耐克森浅析数据中心智能布线管理解决方案

　　自动化布线基础设施管理系统AIM(Automated Infrastructure Management)在上个世纪90年代即已在行业应用中开始出现，1995年又出现了通过跳线插拔进行检测的技术，至今AIM系统已有20年的历史。AIM系统日渐成熟，功能日渐强大，甚至可以实现一些连交换机厂家目前都无法实现的功能，但是到现在都还没有任何一个专门针对AIM的正式标准发布出来，由此可见AIM系统在综合布线中的特殊性。抛开AIM系统在推广中面临的种种曲解和在实施中的种种困难不谈，本章节的目的仅仅是以循序渐进的方式分析AIM系统在数据中心里的应用和能够带来的一些好处。

　　内容涉及到AIM系统的标准，目前在国际上通用且可被依循的一共有3个：ANSI/TIA-606-B-2012 Administration Standard for Telecommunications Infrastructure在最后一个章节里概括性提及AIM系统应具备的功能；ISO/IEC 14763-2:2012 Information technology - Implementation and operation of customer premises cabling - Part 2: Planning and installation和BS EN 50174-1:2009+A1:2011 Information technology - Cabling installation - Part 1: Installation specification and quality assurance则均是在附录中或列表中概括性提及AIM系统的最低组建要求和部分必须功能（实际上真正的AIM系统的功能还远远不止这些）。

ANSI/TIA-606-B-2012 Administration Standard for Telecommunications Infrastructure

　　经历了长期年的混乱局面之后，业内已经深刻意识到了AIM系统的重要性及其在推广时面临的困难，2011年在马德里召开的ISO/IEC JTC1 SC25会议中，业内的专家们决定为AIM制定一些国际标准，即ISO/IEC 18598 INFORMATION TECHNOLOGY - Automated infrastructure management (AIM)-requirements, data exchange and applications。

　　好消息是（目前最新的进程）：2014年9月在北京召开的ISO/IEC JTC1 SC25/WG3会议再一次对ISO/IEC 18598草案做了讨论和修订，已经成型。耐克森的IIM LANsense解决方案高级产品经理Rob Cardigan负责编写条款6（讨论AIM系统对于基础设施管理以及资产利用率等方面带来的好处，以及流程管理、基础设施的安全管理、附属设备的发现和配置），预计该标准将会在2015年正式发布。ISO/IEC 18598的制定和发布将会对智能布线的规范化和推广应用带来极大的帮助。

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　　本章节将会在以下几个方面的应用做详细说明：

　　1、AIM系统简介、优点，及适用条件

　　2、AIM系统在数据中心的应用

　　AIM系统简介、好处，及适用条件

　　AIM系统是硬件和软件的组合，AIM系统的所有功能都是基于跳线插拔时与用于检测跳线的金属片的“接触”和“断开”状态。基于此原理，不同厂家都沿着这个方向衍生出了AIM系统的各种功能。然而，不同厂家之间的AIM硬件设备几乎没有相互兼容的可能性，就用于综合布线管理的AIM功能来说，有的厂家通过采用特殊的跳线，有的厂家通过采用特殊的配线架，还有一些厂家通过采用基于RFID（射频识别）的技术等等。

　　如果仅仅是侦测配线架和设备的跳线连接或断开的功能并不能带来实际作用，此类操作本身也没有附加价值 - 它只是网络中的一个“事件”。而在网络基础设施中还会有多种其他类型的“事件”（比如，加入一个新的MAC地址，机柜柜门被打开，门限电流（功率阈值）被超过等等）。仅仅是物理层的侦测可能只实现了当代AIM系统功能的大约20%。

　　对于上面提到的“事件”，通常可以列出较多种的实例。早期简单的AIM系统除了侦测跳线插拔就没有其他功能了，而目前较为先进的AIM系统则能够与上述捕捉布线基础设施中发生的所有事件，只有这样才能够成为真正实用的智能基础设施管理工具。

针对综合布线的AIM系统示意图（以耐克森LANsense系统为例）

针对环境管理、电源管理的AIM系统示意图（以耐克森EMAC系统为例）

　　目前业内的AIM系统存在着3个主流的分支：RIT的PatchView、Commscope的iPatch，和基于iTracs管理软件技术的其他AIM系统硬件厂家（比如：耐克森LANsense，由耐克森英国公司研发和生产）。也有少数新兴的分支。但不论是哪个分支的AIM系统，即使硬件结构、设置方式、使用方式存在差异化，但原理、功能和目的都是殊途同归 – 其用于基础设施管理的功能都是基于侦测跳线插拔时与用于检测跳线的金属片的“接触”和“断开”状态，通过物理层的侦测结合系统软件和数据库分析交换机端口和前端的永久链路，并通过协议从网络中读取所需的逻辑层的数据，再根据已由人工创建的数据、通过逻辑层读取的数据和数据库及软件功能配合，并能建立远程通讯链路传递AIM系统数据（需要防火墙对目的通讯端口的开放），以此实现全套本地/远端/全球智能管理基础设施的目的。

　　一个先进的AIM系统甚至在临时解除了侦测跳线插拔的功能后，仍然具备十分强大的侦测功能，因为侦测跳线插拔的功能仅仅是针对与物理层，而AIM系统的强大之处更多地是在于它的逻辑层。

　　但是各厂家的研发目的和实力的不同，然而任何一个的厂家的AIM系统的功能都应完全满足ANSI/TIA-606-B-2012标准AIM系统提出的“必须具备”的最小功能：

　　自动发现和追踪连接到基础设施的终端的物理位置；

　　集成楼层平面CAD或其他类型图纸，易于交互管理和归档管理；

　　基于MAC物理层的侦测，包括增减、移动、调整的应用，支持电子工作单流程管理；

　　建立文本和标签化管理；

　　管理和监视电源和操作环境。

　　在目前正在制定的专门针对AIM系统的ISO/IEC 18598标准里，包含了：AIM的适用范围、定义、缩写词，共3个重要部分。条款5详细列出了一个标准的AIM系统的构建所需条件和建议。条款6详细列出了构建AIM系统的优势，以及AIM系统连接到其他系统时带来的更多潜在好处。条款7列出了以便于AIM系统与其他系统连接的信息交换接口。

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　　条款5定义了AIM系统包括两个功能要素 - 检测跳线通断的硬件（物理层）和系统软件（逻辑层）的功能：收集并存储跳线插拔/通断时所产生的连接信息到数据库进行结果分析，也要求能够分析其他来源（非跳线通断）的信息和跳线通断信息之间的相关性，目的是创造能够把这些信息提供给授权用户或其他系统的能力。因此条款5的内容侧重“预期”，包括：跳线探测、跟踪末端设备的位置、工作流程管理、文本和标签生成，以及与CAD集合起来监测和管理（例如平面图、机架图和布局图）。

　　条款6的内容按照ISO/IEC标准的风格惯例来看的话，有点特殊。因为它故意不包含任何要求，反而像是一个教程。但是在这个条款中，它提出的“为什么”使用AIM系统的目的，并回溯到了条款5的要求，讨论AIM系统对于基础设施管理以及资产利用率等方面带来的好处（比如：自动记录和监控、事件管理和警报、部署新的服务）。条款6还讨论了流程管理、基础设施的安全管理、附属设备的发现和配置。

　　条款7主旨是结合前两个条款的设备开发的讨论，由于AIM系统至今已经发展了20多年，其实这已经可以被视为业内的“成熟”话题。

　　在ISO/IEC 18598标准中明确指出了使用AIM系统的好处（可以从上述标准中对AIM系统的定义和扩展要求看出）：

　　AIM系统可协助管理人员管理规划整个综合布线系统的信息点数量、拓扑结构及线路走向安排；

　　能对资源进行统计分析（包括配线架端口占用、交换机端口占用、机架空间资源占用等），以协助管理人员进行设备装机规划；

　　可用于记录综合布线系统的各种工作状态，以便管理人员查询；提供跳线管理，以确保跳线能够快速容易地进行；

　　能够直接处理并读取大量的CAD图纸直接反应到AIM系统中，以提供良好的图形管理界面，便于管理人员快速发现故障位置，包括所有物理连接和所经设备（包括信息点平面定位、机架端口定位等）；

　　AIM系统可提供报表打印功能、数据备份/恢复功能、操作日志记录功能；可显示系统逻辑图、链路测试记录等信息，并可用直观的图形方式或表格方式查询布线系统的各个数据（包括：设备和缆线的用途、使用所属部门、终端设备配置状况、硬件编号、链路的功能和各项主要指标参数、链路的完好状况、故障记录、设备位置等等）；

　　AIM系统可以管理跨国公司在全球的基础设施资产。

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　　既然AIM系统几乎“无所不能”，是不是所有的地方都适合使用AIM系统呢？我们可以根据ANSI/TIA-606-B-2012看到一些建议供我们参考：

　　ANSI/TIA-606-B-2012 Administration Standard for Telecommunications Infrastructure

　　AIM系统适用于面积较大、环境较为复杂的场所；

　　AIM系统适用于工作人员数量不足的场所；

　　AIM系统适用于工作人员不具备管理通讯布线的专业知识的场所；

　　AIM系统适用于管理远程站点。

　　虽然ANSI/TIA-606-B-2012在这部分的建议没有现在的ISO/IEC 18598内容丰富（见前文关于ISO/IEC 18598条款6的分析），但仍可作为很好的思路借鉴。

　　AIM系统在数据中心的应用

　　首先我们分析以下数据中心使用AIM系统的必要性，结合上一章节所述的AIM适用条件，我们可以看出具备一定规模的数据中心是很有必要采用AIM系统的。

　　下图所示的是典型的数据中心的逻辑框架示意图（描述了网络拓扑结构中的设备通过互连的交换机将数据传递给对方）。可以看出在框架中包括了存储和服务与接入交换的连接、接入交换与汇聚/核心交换的连接。实际上还包括核心交换与核心路由的连接、核心路由与防火墙等设备的连接，最后接入WAN。

　　数据中心逻辑框架示意

　　在数据中心部署AIM系统，仅仅需要部署在接入层进行监控，即上图红色圆圈标注的部分，采用AIM系统对接入层的各物理链路进行监控和管理。而不需要再在汇聚层、核心层等区域重复部署。因为逻辑层已经实现了与上层设备的通讯。

　　数据中心物理结构（机柜设备和布线方式等等）主要依据其逻辑结构、规模、需求等因素进行划分，有End of Row列头交换（EoR）、Top of Rack置顶接入交换（ToR）、Centralized Server Row列中交换（也叫Middle of Row/MoR）、Computer Edge Switching边缘交换等多种形势。无论是哪一种物理结构，通常均会在接入层采用配备专门的配线柜/列头柜的集中管理方式，AIM系统在数据中心的部署，就是在配线柜/列头柜中用AIM配线架等等设备替代传统的铜缆、光纤配线架，再加上管理单元和连接线，并把他们连接到控制系统和数据库中。

　　有一点比较特殊的是由于ToR架构是把接入层交换机分别置于各设备机柜中，即多了一层交换，所以为了让AIM系统能实时监控管理各设备端口，就需要把AIM配线架部署到各ToR机柜中。

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　　如果需要实现环境管理、电源管理的应用，也需要在各需要监控管理的环境和机柜中部署传感器和用于接收传感器信息的AIM管理单元。

　　典型的用于管理综合布线的AIM配线架部署的位置见下图绿色画圈位置：

可用于实施AIM系统的位置（以EoR架构为例）

　　关于AIM系统在数据中心的部署方式可参考业内标准中已列举的多种适用于综合布线结构模型，而中型和大型数据中心布线会有交换机端口映射或设备端口映射的要求，即只能考虑3节点含映射、4节点含映射、和跳线组合信道的4节点或多节点布线方式）。这里参考ISO/IEC 11801:2002列举出3种可满足数据中心布线映射要求的结构模型：

3节点含映射模型

4节点含映射模型

跳线组合信道多节点模型

　　因此可以通过以下图示部署AIM系统配线架（以铜缆为例，光纤布线可参考同理但在必要时须考虑极性）：

通过映射的方式实施AIM系统配线架（红色标注的跳线即为用于侦测链路通断的跳线）

通过跳线组合信道的方式实施AIM系统配线架（红色标注的跳线即为用于侦测链路通断的跳线）

　　由于用于环境监控、电源控制的AIM系统通常和用于综合布线管理的AIM系统功能往往是硬件之间相互独立，因此即可以部署仅用于综合布线管理的AIM系统，也可两者同时部署，并通过软件实施相连管理。用于环境监控、电源控制的AIM系统硬件在安装时，就相对自由很多。从而实现基础设施的全部管理。

　　耐克森综合布线系统(亚太区)技术应用工程师-曹强