1 Nexans Cabling Solutions @TU-WIEN. 2 At the core of performance: a worldwide presence...
-
Upload
conradine-borgerding -
Category
Documents
-
view
104 -
download
0
Transcript of 1 Nexans Cabling Solutions @TU-WIEN. 2 At the core of performance: a worldwide presence...
1
Nexans Cabling Solutions @TU-WIEN
2
At the core of performance:a worldwide presence
Produktionsstätten in 39 Ländern – weltweite Aktivitäten
23.500 Beschäftigte
Experten nationaler und internationaler Normen
3
At the core of performance:4 strategische Geschäftsfelder
Building
Industry
Infrastructure
Local Area Networks
Nexans Cabling Solutions
Skalierbare Lösungen für die strukturierte Gebäudeverkabelung
Kupferverkabelung Kat.5 – Kat.7ALWL-Verkabelung
Intelligentes Infrastruktur Managementsystem
4Nexans Cabling Solutions
Kann die Investition in ein zukunftssicheres Netzwerk
die IT-Kosten über die nächsten 10 Jahre senken?
Gerd Backhaus
5
AGENDA
Netzwerkdesign: Top-of-Rack vs. strukturierter
Verkabelung
Skalierbare Verkabelungsstrategien für
Rechenzentren
Migration von 10G nach 100G mit MPO
Migration von 10G nach 40G mit Kat.7A
Effektiv Energiekosten bei 10G senken mit Kat.7A-
Verkabelung
5
6
Netzwerkdesign
Top-of-Rack vs. Strukturierter Verkabelung
Tech Forum „Verkabelung/Netzwerk- und RZ-Infrastruktur”6
7
SERVERSSERVERS
Access layer switch
Access layer switch
Access layer switch
Access layer switch
Access layer switch
Access layer switch
Access layer switch
Access layer switch
A B C D
SERVERSSERVERS
SERVERSSERVERS
SERVERSSERVERS
PPPP
PPPP
PPPP
PPPP
PPPP
PPPP
PPPP
PPPP
Patch cordsPermanent link
RZ Layout Optionen
Advanced Options for Scenario C/D:
• End of server row switching
• Top of server rack switching
• Centralised server row switching
• Dual end of row switching
• Middle of Row
8
RZ Gestaltungsflexibilität
Top of Rack oder Strukturierte Verkabelung?
9
Top of Rack Konfiguration
• Jedes Server Rack beinhaltet einen eigenen Top of Rack Switch
• Der TOR Switch ist direkt den im Rack befindlichen Servern zugeordnet
• Je nach Anzahl der Server kann ein weiterer Switch hinzugenommen werden
• Die Verbindungen zwischen dem TOR Switch und den Servern erfolgt durch RJ45 Patchkabel (1G) oder Fibre/CX4 10G
• Die Verbindungen zwischen dem Access Switch (TOR Switch) und dem Aggregation Layer Switch erfolgt via Fiber Uplinks
10
Strukturierte Verkabelung in RZ’s
• Beinhaltet einen High Density Switch m Ende der Serverreihe
• Im Chassis befinden sich 48 Port 1 GE Netzwerkkarten, die bedarfsgerecht skaliert werden
• Jeder Switch Port kann mit jedem Server Port verbunden werden
• Die Server sind durch die horizontale Verkabelung im Boden oder Deckentrassen mit dem Switch verbunden
• Verbindungen zwischen Servern und Switchen erfolgen über die passiven Panel im Rack mittels RJ45 Patchkabeln
11
Nachteile der TOR ArchitekturSchlechte Switch-Port Auslastung
• Anzahl der Server in den Racks variiert während der
Nutzungsdauer
dementsprechend variiert die Anzahl der Netzwerkports
• Beispiel:
• Rack A hat 20 Server mit jeweils 2 Ethernet Anschlüssen, Rack B hat
12 Server mit 2 Ethernet Anschlüssen
• Wenn jedes Rack einen 48 Port TOR Switch besitzt, ergibt das eine
Switch Port Auslastung im Rack A von 40 und im Rack B von 24
Schnittstellen
• Es bleiben 32 ungenutzte Schnittstellen von 96 möglichen
12
Schlechte Switch-Port Auslastung
• Laut Markstudien befinden sich durchschnittlich ca. 14 Server in einem Rack = 28 Netzwerk Ports
(Dreisatz: 28x100/48=)
• Auslastungsgrad = 58%
13
Nachteile der TOR Architektur: erhöhter Energieverbrauch bei Vollauslastung
• Ein großer Switch verbraucht weniger als viele kleine
• Ein End Of Row Switch unterstützt bis zu 336
Netzwerkschnittstellen, wofür 7 TOR Switches benötigt werden
• Beispiel:
• Um einen typischen 48 Port TOR Switch zu betreiben werden im
Vollbetrieb 212 W benötigt dies ergibt 7 x 212W = 1,484W
Anschlussleistung
• Um die gleiche Anzahl an Ports in einem End of Row Switch zu
betreiben werden 885W benötigt (Cisco 6500 Chassis + 7x X6148
line cards)
• Dies bedeutet einen 67% höherer Stromverbrauch bei
Vollauslastung
14
Nachteile der TOR Architektur Ineffizinter Energieverbrauch
• Beispiel: Rack A 12 Server, B 12 Server, C 14 Server, D 16 Server,
E 8 Server, F 10 Server = 72 Server = 144 Network Ports
• 6 Server Racks mit 48 Port TOR Switches = 288 Ports
• das bedeutet 144 unbenutzte Switchports
• 144 unbenutzte Ports bedeuten ca.174W – 348W verschwendete
Leistung (Standby modus ca. 2,8W/Port)
Schwache PUE (Power Utilisation Efficiency)
• End of Row Switches können je nach Bedarf mit Line Cards
bestückt werden – 3 Karten unterstützen 144 Ports. Somit ist die
Verschwendung an Ports geringer und besitzt ein EOR Switch
eine bessere PUE
16
Kostengegenüberstellung
TOR Lösung Power = Euro 1.187 Hardware = Euro 49.266 Total = Euro 50.453
Ersparnis = Euro 10.821
Kostenvergleich auf folgender Konfiguration basierend: Top of Rack Konfiguration mit 7 TOR Switchen (212W jeweils). End or Row Konfiguration mit End of Row Gehäuse plus Lüfter (150W), 7 End of Row 48 port 1G Einschübe (105W jeweils), 8 x 10G Base SR Up-Links, Netzwerk Managementkarte. Basierend auf Energiekosten von 800 Euro je kWh/Jahr. Angenommene 100% ige Auslastung aller Netzwerk Ports
Structured cabling in data centres:
• Lower cost of ownership• Increased energy
efficiency• Increased flexibility in
maintenance, network expansion and upgrading
End of Row Lösung Power = Euro 708 Hardware = Euro 38.924 Total = Euro 39.632
19
Skalierbare Verkabelungsstrategien für Rechenzentren
Migration von 10G nach 100G mit MPO
Migration von 10G nach 40G mit Kat.7A
Tech Forum „Verkabelung/Netzwerk- und RZ-Infrastruktur”19
20
0
10
20
30
40
50
60
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
1GBE 10GBE 40GBE 100GBE
Ser
ver-
to-
switc
h lin
ks(m
illio
ns)
0
1
2
3
4
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
1GBE 10GBE 100GBE
Sw
itch-
to-
switc
h lin
ks(m
illio
ns)
*Source: Alan Flatman, 2007
Wie wichtig ist Skalierbarkeit ?
21
Was muss beachtet werden ?
Ist „Skalierbarkeit“ neuerdings ein Thema der Verkabelung?
• Ein „Forward Ready“ der Verkabelung ist nach 1G nicht mehr automatisch gegeben !!
• 10G erforderte schon ein Upgrade von Cat6 zu Cat6A
• 40G wird einen neuen Steckverbinder erfordern !
Tech Forum „Verkabelung/Netzwerk- und RZ-Infrastruktur”21
22
Das Problem
10G OM 3 + LC
Class EA(RJ45)
40G OM3/OM4 + MPO
Class FA(GG45) ?
23
Upgrade Strategien
Glasfaser
A: Komplette Neuinstallation
der Verkabelung in 5-8 Jahren
B: Neuinstallation der
Anschlußtechnik in 5-8
Jahren (? Risiko Faseranzahl)
C: Vorinstallation einer hohen
Faseranzahl und Cassette
Systemen / Austausch von
MPO Kassetten in 5-8 Jahren
Kupfer
A: Komplette Neuinstallation
der Verkabelung in 5-8
Jahren
B: Neuinstallation der
Anschlußtechnik in 5-8
Jahren
C: Installation einer
skalierbaren Verkabelung
mit „2in1“ Anschlußtechnik
24
LWL-Komponenten für 40/100G?
Steckverbinder :
• MPO Mehrfaser Steckverbinder ist
spezifiziert
40G: 8 Fasern
100G: 20 Fasern
Faserklassen :
• OM3 definiert als Mindestanforderung
• OM4 erlaubt Reichweiten von > 100m
26
LC JumperOM3 oder OM4
RZ Migrationswege zu 40G für LWL
Server
10G
Switch10G
MPO KassettenLC Verbinder
27
Einfache Aufrüstung
Einfache Installation
Lange StandzeitNiedrige Betriebskosten
RZ Migrationswege zu 40G für LWL
Server
40G
Switch40G
MPO JumperOM3 oder OM4
MPO Kupplungen
29
Übertragungskapazität der Kupfer-Verkabelungsklassen
Shannon Capacity for 4-pair channelsNexans Modelling
ISO Cat6AU/UTP
ISO Cat6A F/UTP
LANmark-7
LANmark-7A
0
10
20
30
40
50
60
1
Capacity (in
GB
)
ISO Cat7 S/FTP
ISO Cat7A S/FTP
Class EA reicht nach
heutigen
Erkenntnissen nicht
aus
Class FA ist nach
heutigen Erkenntnissen
ausreichend für 40G
30
Kupfer Komponenten für 40/100G ?
Steckverbinder (vermutlich) :• IEC60603-71
Kabel (vermutlich) : • Cat7A S/FTP Kabel • 1000/1200/1500 MHz
31
RZ Migrationswege zu 40G für Kupfer
32
Switch10G
Server10G
GG45 LinksRJ45 Patchkabel
RZ Migrationswege zu 40G für Kupfer
33
Server40G
RZ Migrationswege zu 40G für Kupfer
GG45 LinksGG45 Patchkabel
Switch40G
Einfache Aufrüstung
Einfache Installation
Lange StandzeitGeringe Betriebskosten
34
Energiekosten im RZ senken
Effektiv Energiekosten bei 10G senken
mit Kat.7A-Verkabelung
35
Industry Trends & Regulations
US Green Grid 2006 House Resolution 5646 enforced Energy Star – ratings for servers and PCs
–Subject to IEEE P802.3az ratification
European Code of Conduct
Voluntary scheme – requires measurement of
power consumption
UK Carbon Reduction Commitment New legislation – fully operational 2011 £12 per tonne of excess CO2
36
IEEE 802.3az: Focus on “Idle Time”
IT equipment consumes a lot of power in idle state
E.g. Server ~ 80% of full load power
Network ports in switches and NICs ~ 90% of full load power
37
“Energy Efficient Ethernet”
• 7 neue Ethernet Funktionen werden definiert
• Massives Einsparpotential durch “Low Power Idle” und
“Wake-on-Lan”
• Betrifft Rechenzentren, aber auch PC Networking und
Consumer Electronics
• Storage & HPC applications : Verdrängungseffekt für
Fiber Channel und Infiniband?
Zusätzliche Einsparungen können mit guter Verkabelung (Cat.7A) erzielt werden
38
“Power Backoff” in 10G spart Strom
Server 1 Server 2 Switch
Long link Short link
10GBase-T hat die Möglichkeit die Signalstärke zu varieren: bei kürzerer Distanz wird Signalstärke reduziert
reduzierte Signalstärke
Volle Signalstärke power bei maximaler Distanz
>95 .34.1 0
Power Backoff Scale
75-85 26.9-30.5 4
85-95 30.5-34.1 2
55-65 19.8-23.4 8
65-75 23.4-26.9 6
25-45 9.0-16.2 12
45-55 16.2-19.8 10
Length (m) IL 250 MHz (dB) Backoff (dB)
0-25 <9.0 14
39
Kanal-Dämpfung von Kat.7A
Schon bei 250MHz zeigt LANmark 7A deutliche Vorteile
40
Vergleich Signal to Noise Ratio
IEEE 10G TIA Ad 10 Cat6A ISO CLASS EA ISO CLASS FA
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
Signal-Rauschabstand versch. Verka-belungsklassen bei 10G Übertragungs-
frequenz (420MHz)
41
Reichweitenvorteil von Kat.7A
10m mehr Reichweite• LANmark-7A gutes Dämpfungsverhalten erhöht
Power Backoff bzw. reduziert Stromaufnahme von
10G
• Kühlungskonzepte erfordern längere Server-Reihen
(weniger CRAC)
• 10m heisst:
• Jede Server Schrank Reihen kann ca 10 Racks
länger sein mit Kat7A
• 140 zusätzlich Servers können pro Reihe
mehr im Low Power Mode laufen
42
Industry Trends & Regulations
US Green Grid 2006 House Resolution 5646 enforced Energy Star – ratings for servers and PCs
–Subject to IEEE P802.3az ratification
European Code of Conduct
Voluntary scheme – requires measurement of
power consumption
UK Carbon Reduction Commitment New legislation – fully operational 2011 £12 per tonne of excess CO2
43
Für die Übertragung benötigte Leistung reduzieren
44
Mögliche Einsparung durch Ausnutzung von mehr SNR
Nicht längenabhängig
Größenordnung des mögliches Einsparpotentials:
~6,3 W per Card
~ 2,1 Watt per Port
6,3W
TechniqueEstimated Savings
Disabling Viterbi Decode 15%
Disabling NEXT cancellers 15%
Reducing Echo canceller taps 10%
Reducing equaliser taps 5%
Reducing bit widths 5%
Total savings 50%
47
internationale und nationale Normen ISO/IEC; IEEE; EN (Cenelec); TIA
Zertifikate unabhängiger Labors zu Komponenten GHMT, Delta, 3P…
Datenblätter der Hersteller (Vorsicht! ;-)
Werbeaussagen der Hersteller (Achtung! ;-)
Hersteller Software Tools Seminare/Events/Messen/Fachzeitschriften
persönliche Vernetzung!!!
Pflegt Kontakte!!!
Was hilft bei der Auswahl der Verkabelungskomponenten