這是一個在速度與效率的翅膀下狂飆突進的時代。然而，隨著經(jīng)濟與環(huán)境之間的沖突日益加劇，從國家到企業(yè)，綠色低碳、節(jié)能減排已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)一項來自美國的數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心的能耗已經(jīng)占據(jù)美國全國能耗的7%。因此，對于數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排，推進綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展是所有企業(yè)共同的愿景。
作為數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)核心部分，交換設(shè)備在整個體系中扮演著非常重要的角色。我們知道，一個產(chǎn)品的能耗就是它所有模塊和單元的能耗之和，同樣，一個數(shù)據(jù)中心的能耗也就是各個組成部分的能耗總數(shù)。下面我們就和大家一起來探討，怎樣為數(shù)據(jù)中心選購綠色節(jié)能的交換機，綠色數(shù)據(jù)中心交換設(shè)備應(yīng)該具有哪些特點。
選購綠色數(shù)據(jù)中心交換機四大要素
其實還是那個基本的原則，一臺設(shè)備的能耗等于它各個器件單元的能耗之和。下面我們就為大家介紹一下，在選購綠色數(shù)據(jù)中心交換機時，需要注意哪些節(jié)能環(huán)節(jié)和技術(shù)。
1、電源節(jié)能：大型數(shù)據(jù)中心交換機一般都配有多個電源模塊作為冗余供電使用。因此，對于交換機電源的綠色節(jié)能處理就非常的重要。從策略角度來說，首先要有合理的電源冗余配置策略，我們了解，一般在電源工作負載為40%~90%時，電源的效率是最高的，能量的損失也是最小的。
好了，我們要選購的產(chǎn)品，首先就是要具有合理的電源冗余策略，能保證電源工作負載在40%~90%的區(qū)間內(nèi)。一般高性能的交換機產(chǎn)品，都可以通過配置N+1(N>2)冗余策略，既保證設(shè)備不會因為突然斷電而終止，也確保工作電源模塊的負載在66%以上。
另外，對于大型的交換機來說，其整個內(nèi)部供電系統(tǒng)是非常復(fù)雜的。出于綠色節(jié)能的考慮，我們需要交換機具有靈活的電源管理技術(shù)，可以動態(tài)的調(diào)配各單板的供電狀態(tài)，隔離故障單板和未分配業(yè)務(wù)單板，從而最大程度的提高效率。
2、芯片節(jié)能：對于交換機這類通信設(shè)備來說，各種集成電路芯片的能耗控制非常關(guān)鍵。這里對芯片的節(jié)能主要落實在工藝技術(shù)上，從目前來看，90納米，65納米甚至未來45納米工藝演進給交換機芯片節(jié)能帶來了大幅度的提升，僅以90納米到65納米的升級為例，一般就可將芯片能耗節(jié)省30%左右。因此，在選購綠色交換機時，芯片的工藝技術(shù)也是要考慮的關(guān)鍵之一。
3、端口節(jié)能：對于數(shù)據(jù)中心交換機來說，龐大的端口數(shù)量即是外在特征更是內(nèi)部設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。如果我們想找到已給可以事半功倍的提高交換機節(jié)能的渠道的話，對端口進行優(yōu)化無疑是非常劃算的。因此，我們應(yīng)該選購那些具有低能耗端口設(shè)計的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品可以通過控制芯片，更好的對未連接端口進行休眠或關(guān)閉，同時采用更優(yōu)化的自動檢測技術(shù)，來識別內(nèi)外端口的當(dāng)前狀態(tài)和請求。
4、風(fēng)扇節(jié)能：對于中高端交換設(shè)備來說，本身的功耗和所產(chǎn)生的熱量是很大的。因此，良好的散熱系統(tǒng)是設(shè)備穩(wěn)定運行的關(guān)鍵保障之一。我們知道，為了保障設(shè)備在極端條件下的可靠性，風(fēng)扇在設(shè)計上都是按照滿負載運轉(zhuǎn)下的散熱性能來考慮，而且還有做一定的功率上調(diào)，留出緩沖空間。
但設(shè)備在正常運行中，很少會出現(xiàn)滿負載情況，而如果風(fēng)扇一直按照最高散熱標(biāo)準(zhǔn)運行，就會額外產(chǎn)生大量的無用功耗。同時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速高不僅影響功耗，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越快，其產(chǎn)生的噪音也越大，壽命也越短。因此，在選購綠色交換機時，要盡量挑選支持動態(tài)調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并具有良好散熱風(fēng)道和系統(tǒng)設(shè)計的產(chǎn)品。(良好風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計可以降低對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的要求，更好的節(jié)能，并能更好的配合機房的整體風(fēng)道設(shè)計，實現(xiàn)整體的節(jié)能性能提升)
推薦產(chǎn)品一：CiscoNexus7000系列交換機
對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的采購中，思科永遠都是避不開的一個品牌。CiscoNexus7000系列交換機是一個模塊化數(shù)據(jù)中心級產(chǎn)品系列，適用于高度可擴展的萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其交換矩陣架構(gòu)的速度能擴展至15Tbps以上。它的設(shè)計旨在滿足大多數(shù)關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)中心的要求，提供永續(xù)的系統(tǒng)運營和無所不在的虛擬化服務(wù)。
作為下一代交換機平臺，CiscoNexus7000系列具有10插槽和18插槽兩種配置。
那么，CiscoNexus7000系列交換機是如何滿足綠色節(jié)能要求，并讓哪些導(dǎo)致能量流失的罪魁禍?zhǔn)准娂娐漶R的呢？
讓我們來看看Nexus7000在綠色節(jié)能方面有哪些優(yōu)勢：
1、電源節(jié)能：CiscoNexus7000所配置的電源模塊有兩種，分別為CiscoNexus70006.0kW交流電源模塊和CiscoNexus70007.5kW交流電源模塊。根據(jù)思科官方給出的數(shù)據(jù)，其電源效率高于90%，對能耗的控制非常好。
6.0kw的電源模塊提供雙20安培的交流供電，而7.5kw的電源模塊提供的是雙30安培的輸入電源。在上文提到的電源模塊組的冗余策略管理中，CiscoNexus7000提供了4種的冗余方案(包括前文推薦的N+1方案)，可以更好的保證電源的利用效率。
同時，CiscoNexus7000電源模塊還提供了實時功耗顯示功能，讓我們對交換機的節(jié)能效果有了最直觀的了解。另外，當(dāng)工作在低功耗模式下，電源模塊可以自動減低自身風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，更好的節(jié)省能源消耗。
2、芯片節(jié)能：CiscoNexus7000系列采用高性能雙核IntelXeon處理器，在保證可靠性的同時，相對于上一代芯片，可以很好的控制功耗。同時，Nexus7000系列采用了單一應(yīng)用專用集成電路(ASIC)，根據(jù)思科產(chǎn)品的需求進行了優(yōu)化設(shè)計，具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優(yōu)點。
3、端口節(jié)能：思科Nexus系列交換機針對大型數(shù)據(jù)中心設(shè)計，相比于其他同類產(chǎn)品，有一個最大的特點就是思科的統(tǒng)一交換技術(shù)。過去的數(shù)據(jù)中心在處理每一種流量類型時，需要使用諸如LAN和SAN等技術(shù)，建立不同的物理網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)在利用統(tǒng)一交換，CiscoNexus系列交換機能夠支持在機柜一級進行I/O整合，通過服務(wù)器與接入層之間的同一鏈路傳輸LAN、SAN和IPC流量，并使用相同的驅(qū)動程序軟件、管理軟件和數(shù)據(jù)中心最佳實踐來支持LAN和SAN。通過測試統(tǒng)一交換網(wǎng)絡(luò)的使用情況，思科客戶計算得出相比采用接入層和SAN聚合層設(shè)備，可實現(xiàn)41%的電力和冷卻成本節(jié)省。
4、風(fēng)扇節(jié)能：CiscoNexus7000系列交換機的風(fēng)扇有256個速度級別，可根據(jù)I/O模塊(和控制引擎)的類型，進氣口溫度，以及是否使用空氣過濾器而靈活調(diào)整。風(fēng)扇的功耗和噪音得到很好的控制和降低。
此外，在風(fēng)道設(shè)計方面，Nexus7000系列機箱在設(shè)計、空氣流通、冷卻方面均進行重大改進。10插槽機箱前后通風(fēng)，是一個適用于熱通道和冷通道部署的出色解決方案。18插槽機箱使用兩側(cè)通風(fēng)，緊湊的機型設(shè)計可以提供高密度配置。風(fēng)扇架和交換矩陣都能從機箱背部更換，不會受到任何I/O電纜的阻礙，因此提高操作效率。
推薦產(chǎn)品二：H3CS12500交換機
在數(shù)據(jù)中心交換領(lǐng)域，H3C同樣有著雄厚的技術(shù)積累和豐富的產(chǎn)品體系。特別是在惠普和3COM合作后，H3C的交換產(chǎn)品更是全面進入和HP全球的四大數(shù)據(jù)中心基地，代表著國際品質(zhì)的H3C產(chǎn)品正在一步步走向全球市場。
我們今天要給大家推薦的，正是H3C針對綠色數(shù)據(jù)中心開發(fā)的一款高端交換機產(chǎn)品——S12500。
下面我們就看看它在綠色節(jié)能方面有哪些獨到之處吧!
1、電源節(jié)能：H3CS12500采用了高效率一次電源模塊，典型轉(zhuǎn)換效率達到91.5%以上(在負載40%～90%情況下)。
H3CS12500中單板電源采用IBA架構(gòu)，選用高效率二次電源模塊，典型轉(zhuǎn)換效率達96%以上(負載40%～100%情況下)。高效率的電源模塊不僅大大降低無用功率消耗，而且大大減少了電源的發(fā)熱，從而減少了散熱成本。同時，二次電源模塊的優(yōu)化也進一步減少了單板功耗，減少了單板的散熱成本。
H3CS12500還支持智能電源管理，設(shè)備中各單板還配置專用MBUS(MaintenanceBus：維護管理總線)模塊以支持單板的電源開關(guān)和監(jiān)控，可以支持單板順序上電(降低單板同時上電帶來的電源沖擊，提高設(shè)備壽命，降低電磁輻射)，控制單板下電，隔離故障/空閑單板，降低系統(tǒng)功耗。
2、芯片節(jié)能：H3CS12500中使用的核心處理芯片采用了新一代ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，專用集成電路)。和傳統(tǒng)通用集成電路相比，ASIC無疑根據(jù)特定用戶的特定需求進行了優(yōu)化設(shè)計，具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優(yōu)點。
同時，我們在前面的采購指導(dǎo)中專門提到過，芯片的納米級工藝提升對節(jié)能又很大的幫助。H3CS12500交換機采用65nm工藝設(shè)計的芯片，相比前一代芯片，在節(jié)能環(huán)保方面有了更好的進步。
3、端口節(jié)能：大型交換機端口眾多，因此保證隨時接入到端口上的網(wǎng)線可連通是非常重要的。傳統(tǒng)的IEEE自協(xié)商機制會持續(xù)的進行自協(xié)商去檢測是否存在網(wǎng)絡(luò)連接請求，這樣做的一個問題就是，需要保持MAC接口在沒有連接的狀態(tài)下依然始終開啟——這里就存在能源損失的問題。
H3CS12500采用最新的EnergyDetect/Sleep模式，在沒有網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，EnergyDetect/Sleep模式會自動將發(fā)送器(Transmitter)關(guān)閉，只保留一個簡單的接收檢測電路，用于檢測電纜上能量的狀態(tài)。只要沒有檢測到接口有網(wǎng)絡(luò)連接，MAC接口也被關(guān)閉進入休眠狀態(tài)，只有當(dāng)線纜上能量被檢測到時，PHY才會完全開啟符合IEEE規(guī)格要求的發(fā)送器和接收器功能。上述特性相比較于傳統(tǒng)的IEEE自協(xié)商工作機制能節(jié)省5倍功耗。
另外，H3CS12500還支持內(nèi)部背板端口的自動檢測，當(dāng)某槽位未配置接口板時，系統(tǒng)可以自動關(guān)閉和該接口板相連的所有交換網(wǎng)板背板高速端口，進一步節(jié)省了功耗。
4、風(fēng)扇節(jié)能：大型交換機的內(nèi)部散熱主要依賴兩個部分：高效的風(fēng)扇系統(tǒng)和合理的風(fēng)道設(shè)計。
先說風(fēng)扇。H3CS12500采用的高效PWM調(diào)速風(fēng)扇，支持無級調(diào)速(即風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨著PWM信號的占空比變化而連續(xù)變化)。系統(tǒng)支持風(fēng)扇狀態(tài)監(jiān)控(轉(zhuǎn)速監(jiān)控、故障告警等);系統(tǒng)可以自動收集單板溫度，根據(jù)設(shè)備實際情況計算風(fēng)扇調(diào)速曲線，并將調(diào)速命令下發(fā)到風(fēng)扇框。另外，S12500可以根據(jù)設(shè)備的單板配置進行自動識別，并根據(jù)單板配置對相對應(yīng)風(fēng)扇組的轉(zhuǎn)速進行單獨控制，即對應(yīng)大功耗單板的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速組會比對應(yīng)于小功耗單板風(fēng)扇組的轉(zhuǎn)速要高，從而達到風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的最優(yōu)化設(shè)置，大大降低設(shè)備功耗和運行噪聲。
再說風(fēng)道設(shè)計。H3CS12500采用豎插框結(jié)構(gòu)，單板系統(tǒng)風(fēng)道和電源散熱風(fēng)道互相分開，互不干擾，提高了散熱效率;垂直風(fēng)道結(jié)構(gòu)有利于并柜，便于機房散熱風(fēng)道設(shè)計，提高機房散熱效率，降低機房空調(diào)能耗。