【IT168专稿】在数据中心的构建过程中，数据中心经理和CIO们每时每刻都需要和高能耗、高成本、碳排放等问题做斗争，这不禁让小编想起了“植物大战僵尸”这款曾经风靡一时的游戏，你可能会奇怪，构建绿色数据中心和“植物大战僵尸”又有什么关系?下面，让小编带你一同进入数据中心的“植物大战僵尸”的绿色战场上。

▲绿色数据中心离不开高性能低功耗的网络交换产品

　　这是一个在速度与效率的翅膀下狂飙突进的时代。然而，随着经济与环境之间的冲突日益加剧，从国家到企业，绿色低碳、节能减排已经成为可持续发展的关键因素之一。根据一项来自美国的数据显示，数据中心的能耗已经占据美国全国能耗的7%。因此，对于数据中心的节能减排，推进绿色数据中心发展是所有企业共同的愿景。

　　作为数据中心的网络核心部分，交换设备在整个体系中扮演着非常重要的角色。我们知道，一个产品的能耗就是它所有模块和单元的能耗之和，同样，一个数据中心的能耗也就是各个组成部分的能耗总数。下面我们就和大家一起来探讨，怎样为数据中心选购绿色节能的交换机，绿色数据中心交换设备应该具有哪些特点，并为大家推荐两款分别来自思科和H3C的绿色节能数据中心级交换机。
 

　　怎样选购绿色数据中心交换机

　　其实还是那个基本的原则，一台设备的能耗等于它各个器件单元的能耗之和。下面我们就为大家介绍一下，在选购绿色数据中心交换机时，需要注意哪些节能环节和技术。

　　1、关注电源求节能：

　　大型数据中心交换机一般都配有多个电源模块作为冗余供电使用。因此，对于交换机电源的绿色节能处理就非常的重要。从策略角度来说，首先要有合理的电源冗余配置策略，我们了解，一般在电源工作负载为40%~90%时，电源的效率是最高的，能量的损失也是最小的。

▲电源效率与负载的关系图（横轴为负载，纵轴为电源效率）

　　好了，我们要选购的产品，首先就是要具有合理的电源冗余策略，能保证电源工作负载在40%~90%的区间内。一般高性能的交换机产品，都可以通过配置N+1(N>2)冗余策略，既保证设备不会因为突然断电而终止，也确保工作电源模块的负载在66%以上。

　　另外，对于大型的交换机来说，其整个内部供电系统是非常复杂的。出于绿色节能的考虑，我们需要交换机具有灵活的电源管理技术，可以动态的调配各单板的供电状态，隔离故障单板和未分配业务单板，从而最大程度的提高效率。

　　2、了解芯片知能耗：

　　对于交换机这类通信设备来说，各种集成电路芯片的能耗控制非常关键。这里对芯片的节能主要落实在工艺技术上，从目前来看，90纳米，65纳米甚至未来45纳米工艺演进给交换机芯片节能带来了大幅度的提升，仅以90纳米到65纳米的升级为例，一般就可将芯片能耗节省30%左右。因此，在选购绿色交换机时，芯片的工艺技术也是要考虑的关键之一。

　　3、细查端口为智能：

　　对于数据中心交换机来说，庞大的端口数量即是外在特征更是内部设计的重要环节。如果我们想找到已给可以事半功倍的提高交换机节能的渠道的话，对端口进行优化无疑是非常划算的。因此，我们应该选购那些具有低能耗端口设计的产品，这类产品可以通过控制芯片，更好的对未连接端口进行休眠或关闭，同时采用更优化的自动检测技术，来识别内外端口的当前状态和请求。

　　4、灵活风扇为畅通：

　　对于中高端交换设备来说，本身的功耗和所产生的热量是很大的。因此，良好的散热系统是设备稳定运行的关键保障之一。我们知道，为了保障设备在极端条件下的可靠性，风扇在设计上都是按照满负载运转下的散热性能来考虑，而且还有做一定的功率上调，留出缓冲空间。

　　但设备在正常运行中，很少会出现满负载情况，而如果风扇一直按照最高散热标准运行，就会额外产生大量的无用功耗。同时，风扇转速高不仅影响功耗，风扇转速越快，其产生的噪音也越大，寿命也越短。因此，在选购绿色交换机时，要尽量挑选支持动态调整风扇转速，并具有良好散热风道和系统设计的产品。(良好风道系统设计可以降低对风扇转速的要求，更好的节能，并能更好的配合机房的整体风道设计，实现整体的节能性能提升)

　　推荐产品一：Cisco Nexus 7000系列交换机

　　对于数据中心网络产品的采购中，思科永远都是避不开的一个品牌。Cisco Nexus 7000系列交换机是一个模块化数据中心级产品系列，适用于高度可扩展的万兆以太网网络，其交换矩阵架构的速度能扩展至15Tbps以上。 它的设计旨在满足大多数关键任务数据中心的要求，提供永续的系统运营和无所不在的虚拟化服务。

▲作为下一代交换机平台，Cisco Nexus 7000系列具有10 插槽和18 插槽两种配置。

　　那么，Cisco Nexus 7000系列交换机是否满足我们之前提到的绿色节能要求呢?仔细思量一下，Nexus 7000比较像PVZ游戏中的"杨桃"，全面的活力覆盖和扩散式的攻击方式，让哪些导致能量流失的罪魁祸首纷纷落马。

　　接下来我们就一起看一下， Nexus 7000在绿色节能方面有哪些优势：

　　1、电源节能：Cisco Nexus 7000所配置的电源模块有两种，分别为Cisco Nexus 7000 6.0kW 交流电源模块和Cisco Nexus 7000 7.5kW 交流电源模块。根据思科官方给出的数据，其电源效率高于90%，对能耗的控制非常好。

　　6.0kw的电源模块提供双20安培的交流供电，而7.5kw的电源模块提供的是双30安培的输入电源。在上文提到的电源模块组的冗余策略管理中，Cisco Nexus 7000提供了4种的冗余方案(包括前文推荐的N+1方案)，可以更好的保证电源的利用效率。

　　同时，Cisco Nexus 7000电源模块还提供了实时功耗显示功能，让我们对交换机的节能效果有了最直观的了解。另外，当工作在低功耗模式下，电源模块可以自动减低自身风扇的转速，更好的节省能源消耗。

　　2、芯片节能：Cisco Nexus 7000系列采用高性能双核Intel Xeon处理器，在保证可靠性的同时，相对于上一代芯片，可以很好的控制功耗。同时，Nexus 7000系列采用了单一应用专用集成电路(ASIC)，根据思科产品的需求进行了优化设计，具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

　　3、端口节能： 思科Nexus系列交换机针对大型数据中心设计，相比于其他同类产品，有一个最大的特点就是思科的统一交换技术。过去的数据中心在处理每一种流量类型时，需要使用诸如LAN和SAN等技术，建立不同的物理网络。

　　现在利用统一交换，Cisco Nexus系列交换机能够支持在机柜一级进行I/O整合，通过服务器与接入层之间的同一链路传输LAN、SAN和IPC流量，并使用相同的驱动程序软件、管理软件和数据中心非常好的实践来支持LAN和SAN。通过测试统一交换网络的使用情况，思科客户计算得出相比采用接入层和SAN聚合层设备，可实现41%的电力和冷却成本节省。

　　4、风扇节能：Cisco Nexus 7000系列交换机的风扇有256 个速度级别，可根据I/O 模块(和控制引擎)的类型，进气口温度，以及是否使用空气过滤器而灵活调整。风扇的功耗和噪音得到很好的控制和降低。

　　此外，在风道设计方面， Nexus 7000 系列机箱在设计、空气流通、冷却方面均进行重大改进。10 插槽机箱前后通风，是一个适用于热通道和冷通道部署的出色解决方案。18 插槽机箱使用两侧通风，紧凑的机型设计可以提供高密度配置。风扇架和交换矩阵都能从机箱背部更换，不会受到任何I/O 电缆的阻碍，因此提高操作效率。

　　推荐产品二：H3C S12500交换机

　　在数据中心交换领域，H3C同样有着雄厚的技术积累和丰富的产品体系。特别是在惠普和3COM合作后，H3C的交换产品更是全面进入和HP全球的四大数据中心基地，代表着国际品质的H3C产品正在一步步走向全球市场。

　　我们今天要给大家推荐的，正是H3C针对绿色数据中心开发的一款高端交换机产品——S12500。

　　同样，如果要在“植物大战僵尸”中找到一个和H3C S12500相似的代表，那非“三叶草”莫属。强大的三叶草可以吹散游戏中的僵尸迷雾，这正如H3C S12500交换机将绿色节能在数据中心中进行到底，让哪些躲在角落里偷偷消耗能源的"僵尸"无处遁形。

　　下面我们就看看它在绿色节能方面有哪些独到之处吧！

　　1、电源节能：H3C S12500采用了高效率一次电源模块，典型转换效率达到91.5%以上(在负载40%～90%情况下)。

　　H3C S12500中单板电源采用IBA架构，选用高效率二次电源模块，典型转换效率达96%以上(负载40%～100%情况下)。高效率的电源模块不仅大大降低无用功率消耗，而且大大减少了电源的发热，从而减少了散热成本。同时，二次电源模块的优化也进一步减少了单板功耗，减少了单板的散热成本。

　　H3C S12500还支持智能电源管理，设备中各单板还配置专用MBUS(Maintenance Bus：维护管理总线)模块以支持单板的电源开关和监控，可以支持单板顺序上电(降低单板同时上电带来的电源冲击，提高设备寿命，降低电磁辐射)，控制单板下电，隔离故障/空闲单板，降低系统功耗。

　　2、芯片节能：H3C S12500中使用的核心处理芯片采用了新一代ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)。和传统通用集成电路相比，ASIC无疑根据特定用户的特定需求进行了优化设计，具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

　　同时，我们在前面的采购指导中专门提到过，芯片的纳米级工艺提升对节能又很大的帮助。H3C S12500交换机采用65nm工艺设计的芯片，相比前一代芯片，在节能环保方面有了更好的进步。

　　3、端口节能：大型交换机端口众多，因此保证随时接入到端口上的网线可连通是非常重要的。传统的IEEE自协商机制会持续的进行自协商去检测是否存在网络连接请求，这样做的一个问题就是，需要保持MAC接口在没有连接的状态下依然始终开启——这里就存在能源损失的问题。

　　H3C S12500采用最新的Energy Detect/Sleep模式，在没有网络连接的情况下，Energy Detect/Sleep模式会自动将发送器(Transmitter)关闭，只保留一个简单的接收检测电路，用于检测电缆上能量的状态。只要没有检测到接口有网络连接，MAC接口也被关闭进入休眠状态，只有当线缆上能量被检测到时，PHY才会完全开启符合IEEE规格要求的发送器和接收器功能。上述特性相比较于传统的IEEE自协商工作机制能节省5倍功耗。

　　另外，H3C S12500还支持内部背板端口的自动检测，当某槽位未配置接口板时，系统可以自动关闭和该接口板相连的所有交换网板背板高速端口，进一步节省了功耗。

　　4、风扇节能：大型交换机的内部散热主要依赖两个部分：高效的风扇系统和合理的风道设计。

　　先说风扇。H3C S12500采用的高效PWM调速风扇，支持无级调速(即风扇转速随着PWM信号的占空比变化而连续变化)。系统支持风扇状态监控(转速监控、故障告警等);系统可以自动收集单板温度，根据设备实际情况计算风扇调速曲线，并将调速命令下发到风扇框。另外，S12500可以根据设备的单板配置进行自动识别，并根据单板配置对相对应风扇组的转速进行单独控制，即对应大功耗单板的风扇转速组会比对应于小功耗单板风扇组的转速要高，从而达到风扇转速的最优化设置，大大降低设备功耗和运行噪声。

　　再说风道设计。H3C S12500采用竖插框结构，单板系统风道和电源散热风道互相分开，互不干扰，提高了散热效率;垂直风道结构有利于并柜，便于机房散热风道设计，提高机房散热效率，降低机房空调能耗。