데이터 센터는 네트워크를 작동시킵니다
데이터 센터는 모든 엔터프라이즈 네트워크의 핵심입니다. 이를 통해 방대한 양의 중요 정보를 전송, 액세스 및 저장할 수 있습니다.
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데이터 센터 배선이란 무엇입니까?
데이터 센터 배선은 기업 근거리 통신망(LAN)을 스위치, 서버, 스토리지 에어리어 네트워크(SAN) 및 기타 모든 어플리케이션, 트랜잭션, 통신을 지원하는 활성 기기에 연결합니다. 또한 LAN을 시설 외부의 인터넷 및 다른 네트워크에 액세스할 수 있게 하는 서비스 공급업체 네트워크에 연결하기도 합니다.
데이터 센터 배선 표준
ANSI/TIA-942, ISO/IEC 24764 및 ANSI/BICSI 002 같은 표준은 경로 및 공간, 백본 및 수평 배선, 이중화 및 가용성, 케이블 관리 및 환경 고려 사항을 포함하여 데이터 센터의 설계 및 배포에 대한 최소 권장 사항을 제공합니다.
또한 이러한 표준은 데이터 센터의 특정 기능 영역을 간략하게 설명합니다.
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• 출입실(ER): 출입 시설이라고도 하는 ER은 데이터 센터 내부 또는 외부에 위치합니다. 여기서 서비스가 데이터 센터에 들어가 서비스 공급자 네트워크에 분계점을 제공하고 캠퍼스 환경의 다른 건물에 백본 배선을 제공합니다.
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• 주분배구역(MDA): MDA는 중앙 분배 지점으로서 LAN, SAN, 데이터 센터의 다른 영역으로 연결되는 코어 스위치와 라우터뿐만 아니라 시설 전체에 위치한 전기통신실(TR)을 포함하고 있습니다.
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• 수평분배구역(HDA): HDA는 장비분배구역(EDA)의 서버를 MDA의 코어 스위치에 연결하는 분배 지점입니다. MDA의 광케이블 백본 업링크 배선은 여기에서 집계 및 액세스 스위치를 연결하는 교차 연결 또는 상호 연결 내의 광케이블 패치 패널에서 종단처리됩니다. 대부분의 데이터 센터에는 하나 이상의 HDA가 포함되어 있지만, 액세스 스위치가 동일한 캐비닛의 서버에 직접 연결되는 ToR(top-of-rack) 아키텍처는 HDA가 필요 없습니다.
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• 장비분배구역(EDA): 서버가 있는 곳입니다. 이러한 서버는 구리 또는 광케이블 패치 패널에서 종단된 수평 케이블을 통해 또는 동일한 캐비닛의 ToR 스위치에 대한 직접 연결을 통해 HDA의 스위치에 연결됩니다.
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• 중간분배구역(IDA): 중간 분배자라고도 하는 이러한 선택적 공간은 일반적으로 MDA에서 집계 스위치를 통해 다양한 HDA 및 EDA로 광섬유 링크를 분배하는 여러 층 또는 방이 있는 대규모 데이터 센터에서 찾을 수 있습니다.
- • 구간분배구역(ZDA): 이러한 선택적 공간은 일반적으로 엔터프라이즈 데이터 센터에서 찾아볼 수 없습니다. ZDA에는 활성 장비가 포함되어 있지 않지만, 향후 성장과 재구성을 촉진하기 위해 HDA와 EDA 간의 수평 배선 내에서 통합 지점 역할을 할 수 있습니다.
TIA-942 데이터 센터 표준의 이 다이어그램은 백본(파란색) 및 수평(빨간색) 배선과 연결된 다양한 공간을 보여줍니다.
데이터 센터의 주요 과제
데이터 센터는 기업의 운영에 필수적이며 점점 더 많은 미션 크리티컬 장비를 갖추고 있습니다. 현재와 미래의 요구에 맞는 신뢰성과 성능을 보장하기 위한 몇 가지 주요 고려 사항과 과제가 있습니다. 더욱 중요한 몇 가지를 살펴 보겠습니다.
성장 및 확장성
기업이 데이터 중심 세계에서 경쟁하기 위해 노력함에 따라 더 많은 클라우드 및 코로케이션 데이터 센터가 등장하고 있습니다. 새로운 시스템과 서비스를 더 빠르게 배포할 수 있는 수단을 제공하여 기업들이 사내 엔터프라이즈 데이터 센터를 업그레이드할 필요 없이 변화하는 요구에 신속하게 대응하고 용량을 확장할 수 있습니다. 많은 기업들이 하이브리드 IT 접근 방식을 추구하고, 일부 IT 리소스를 사내 또는 안전한 코로케이션 데이터 센터(특히 데이터 제어를 유지해야 하는 경우)에 보관하고, 다른 리소스는 클라우드에 상주하도록 합니다. 클라우드 리소스는 SaaS(Software-as-a-Service)를 사용하는 반면 코로케이션 데이터 센터는 일반적으로 IaaS(Infrastructure-as-a-Service)를 제공합니다.
이중화 및 가용성
이중화는 한 구성 요소가 고장날 경우 기능을 보장하는 중복 구성 요소(예: 장비, 링크, 전원 및 경로)를 확보하고 있느냐 하는 것입니다. 데이터 센터 중복성은 종종 “N” 시스템을 사용해서 정의되며 N은 데이터 센터가 작동하는데 필요한 구성 요소 수의 기준입니다.
- ○N+1 중복이란 작동에 필요한 것보다 한 가지 이상의 구성 요소를 갖는 것을 의미합니다.
- ○2N 중복이란 필요한 구성 요소 수의 두 배를 의미합니다.
- ○2N+1 중복은 2배에 1개를 더한 것입니다.
Uptime Institute의 계층 수준은 다양한 수준의 데이터 센터 가용성을 위해 N 수준이 필요하다고 권하고 있습니다. BICSI 002 가용성 클래스 시스템도 N 수준을 적용합니다.
전력, 냉각 및 효율성
지속 가능성에 대한 집중도가 높아짐에 따라 Green Grid는 이제 데이터 센터 내에서 소비되는 IT 에너지 단위당 생산되는 온실가스(GHG) 배출량을 결정하는 탄소 사용 효율성(CUE) 지표도 갖추고 있습니다. 또한 데이터 센터에서 사용되는 용수(수상 냉각, 가습 등)와 IT 장비의 에너지 소비 사이의 비율을 측정하는 WUE(Water Usage Effectiveness) 지표도 있습니다.
냉각은 허용 가능한 장비 작동 온도를 유지하고 장비 수명과 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있는 핫스팟을 방지합니다. ASHRAE는 데이터 센터에 대해 18°~27°C(64°~81°F)의 작동 온도 범위를 권장합니다. 냉각은 효율성에 영향을 미쳐 총 데이터센터 에너지 소비의 30% ~ 50%를 차지합니다.
- ○ 데이터 센터에서 차가운 흡입 공기와 더운 배출 공기가 섞이지 않게 하면 회수 공기 온도를 높이는데 도움이 되어서, 데이터 센터 냉각 시스템의 효율을 개선하고 전력 소비가 많은 에어컨의 과다한 프로비저닝을 방지할 수 있습니다.
- ○ 데이터 센터에서 뜨거운 복도/찬 복도 구성을 사용하는 것은 뜨거운 공기와 차가운 공기가 섞이지 않도록 하는 수동적인 방법입니다. 캐비닛을 일렬로 정렬시켜서 차가운 공기가 장비의 전면에 최적화 되고 더운 공기가 장비 후면에서 냉각 회수 시스템으로 배출됩니다.
처리 능력과 열 발생이 높아짐에 따라 일부 데이터 센터는 열기와 냉기가 섞이지 않도록 보다 효과적인 방법을 필요로 합니다.
- ○ 수동 봉쇄 시스템은 지붕 패널을 사용해서 냉기 통로를 데이터 센터의 나머지 구역으로부터 격리(“냉기 통로 봉쇄”)시키거나 수직 패널을 사용해서 온기 통로를 격리시키고 더운 배출 공기를 오버헤드 회수 환기로 회수하여 온기와 냉기 통로를 완전히 격리합니다. 봉쇄 시스템은 또한 팬을 사용하여 캐비닛에서 뜨거운 공기를 온기 통로로 끌어올 수 있습니다.
- ○ 극도로 높은 전력 밀도를 가진 일부 고성능 컴퓨팅 환경(하이퍼스케일 데이터 센터 등)은 더 나은 열 전도를 위해 액체 냉각 솔루션으로 전환하고 있습니다. 이러한 솔루션에는 장비 캐비닛 후면의 액체로 채워진 코일을 통과할 때 뜨거운 배기 공기를 냉각하는 후면 열교환기, 냉각된 물 루프를 통해 순환하는 냉각수로 장비를 둘러싸는 액체 침수, 냉각수가 CPU와 같은 장비 내의 열 발생 부품에 직접 부착되는 소형 냉각판으로 펌핑되는 냉각판 또는 direct-to-chip 냉각이 포함됩니다.
데이터 센터에 대한 배선 고려 사항
데이터 센터의 크기와 유형, 스위칭 토폴로지 및 어플리케이션에 관계없이, 기본 배선 인프라는 다양한 기능 영역에서 데이터 센터 장비를 연결하는 데 필요한 안정적인 고대역폭 링크를 보장하는 데 매우 중요합니다. 데이터 센터 배선과 관련하여 몇 가지 고려 사항이 있습니다.
케이블 관리
- ○ 고밀도 케이블 오버헤드 이동은 찬 공기의 이동을 차단할 수 있는 지하 경로의 케이블 혼잡을 방지하기 위한 한 가지 방법입니다.
- ○ 캐비닛 내에서 수평 및 수직 케이블 관리 솔루션은 적절한 공기 흐름을 유지하기 위해 장비 내부 및 주변에 케이블을 적절히 배선하고 정리하는 데 도움이 됩니다.
- ○ 광케이블보다 크고 공기 흐름을 더 차단할 수 있는 구리 배선용 솔루션은 더 작은 게이지의 구리 패치 코드를 사용하는 것입니다.
- ○ 적절한 곡률 반경과 응력 완화를 유지하려면 수평 및 수직 케이블 관리가 중요합니다. 케이블의 곡률 반경을 초과하고 케이블에 응력을 가하면 성능이 저하되거나 링크가 작동하지 않을 수 있습니다.
케이블 테스트
- ○ ER, MDA 및 HDA 사이의 백본 배선 링크는 거의 항상 싱글 모드 및 멀티 모드 광케이블이 됩니다.
- ○ HDA와 EDA(Sswitch-to-server link) 사이의 수평 배선은 Category 6A 이상의 구리선로 연결 또는 멀티모드 광케이블입니다.
- ○ EDA가 ToR 구성을 사용하는 경우 SFP+ 또는 SFP28 2축 직접 연결 케이블(DAC)이 이러한 연결에 자주 사용됩니다. SFP/QSFP 모듈 테스트에는 전력이 적절하게 전달되는지 검증하는 것도 포함합니다. 데이터 센터의 각 기능 영역에서 일반적으로 테스트되는 내용을 자세히 알아보려면 데이터 센터에서 — 내가 어디서 무엇을 테스트하나요? 무료 백서를 다운로드하십시오.
광케이블 손실 예산
업계 표준은 광케이블 어플리케이션의 적절한 작동을 위해 삽입 손실 허용치를 규정하고 있으며, 40GBASE-SR4 및 100GBASE-SR4와 같은 고속 어플리케이션은 한층 더 엄격한 삽입 손실 요건을 가지고 있습니다.
데이터 센터는 작동 영역과 경로 상 많은 연결 지점 간의 거리를 기반으로 광케이블 손실 예산을 결정해서 이러한 요건을 충족하도록 보장합니다. 광케이블 손실 예산을 정확하게 결정하려면 특정 벤더의 케이블 및 연결의 삽입 손실 값을 알아야 합니다.
기초 광케이블 테스트(계층 1 인증)는 광손실 테스트 세트(OLTS)를 사용하여 전체 광케이블 링크의 삽입 손실을 데시벨(dB)로 측정합니다. 케이블 제조업체는 시스템 보증을 받기 위해 거의 항상 계층 1 인증을 요구합니다. 또한 특정 연결 지점과 케이블의 손실에 대한 통찰력을 제공하는 광학 시간 영역 반사계(OTDR)를 사용하여 계층 2 인증을 받아야 하는 경우도 있습니다. OTDR을 사용한 후 OLTS를 사용하면 전체 링크를 특성화하고 가장 정확한 삽입 손실 테스트를 보장하는 완벽한 테스트 전략을 제공합니다.
광케이블에 대한 삽입 손실 예산 내에 머물 수 있는 것은 또한 광케이블 종단면 청결도에 매우 좌우되는데, 오염은 언제나 데이터 센터에서 광케이블 관련 문제 및 테스트 실패의 제일 첫 번째 원인이기 때문입니다. 광케이블의 중심에 있는 아주 작은 입자도 손실 및 반사를 초래해서 성능을 저하시킵니다. 그러므로 청소 및 검사는 데이터 센터 광케이블 종단에서 핵심 단계입니다.
MPO 배선 및 연결
시간을 절약하고, 복잡성을 제거하며, 정확도를 개선하기 위해 MPO 가능 광케이블 테스터로 MPO 배선 링크를 테스트하는 것이 좋습니다.
데이터 센터 링크가 작동하려면 링크의 한쪽 끝에 있는 전송 신호가 다른 쪽에 있는 해당 수신기와 일치하도록 적절한 극성을 유지해야 합니다. 다중 송신 및 수신 광케이블이 올바르게 대응해야 하기 때문에 MPO 연결로 적절한 광케이블 극성을 보장하는 것은 더욱 복잡할 수 있습니다. 올바른 극성을 확인하는 MPO 케이블 테스터는 극성 실수를 방지하 방지하는데 도움이 될 수 있습니다.
