне доступа).

Обращение к иерархической структуре построения объекта с его топологией, которая может рассматриваться как многосвязанная, а де-факто достаточно часто занимает промежуточное положение между классической решетчатой и полносвязанной, является далеко не случайным. Ее применение открывает перспективы получения целого ряда преимуществ. Среди таковых достойны отдельного упоминания:

  • • простота наращивания, в том числе в части вычислительной производительности и количества обслуживаемых потребителей (клиентов);
  • • возможность значительного увеличения эффективности выполнения различных процедур администрирования;
  • • простота достижения требуемого уровня эксплуатационной надежности за счет легкости введения избыточности и отсутствия проблем принципиального плана в процессе формирования резервных связей;
  • • сравнительная простота наращивания эффективности защиты от несанкционированного доступа к хранимой, обрабатываемой и передаваемой информации;
  • • удобство эксплуатационного обслуживания комплекса телекоммуникационной и вычислительной аппаратуры различного функционального назначения, установленной в аппаратной зале, в том числе за счет ее очень четкого распределения по отдельным пространственно разнесенным областям и зонам.

  • [1] В отечественной технической литературе сеть данной разновидности часто именуют также сетью илисистемой хранения данных (англ. Storage Area Network, SAN). В тексте данной работы для ее обозначенияоставлен более ранний термин «сеть массовой памяти» (от англ. Mass Storage), который применяется каксиноним термина «сеть хранения данных». Это дает преемственность с ранними публикациями, а в рядеслучаев оказывается более удачным с редакционной точки зрения.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >