羅森伯格 | 公安大數據戰略下數據中心網絡布線設計思路

光纖在線編輯部  2020-02-18 15:31:04  文章來源:綜合整理  版權所有,未經許可嚴禁轉載.

導讀:公安大數據是公安系統信息化建設的重要戰略,而數據中心是信息化建設的載體與關鍵設施,為公安系統提供統一的云計算環境和集中運行維護保障,也為全國公安機關信息資源共享提供強有力的支撐。采用科學前瞻性的指導思想、靈活的網絡架構、高品質高可靠性的布線介質、高效的智能管理系統是數據中心設計規劃著力點,為公安大數據戰略的落地保駕護航。

02/18/2020  文章來源: 羅森伯格



2018年以來,公安部已成立全國公安大數據工作領導小組,推進信息化建設,大力實施公安大數據戰略,打造數據警務、建設智慧公安,提升公安工作智能化水平。以大數據智能應用為核心的智慧警務新模式,充分應用大數據、機器學習、人工智能等新技術,對各類風險隱患的敏銳感知、精確預,實現對各類違法犯罪活動的精準打擊。確保公安信息化建設取得重大進展、維護國家安全和社會穩定能力有大的提升。同時,通過“互聯網+公安政務服務平臺”,各地推行智慧警務,云警務等各種互聯網便捷通道,實現警務咨詢、便民服務、辦事通道網上運行,極大提升了辦事效率,節省辦事費用開支。

目前,服務于公安大數據戰略的數據中心建設亟需解決現階段公安數據處理的種種弊端,對內:各部門間信息存在壁壘,信息交互不通暢,數據備份安全性差;對外:標準不一,接口不一,公安數據與政府部門,社會行業等外部數據交互困難,及時性差。



一,基于公安大數據戰略的數據中心規劃設計之基本原則:

1,綠色環保
采用先進的設計理念和產品以實現環保、節能的綠色機房,按工信部等三部門聯合發文要求,2022年大型數據中心以及超大型數據中心PUE 值小于1.4 。

2,實用性和先進性
基礎設施采用先進的技術,通過使用先進的技術和設備來確保其實用性,滿足當前的需求,兼顧未來的業務需求。

3,安全可靠性
要對機房的布局、結構設計、設備選型、維護等各個方面進行可靠性的設計和建設,提高機房的安全性。

4,靈活性與可擴展性
機房必須具有良好的靈活性與可擴展性,能夠根據業務不斷深入發展的需要,擴大設備容量和提高用戶的數量和質量。具備支持多種網絡傳輸、多種物理接口的能力,提供技術升級、設備更新的靈活性。

5,標準化
在機房系統結構設計時,基于國家頒布的有關標準,堅持統一規范的原則,從而為未來的業務發展、設備增容奠定基礎。

6,經濟性/投資保護
應以最優的性能價格比構建機房,以較低的成本、較少的人員投入來維持系統運轉,提供高效能與高效益。

7,可管理性
建立一套全面、完善的管理和監控系統,應具有智能化,可管理的功能,采用先進的管理監控系統,實時監測整個機房的運行狀況,實時燈光、語音報警,實時事件記錄,迅速確定故障,簡化管理人員的維護工作,為機房安全、可靠的運行提供最有力的保障。

8,自用和商用
自用滿足公安系統自身網絡數據傳輸和交互的基本需求,滿足高可靠性,高速率,低延遲的網絡發展趨勢。商用滿足科研院所,高科技企業入駐,圍繞公安科技信息化技術研究、應用創新、成果推廣,并積極培養科技人才,成為融合科技信息化“技術”與公安“業務”的有效載體。

二,基于公安大數據戰略的數據中心規劃設計之等級要求:

數據中心設計參考的標準很多,國際標準有TIA942B,EN50173,TIA568C,TIA606B,ISO11801等,國內標準有GB50311, GB50312,GB50174等。公安數據中心設計主要依據的標準為中國標準GB50174《電子信息系統機房設計規范》,數據中心可根據機房選址、建筑結構、機房環境、安全管理及機房的使用性質及由于場地設備故障導致電子信息系統運行中斷在經濟和社會上造成的損失或影響程度,分為A、B、C三級。

A級為容錯型,在系統需要運行期間,其場地設備不應因操作失誤、設備故障、外電源中斷、維護和檢修而導致電子信息系統運行中斷。

B級為冗余型,在系統需要運行期間,其場地設備在冗余能力范圍內,不應因設備故障而導致電子信息系統運行中斷。

C級為基本型,在場地設備正常運行情況下,應保證電子信息系統運行不中斷。

公安大數據中心的建設建議選擇A級標準,兩個或兩個以上在同城或異地同時建立的數據中心互為備份,數據實時傳輸備份、業務滿足連續性要求,數據中心之間已實現容錯功能,充分保障業務系統的可靠性和安全性。



三,基于公安大數據戰略的數據中心規劃設計之網絡架構:



前端網絡的主要功能是數據交換,三層架構包括核心層、匯聚層和接入層;二層和一層網絡架構也稱為矩陣架構,這種架構可為任意兩個交換機節點提供低延遲和高帶寬的通信, 可以配合高擴展性的模塊化子集設計。公安大數據中心數據業務中,視頻業務的比重越來越大,各種智能視頻,音頻相關的分析對比軟件的應用,各種網絡之間數據交互愈來愈頻繁,因此,采用扁平化的矩陣架構可以更靈活滿足各種應用互連需求。     

            

作為網絡傳輸的基本通道,物理鏈路的架構與網絡架構相輔相成。通過水平布線和主干布線實現了數據中心的服務器和交換機等有源設備之間的互聯互通?梢愿鶕䴓I務系統的實際需求,選擇不同的模型進行模塊式組合,實現全網的靈活架構。



針對公安災備數據中心,傳統的模式是同城異步。未來更靈活,更安全可靠的模式應采用雙活甚至多活的容災模式。采用這種模式可以防止區域性災難,一旦出現故障,公安數據業務可以平滑地切換到備用系統,服務不會中斷,升級擴容以及停機維護的時間更短,容錯率更高。同時,業務流量負載均衡進一步加強,提升了數據中心的安全性和可靠性。



四,基于公安大數據戰略的數據中心規劃設計之布線介質:

布線介質作為數據中心內傳輸的物理通道,猶如連接城鎮之間的高速公路,屬于數據中心內部最重要的基礎建設。相比交換機,服務器等有源設備3到5年的使用壽命,物理鏈路的使用壽命長達20年以上。因此,布線介質的選擇,主要考慮兩個方面,一是滿足當前應用的需求以及為下一代應用預留充足的帶寬;二是確保布線介質的品質可靠性滿足設計使用期限,作為一次性整體投入,一旦出現質量問題,會引起整個數據中心的可靠性。

目前,相關主要國際標準以及國內標準,均建議多模光纜采用OM3/OM4等級(OM3/OM4支持40G傳輸距離100/150米);單模光纜采用OS2零水峰光纜;雙絞線銅纜采用增強型六類線(6A)及以上等級。同時,考慮到綠色環保以及以人為本的原則,應選用具備良好的阻燃性能,燃燒所產生的氣體中無鹵酸并且發煙量低的低煙無鹵護套(LSZH)。因為火災一旦蔓延,火場的溫度基本都要達到1000攝氏度以上(遠超CMP/OFNP耐燃溫度800攝氏度),而CMP或OFNP通常采用的材料是聚全氟乙丙烯共聚物(FEP),由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的,兩種成分燃燒后都會產生HF(氟化氫)廢氣。無水氟化氫具有極強的酸性,只有100%的硫酸才能超過它。氟化氫對呼吸道粘膜及皮膚有強烈的腐蝕作用。吸入較高濃度氟化氫,可引起眼及呼吸道粘膜刺激癥狀,嚴重者甚至發生反射性窒息。因此,低煙無鹵護套是未來數據中心的主流選擇。



五,基于公安大數據戰略的數據中心規劃設計之智能布線管理:

“木桶效應”指出:一只水桶盛水的多少,并不取決于桶壁上最高的那塊木塊,而取決于桶壁上最短的那塊。無論是傳統機房時代,還是當今云計算,物聯網,大數據的數字智能時代,作為OSI網絡七層模型中最底層的物理層,一直都是采用最傳統的運維管理模式,即標簽和文檔記錄進行人工管理。
數據中心的運維對可靠性和安全性要求極高,長期的運維管理中會面臨一系統錯綜復雜的問題,如管理人員變更,人為失誤,文檔丟失,標簽錯亂/受損,外力破壞等。據第三方咨詢機構統計,數據中心網絡故障70%以上是由于物理故障造成的。因此,提升物理鏈路的智能管理水平是影響數據中心運維管理智能化的重要一環。



采用鏈路檢測模式的硬件系統和圖形化的管理軟件是智能布線系統的基本要求,而端口LED燈指示,鏈路拓撲圖展示,報表統計,支持SNMP等功能則是提升運維管理效率的關鍵。選用合適的智能布線系統可以彌補數據中心運維的最后一塊短板。



結束語:

公安大數據是公安系統信息化建設的重要戰略,而數據中心是信息化建設的載體與關鍵設施,為公安系統提供統一的云計算環境和集中運行維護保障,也為全國公安機關信息資源共享提供強有力的支撐。采用科學前瞻性的指導思想、靈活的網絡架構、高品質高可靠性的布線介質、高效的智能管理系統是數據中心設計規劃著力點,為公安大數據戰略的落地保駕護航。

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