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綜合布線管理系統(tǒng)之智能配線架的過去與將來

作者:佚名
來源:IT168
日期:2018-12-26 09:45:14
摘要:在綜合布線管理系統(tǒng)中,智能配線架的使用已經(jīng)越來越廣泛了。電子配線架,即智能配線架,(編者注:下文簡稱“電配”)發(fā)展到今天大概有十幾年了。它的架構(gòu)有哪些,連接方式分幾種,實現(xiàn)檢測的技術(shù)有什么,各自的優(yōu)缺點如何,選用電配要注意哪些方面,許多讀者往往不是了解得很全面。我參與電配項目有十幾年,有了不少的感悟,所以我覺得有必要寫一篇文章討論一下這些問題,供大家參考。

  在綜合布線管理系統(tǒng)中,智能配線架的使用已經(jīng)越來越廣泛了。電子配線架,即智能配線架,(編者注:下文簡稱“電配”)發(fā)展到今天大概有十幾年了。它的架構(gòu)有哪些,連接方式分幾種,實現(xiàn)檢測的技術(shù)有什么,各自的優(yōu)缺點如何,選用電配要注意哪些方面,許多讀者往往不是了解得很全面。我參與電配項目有十幾年,有了不少的感悟,所以我覺得有必要寫一篇文章討論一下這些問題,供大家參考。

  電配的架構(gòu)種類

  電子配線架(智能配線架)給傳統(tǒng)的布線配線架增加了監(jiān)測功能。

  圖一是電配的示意圖。整個系統(tǒng)一般由配線架、跳線、管理器、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器和客戶端組成。電配的控制器實時監(jiān)測配架端口與跳線的連接實況,將相關(guān)信息傳到服務(wù)器,更新數(shù)據(jù)庫,管理員通過客戶端可以隨時掌握布線系統(tǒng)的現(xiàn)狀。同時管理員下發(fā)的工單也可以沿相反路徑發(fā)到配線架,操作員可以根據(jù)配架的提示來做相關(guān)操作。

  管理器的部署可以分為集中式和分布式。

  集中式管理架構(gòu)

  早期的電配(智能配線架)主要采用集中式管理架構(gòu)(如圖二所示),每個相鄰的配線架都接到一個管理掃描器,然后所有的管理掃描器都上聯(lián)并匯總至中央管理器統(tǒng)一控制。

  集中式控制存在單點故障,如果中央管理器發(fā)生故障,整個電子配線架系統(tǒng)的檢測功能就癱瘓了,系統(tǒng)可靠性較低,也不符合A/B級機房對冗余的控制。

  混合式管理架構(gòu)

  為了解決上述問題,電配系統(tǒng)的控制發(fā)展到第二階段,即集中+分布式控制。也就是幾個或幾十個相鄰的電子配線架聯(lián)結(jié)到一個控制器,各控制器再分別上聯(lián)到服務(wù)器。整個系統(tǒng)的可靠性比集中式有了較大提高,但仍然存在控制器這一故障點,一旦控制器發(fā)生故障,一個或幾個機柜配線架的檢測功能就癱瘓了。

  分布式管理架構(gòu)

  為了進一步提高可靠性,分布式管理架構(gòu)應運而生。分布式管理的架構(gòu)如圖一所示,每個配線架都獨立配置一個管理器。管理器實時監(jiān)測所屬電子配線架(智能配線架)的運行狀態(tài)和跳線的跳接變化,上傳配架信息或下派工單。管理器通過各自獨立的網(wǎng)絡(luò)鏈路連接到服務(wù)器。由于不存在單點故障,整個系統(tǒng)的可靠性是三個方案中最高的。

  電配的連接方式

  根據(jù)配線架連接工作區(qū)信息點和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方式,可以分為交叉連接和直連兩種類型。

  直連連接方式

  這種方式中在鏈路中只部署一個配線架,通常也叫做“單配”方式。如圖三所示,配架模塊正面的RJ45端口通過跳線連接交換機,背部通過水平線路(即雙絞線)連接工作區(qū)模塊。

  這種連接方式的優(yōu)點是節(jié)約成本。需要注意的是,能否實現(xiàn)鏈路端到端檢測是關(guān)鍵點。市場上很多采用該方式的電子配線架系統(tǒng)實際上是不能檢測到交換機端的連接狀態(tài)的,交換機這一側(cè)的跳線是否接入或是否接入錯誤端口,系統(tǒng)不能判別。實際上,這個系統(tǒng)沒有起到全鏈路檢測的功能。如果只拔掉交換機端口上的跳線,而配線架端的插頭保持不動,這一鏈路斷開了,但系統(tǒng)卻檢測不到,管理員不能夠及時知曉這一情況。同樣,如果在交換機端插錯或拔錯端口,系統(tǒng)也無法檢測和提示,這個電配系統(tǒng)也就沒有起到預期的預警作用,對管理員日常維護和故障排除的意義也就不大了。所以當我們決定要使用直連方式的的時候,一定要注意這個系統(tǒng)是否可以檢測到交換機端的鏈接情況。實際上在歐美,用戶幾乎不采用這一方式。

  交叉連接方式

  交叉連接方式又稱“雙配”方式,顧名思義就是在鏈路中部署了兩個配線架。該方式如圖四所示,網(wǎng)絡(luò)交換機的端口會有一根跳線連接到A配架模塊的后部,工作區(qū)模塊也通過水平鏈路連接到B配架模塊的后部,這兩段線路是固定不動的,兩端端口的連接也是一一對應的,兩段線路通過A、B兩個配架正面端口來連接,所有的跳接工作只發(fā)生在A、B配線架的正面端口。

  這種連接方式的建設(shè)成本比直連方式稍高,但和整個電配的成本來比,增加的比例有限。更重要的是交叉連接方式可以實現(xiàn)完整的端到端鏈路的檢測,特別是可以探知交換機端有無連接、有無跳接錯誤,在管理員排除故障時可以節(jié)約大量時間;有效地避免了在網(wǎng)絡(luò)交換機上的端口插拔錯誤,減少直接在交換機上的操作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作,大大地提高系統(tǒng)的可靠性。這種方式是TIA-568D標準中推薦的方式,也是歐美絕大多數(shù)項目廣泛采用的方式。

  電配的端口監(jiān)測方式

  實際上現(xiàn)在市場上選用的電子配線架(智能配線架)的端口檢測基本上都采用了回路檢測的技術(shù),但根據(jù)實現(xiàn)細節(jié)的不同又可以分為以下幾種:

  l 接觸片/針式

  l 微動開關(guān)

  l 10針RJ45式(8+2)

  除此以外還有一些技術(shù),如基于RFID的端口探測技術(shù)、雙絞線線對感應等。但由于價格昂貴或沒有實際使用案例,所以在本文中就不做進一步展開了。

  接觸片/針式

  該技術(shù)如圖五所示,在銅口和光口上都可使用。接口下部或上部有銅感應點/帶,跳線護套上有銅觸針/觸片。跳線插入接口后,跳線觸針/觸片接觸接口的感應點,鏈路形成回路,拔出跳線時鏈路斷路。依靠這個原理,我們就可以實時監(jiān)測跳線的插拔和端口的對應關(guān)系。

  這一技術(shù)的優(yōu)點為:

  – 自動發(fā)現(xiàn)所有的跳線鏈接對應情況,自動顯示整個鏈路的端到端的聯(lián)結(jié)情況;

  – 允許跳線兩端不按次序連接,仍然可以在軟件中顯示正確的端到端對應關(guān)系,符合施工的實際情況;

  – 停電后恢復供電時不需要輸入跳線連接數(shù)據(jù),可自動識別到使用中的鏈路,即使跳線被交換或剪斷也可以記錄和提示正確的狀態(tài)

  該技術(shù)的缺點為:

  – 需要使用專門的跳線;

  – 觸點需要保護,防止短路。市場上仍有些產(chǎn)品未做保護。這點是需要大家注意的。

  由于觸片/觸針方式的可靠性較高,能自動發(fā)現(xiàn)和更新連接狀態(tài),斷電后數(shù)據(jù)能自動恢復。所以目前這種技術(shù)是大多數(shù)廠商采用的方式。

  微動開關(guān)

  這一技術(shù)也可在光口和銅口上使用。如圖六所示,它在接口上采用了微動開關(guān),當跳線插入時,開關(guān)被推動,觸發(fā)回路閉合;跳線拔出后,微動開關(guān)復位,回路斷開,這樣就可以實時監(jiān)測鏈路的通斷。

  這一技術(shù)的優(yōu)點為:

  – 自動發(fā)現(xiàn)端口是否插入或拔出跳線

  – 支持標準跳線 (銅纜和光纜),節(jié)約成本

  但由于使用了普通跳線,也產(chǎn)生了以下缺點:

  – 若在斷電時發(fā)生了跳線交換活動,當電源恢復時,將檢測不到他們的變化

  – 跳線被剪斷,系統(tǒng)不能檢測到;

  – 如有異物觸動微動開關(guān),系統(tǒng)也會誤判斷為跳線插入;

  需要嚴格按照同一跳線兩頭的依次插入和拔出,否則系統(tǒng)會發(fā)生誤判。比如我們?nèi)绻趯嶋H操作中,將兩根跳線的一頭依次插入,則系統(tǒng)會將這兩頭誤認為是同一根跳線的兩頭。如圖七所示。

  10針RJ45式(8+2)

  嚴格的說該方式和接觸片/針式原理相同,它的接口和跳線接口都是特制的,在標準定義八針的兩側(cè)添加了1針或2針,通過專門的線路和觸點來探測鏈路的通斷,但觸點的保護做得較好。如圖八所示。

  這一技術(shù)的優(yōu)缺點也和接觸片/針式類似,但讀者要注意,選用時,跳線的插頭是否可以和交換機接口匹配。

  電子配線架設(shè)計和維護中應考慮的問題

  我們在設(shè)計選用電子配線架中,有一些問題值得我們考慮。結(jié)合我這十幾年來的經(jīng)驗和教訓,接下來向大家分享一下,希望對讀者有所幫助。

  建設(shè)成本和投資回報

  電子配線架(智能配線架)的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)要復雜得多,這也意味著,其價格要貴得多,一般要貴上兩到三倍。幾倍的投資是否值得,是我們需要考慮的問題。

  電配的主要優(yōu)勢在于可以實時記錄跳線的插拔和連接情況,對于不需要經(jīng)常發(fā)生變更的或規(guī)模不大的項目,其性價比就低得多了。

  生命周期問題

  電子配線架(智能配線架)中使用了電子線路板和大量的芯片,有的還有LED顯示屏和LED指示燈。我們知道,電子產(chǎn)品的使用壽命一般為3年左右,最多不過五年。芯片壽命到期后,系統(tǒng)也就壞了,這時用戶就比較尷尬了。我們知道,綜合布線系統(tǒng)的壽命一般為20年左右,電配壞了,配線架和控制系統(tǒng)就需要更換,但配架上連著大量的光纜和銅纜。這就意味著所有線纜需要拆下,重新端接,重新測試。這不是幾天可以完成的。但布線系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)的神經(jīng)是一刻不能停的。用戶要么選擇停機幾周到幾個月,要么被迫在接下來的十幾年把電子配線架當普通配線架用,大量的投資被浪費。

  其實在十幾年甚至幾年前上馬的許多電子配線架項目現(xiàn)在就面臨著這一問題。

  系統(tǒng)維護和使用

  許多客戶存在著選用電配(智能配線架)時充滿憧憬,開始使用時信心滿滿,使用不久后覺得麻煩重重,使用一段時間后棄之不顧的情況。

  電配投入使用后,需要既懂布線,又懂軟件應用,還要對操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫略懂一二的專業(yè)人員。這種人才很少,電配廠家也不可能服務(wù)到這么多的客戶。大量客戶由于這個原因,最后放棄使用該系統(tǒng)。

  有些電配存在著斷電后恢復的問題,一旦斷電,數(shù)據(jù)庫往往就不準了,或者跳接跳線必須嚴格按照既定次序,稍微不注意,鏈路的連接數(shù)據(jù)就會出錯。這對電配是致命的,意味著必須人工查找所有線纜,手工輸入,所有操作必須沒有錯誤,而在實際工作中這是難以避免的。數(shù)據(jù)庫記錄的出錯,意味著該系統(tǒng)不再能準確反映實際布線鏈路,大量的投資也就白花了。

  電子配線架(智能配線架)的模塊是否可以單獨拆卸和重新安裝也是用戶需要關(guān)注的問題。設(shè)想一下,如果有一個模塊壞了,又不能單獨拆卸。那么要么換下整個配線架,要么容忍這個模塊一直不能使用。如果配線架上的模塊可單獨拆卸,問題就很容易解決了。

  軟件更新和二次開發(fā)

  市場上確實存在著OEM第三方管理軟件情況,供應商的軟件不是自主開發(fā)的,一旦OEM軟件廠商被購并或倒閉了,那么管理軟件的升級和補丁維護就是一個大問題。

  如果軟件不是自己開發(fā)的,用戶如果需要二次開發(fā)或把布線軟件集成到自己的管理大平臺時,就會存在軟件接口和匹配性問題。往往導致電子配線架不能由用戶定制開發(fā)專門功能和集成到自己的運維平臺上。所以廠商是否有自主知識產(chǎn)權(quán)對用戶來說也很重要。

  電配系統(tǒng)的分階段部署問題

  有些用戶想使用電子配線架系統(tǒng),但工程預算有限,所以準備分階段實施。第一階段先部署不帶管理的電子配線架,等有了資金后再購買管理器和管理軟件。這種想法是比較理想的,但具體實施時,有以下問題可能會影響到最后的使用,值得注意。

  一、 在第一階段,所有跳線已經(jīng)跳接完畢。在安裝管理器和軟件后,該系統(tǒng)是否能夠自動識別所有跳線的連接和端口的對應關(guān)系。如果不行的話,那么就需要確保所有文檔記錄準確的前提下,付出大量的人工錄入工作。而這樣的文檔記錄和錄入很難保證100%的鏈路記錄數(shù)據(jù)是準確的,也就失去了花幾倍的錢去部署電子配架的原意了。

  二、 由于在先期配線架的后部已經(jīng)打滿了線纜,再要安裝控制器,并連接控制線纜到每一個配線架。這樣的工作量較大,很容易影響到現(xiàn)有線路的信息傳輸。如果是關(guān)鍵線路或數(shù)據(jù)中心,這樣的操作是否允許,也是使用者和設(shè)計人員需要考慮的議題。

  云計算、虛擬機和網(wǎng)絡(luò)安全帶來的挑戰(zhàn)

  電子配線架最主要的功能是幫助使用者有效地管理每一個端口,每一根跳線,每一個鏈路的鏈接情況。隨著云計算和虛擬機的日益普及,虛機和實體機不能一一對應,這就導致了一個實際的網(wǎng)絡(luò)端口可能連接了幾個虛機,或一個虛機連接了幾個實際的物理端口。服務(wù)器,交換機和配線架的端口無法一一映射,如何管理虛機和虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的鏈路連接,給傳統(tǒng)的電配管理軟件帶來了很大挑戰(zhàn)。

  所以我們在選擇電子配線架系統(tǒng)時也要考慮到管理虛擬機的問題。

  近來黑客僅通過魚缸的溫度計,就滲透到賭場內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),并且竊取了未披露的數(shù)據(jù)。這個案例告訴我們網(wǎng)絡(luò)安全也是個要考慮的問題?,F(xiàn)在很多布線管理軟件的傳輸都是基于SNMP v1和HTTP協(xié)議的,這兩個協(xié)議都是明碼傳輸?shù)模瑳]有安全防護。為了使用方便,布線軟件又允許遠程登入和訪問,這樣一來電子配線架系統(tǒng)就變成了整個IT系統(tǒng)的最大安全漏洞之一。

  所以我們在選擇電配系統(tǒng)時,必須考慮它的網(wǎng)絡(luò)安全性,一定要選用支持SNMP V3和HTTPS協(xié)議的布線管理軟件,在數(shù)據(jù)采集端、客戶端、服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)時采用加密傳輸和進行數(shù)據(jù)完整性檢查,將布線管理系統(tǒng)也并入企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防范體系中。

  布線系統(tǒng)智能化管理的新發(fā)展

  移動技術(shù)的發(fā)展日新月異,機房管理出現(xiàn)了標簽標識系統(tǒng)與手機APP融合趨勢。用戶通過掃描設(shè)備標簽上的二維碼就可以在手機上顯示出該設(shè)備關(guān)聯(lián)的所有信息,并可以更新相關(guān)的管理信息。

  這一技術(shù)可以管理所有的設(shè)備及線路,使用方便,性價比高,由于基于無源的標簽,使用壽命長,大有取代電子配線架管理功能的趨勢。這一技術(shù)也為廣大用戶帶來了新的選擇。

  小結(jié)

  綜合布線管理系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)的神經(jīng),將所有的IT設(shè)備連接到了一起,有著非常重要的作用。同時它的大部分子系統(tǒng)隱藏在橋架里、墻壁內(nèi),地板下或天花板上,屬于隱蔽工程,重新替代的難度很大。這就要求我們在設(shè)計時一定要做到走一步、看兩步、想三步。是否要用電子配線架(智能配線架),需要哪些功能,避免哪些問題,確實需要我們多多考慮。

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