Проектирование ИТ-инфраструктуры: будущее уже наступило?
Современную инфраструктуру любого крупного игрока на рынке ИТ услуг (хостинг, сотовая связь, фиксированная связь, проводной интернет и т.д.) сложно представить без огромных компьютерных сетей, построенных на основе отдельных автозалов или целых центров обработки данных (ЦОД). Любая сеть - это не только вычислительные устройства, но и часто довольно протяженные кабельные сети (как медные, так и оптические).
Небольшой ликбез
Автозал - помещение с заранее подготовленными системами электропитания и кондиционирования, где размещается огромное количество шкафов (стальная конструкция высотой до 2-х метров), в которые непосредственно монтируется серверное и коммутационное оборудование. Чаще всего присутствует и СКС (структурированная кабельная система) - грубо говоря, огромное количество оптических и медных кабелей, объединяющих множество коммутационных элементов, посредством которых включается в сеть серверное оборудование. Автозал, если говорить о географическом положении, может располагаться как в составе ЦОДа, так и быть единственным в здании.
ЦОД (центр обработки данных) - это, если, опять же, говорить упрощенно, здание (или даже целый бункер), построенное именно для целей размещения серверного оборудования. Количество автозалов внутри ЦОДа зависит лишь от масштаба замысла проектировщика.
***
Интерес представляет именно СКС. Хорошо, когда изначально она была продумана и реализована на 5, т.е. имеется достаточное количество кросс-коннектов (совокупность кросс-стоек и кросс-панелей у каждой целевой стойки с оборудованием). Представим на минуточку, что при проектировании, например, отдельного автозала не предусмотрели нужное количество кросс-коннектов, т.е. физических каналов, которыми можно связать (как по медному кабелю, так и по оптическому) различные шкафы в пределах автозала. Что в этом случае делать? Самое простое решение, которому следуют инженеры - это самостоятельная прокладка нужных кабелей и проводов, но тут в дело вмешивает он (великий и ужасный) - человеческий фактор.
А человеческий фактор (особенно, если к оному добавить строгие временные рамки) рано или поздно приводит к хаосу (в буквальном смысле) в плане аккуратности размещения проводных коммуникаций под фальшполом или в кабель-каналах над стойками, когда легче пробросить новый "шнурок", чем выяснять возможность переиспользования уже прокинутых, но по каким-либо причинам отключенных от оборудования. Естественно, если своевременно не разгребать беспорядок, количество незадействованных кабелей будет неуклонно расти, что обязательно приведет к ощутимым трудностям при подключении нового оборудования к сети. И если протяжка медных коммуникационных "ниточек" только доставит неудобства, то с оптикой (оптическими патчкордами) история совсем иная, можно сказать, более "драматичная"...
Оптические линии хороши тем, что имеют очень высокую пропускную способность (такая вот очевидная очевидность), поэтому используются не только для передачи данных между отдаленным точками, но и внутри автозалов. У оптики, если говорить именно о той, которую чаще всего используют внутри помещений, есть существенный недостаток - низкая прочность, если сравнивать, например, с витой парой (UTP), поэтому в большинстве случаев оптические линии внутри помещений "упаковывают" в гофрированный шланг, защищающий драгоценную оптическую линию от механических повреждений. И хорошо, когда заранее известно, что, например, от стойки А до стойки Б необходимо протянуть, например, 5 оптических шнурков, которые вполне реально спрятать в один гофрированный шланг. Но если от стойки А просто позарез требуются оптические линии в 5 разных серверных шкафов?
Итак, 5 оптических линий от одного северного шкафа к пяти другим - это вполне реально, но затратно в плане использования полезного места (хотя не особо критично для данного примера), т.к. диаметр "гофры" (гофрированный шланг) - это 3-5 см (или более), а диаметр оптического кабеля - 1-2 миллиметра. А теперь усложним задачу и увеличим масштаб - каждой из 10-ти стоек группы А (А1, А2, А3...А10) необходимо 5 оптических соединений с 10-ю разными стойками группы Б (Б1, Б2, Б3...Б10), при этом есть вероятность увеличения потребности в оптических линиях. Представили эту "ужасающую" картину с переплетением "гофры"? Впечатлило? Теперь дополним наш "натюрморт" множеством соединений вида "обыкновенная витая пара" (UTP) и кабелями электропитания...
Вопрос с перекрестными соединениями вида "каждый с каждым", как мне кажется, фундаментален при построении ИТ-инфраструктуры. И решение есть только в инновационной плоскости беспроводных технологий. При этом известно, что Wi-Fi для этих целей явно не подходит, но в каких технических "дебрях" искать ответ? Кстати, если передача данных на серьезные расстояния возможна посредством оптических "шнурков", то почему бы оной не быть в воздушной среде на расстояния небольшие? Как говорится, правильный вопрос - это уже половина ответа. Обратим свое внимание на беспроводную технологию, известную под "ником" Li-Fi.
Li-Fi (Light Fidelity) — это двунаправленная, высокоскоростная беспроводная коммуникационная технология. Термин был придуман Харальдом Хаасом. Данный вид передачи данных использует видимый свет, как канал связи (в отличие от радиоволн в Wi-Fi). Таким образом Li-Fi принадлежит к технологиям VLC. Также был установлен рекорд скорости в 100 раз превышающий Wi-Fi, 224 Гб/с (из Википедии).
Li-Fi впечатляет. Только представьте, что больше не нужны эти нагромождения проводов? А как легко станет запускать новые ИТ-проекты, когда более не потребуется тянуть сотни метров кабеля? Это ли не (весьма, кстати, ближайшее) будущее? Увы, но пока в области Li-Fi технологий есть только решения, облегчающие организацию сети лишь в плане рабочих мест в офисе, но я уверен, что эра применения этой технологии в промышленных масштабах (автозалы, ЦОДы) не за горами. Не хочу показаться слишком самоуверенным, но та компания, которая первой выйдет на рынок с внятным решением вида "Li-Fi для автозалов", получит огромное преимущество в сфере ИТ.
Конкретизируем систему Li-Fi для применения в промышленных масштабах. Само собой, нужна клиент-серверная архитектура. "Сервер" - Li-Fi-маршрутизатор с возможностью объединения нескольких физических устройств в один логический кластер. "Клиент" - приёмо-передатчик светового сигнала с некоторым количеством портов: оптических (как одномодовых, так и многомодовых) и медных (RJ-45). Не обойтись тут без модульности (как для "клиента", так и "сервера") - это основа основ любого серьезного ИТ-проекта. Если нет модульности, то и возможностей касательно модернизации не так уж и много.
Если модульность для "сервера" - это возможность объединения нескольких физических устройств в одно логическое, то для "клиента" - это возможность изменять конфигурацию в плане наличия тех или иных физических разъёмов и модулей (оптические порты, порты типа RJ-45, приёмо-передатчик светового сигнала). Например, Li-Fi-клиент можно представить в виде устройства, которое изначально содержит только разъёмы для подключения разных по функциональности плат (ФП): приёмо-передачики, наборы различных портов. Весьма полезны были бы разъёмы для объединения нескольких "клиентов" с целью увеличения количества используемых функциональных плат (ФП).
А теперь еще конкретнее. Представим автозал с некоторым количеством замонтированных Li-Fi-маршуртизаторов, подключенных к общей сети организации, где, например, имеется 5 рядов стоек без оборудования (электропитание имеется), оснащенных Li-Fi-клиентами. Представили? Далее представим, что владельцу (пусть это будет, к примеру, сотовый оператор) автозала понадобилось подключить 10 серверов к общей сети. Что понадобится сделать инженерам? Собственно говоря, их действия ограничатся монтированием оборудования в стойку и соединением серверных портов с портами Li-Fi-клиента. Далее - дело тонкой настройки (если упрощённо). Никакой бюрократии в плане выделения нужного количества линков на ближайшем сетевом оборудовании (и эта самая бюрократия в крупных организациях частенько отнимает львиную долю времени при вводе в эксплуатацию новых элементов сети) и минимизация времени до появления новой "боевой единицы" в распоряжении ИТ-специалистов (инженеров, программистов и т.д.).
Если резюмировать, то беспроводные технологии на основе Li-Fi выдают следующие козыри (весьма, кстати, существенные):
1) Отсутствие хаоса с нагромождением кабелей. Какие-либо проводные коммуникации используются только при организации связи между разными автозалами.
2) Улучшение условий кондиционирования оборудования, т.к. исключается вероятность "аккумуляции бардака" под фальшполом (если data-кабели "валяются" именно там).
3) Ускорение ввода в эксплуатацию любого оборудования, т.к. не требуется каждый раз "тянуть" сеть при появлении новой "боевой единицы".
4) Упрощение процедуры перемещения оборудования.
5) Повышение надежности соединения. Даже если между Li-Fi-маршрутизатором и приёмо-передатчиком возникнет препятствие, уменьшится скорость передачи, но сеть будет "жить" за счет отраженного сигнала (если же повредить, например, оптический кабель, то он подлежит замене или сложной процедуре "сварки", на что может уйти прорва времени). Кстати, а если в автозале разместить еще и зеркала?
6) Безопасность соединения, т.к., в отличии от Wi-Fi, световой сигнал не покидает пределов помещения.
***
Статья написана 21 ноября 2016 года