數(shù)據(jù)中心同步計(jì)時(shí)的關(guān)鍵作用

數(shù)據(jù)中心向各個(gè)位置傳輸信息的速度和一致性令人驚嘆。數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器每秒相互通信數(shù)百萬(wàn)次，處理必須精確計(jì)時(shí)的關(guān)鍵事務(wù)。計(jì)算機(jī)有內(nèi)部時(shí)鐘來(lái)跟蹤時(shí)間，但這些時(shí)鐘彼此之間不斷漂移。如果沒(méi)有建立機(jī)制來(lái)持續(xù)同步內(nèi)部時(shí)鐘，則由于這些差異而導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞或丟失的可能性會(huì)增加。

同步計(jì)時(shí)的重要性在數(shù)據(jù)中心一直很普遍，但現(xiàn)在人們的擔(dān)憂(yōu)是，計(jì)算環(huán)境比以往任何時(shí)候都更加分散、互聯(lián)和復(fù)雜。此外，云使用量的增加意味著需要建立更多的數(shù)據(jù)中心來(lái)支持它。這種需求導(dǎo)致更多設(shè)施位于連接環(huán)境具有挑戰(zhàn)性的偏遠(yuǎn)地區(qū)。為了應(yīng)對(duì)這些變化，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商需要考慮如何提高計(jì)時(shí)同步彈性并確保數(shù)據(jù)完整性。

什么是數(shù)據(jù)中心計(jì)時(shí)？它是如何工作的？

網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NTP)和精確時(shí)間協(xié)議(PTP)是兩種基于網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，旨在幫助更新和同步計(jì)算機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘與我們的全球計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)。

然而，這些計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)依賴(lài)于基于數(shù)據(jù)包的隨機(jī)路由互聯(lián)網(wǎng)連接來(lái)與時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行通信。它們還容易受到以太網(wǎng)傳輸中常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)問(wèn)題的影響。

網(wǎng)絡(luò)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)通常令人滿(mǎn)意，但對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算環(huán)境中越來(lái)越普遍的高速通信來(lái)說(shuō)，更高的精度往往是必要的。除了剛才提到的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腘TP和PTP之外，在數(shù)據(jù)中心提供精確計(jì)時(shí)的其他方法包括GNSS接收器和超穩(wěn)定時(shí)鐘。它們各有利弊，但一般來(lái)說(shuō)，GNSS被認(rèn)為是準(zhǔn)確性和成本意識(shí)可擴(kuò)展性的最佳組合。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)是指一組衛(wèi)星，它們從太空發(fā)出信號(hào)，將時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾NSS接收器。全球定位系統(tǒng)(GPS)就是GNSS的一個(gè)例子。它以高精度原子鐘為基礎(chǔ)，這些系統(tǒng)中的每個(gè)衛(wèi)星都會(huì)同時(shí)發(fā)送精確的時(shí)間信號(hào)。這些信號(hào)用于對(duì)接收器的位置進(jìn)行三角測(cè)量。

與NTP相比，GNSS提供的計(jì)時(shí)信息具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括可以在任何有清晰天空視野的地方使用，并且不依賴(lài)互聯(lián)網(wǎng)連接來(lái)接收計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。GNSS的最大障礙是需要清晰的天空視野，而數(shù)據(jù)中心建在山區(qū)附近的偏遠(yuǎn)地區(qū)使這一障礙更加嚴(yán)重，但光纖技術(shù)可以幫助克服這一障礙。

光纖如何解決日益嚴(yán)重的時(shí)間同步問(wèn)題？

GNSS通過(guò)1.1GHz至1.6GHz之間的射頻(RF)與數(shù)據(jù)中心通信。在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心，定時(shí)分配系統(tǒng)使用同軸電纜將數(shù)據(jù)從天線(xiàn)傳輸?shù)狡浞?wù)器。當(dāng)數(shù)據(jù)中心天線(xiàn)與GNSS接收器之間的距離超過(guò)30-50米時(shí)，信號(hào)會(huì)衰減到無(wú)法使用的水平。

利用光纖電纜可以提高通信的彈性，因?yàn)樗乃p比同軸電纜低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這使得光纖射頻(RFoF)網(wǎng)絡(luò)更加高效，并且可以從少數(shù)天線(xiàn)站點(diǎn)向整個(gè)數(shù)據(jù)中心提供GPS計(jì)時(shí)。

例如，標(biāo)準(zhǔn)RFoF架構(gòu)可以通過(guò)單個(gè)天線(xiàn)向500多個(gè)端點(diǎn)提供可用的GPS計(jì)時(shí)信號(hào)。這提供了并行計(jì)時(shí)信號(hào)，可用于增強(qiáng)和補(bǔ)充來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的NTP和PTP計(jì)時(shí)信號(hào)。一旦RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，就可以通過(guò)光纖分路器被動(dòng)地分路，以傳送到多個(gè)接收器。

確保GPS定時(shí)分發(fā)解決方案正確的第二個(gè)要素是部署雙冗余。數(shù)據(jù)中心可以安裝額外的備份，以便在發(fā)生故障時(shí)接收信號(hào)，而不是部署帶有RF開(kāi)關(guān)的單個(gè)光接收器。

這種完全冗余的GPS-over-fiber架構(gòu)提供了無(wú)縫、可靠且面向未來(lái)的模擬GPS計(jì)時(shí)集成。它還消除了系統(tǒng)中的任何單點(diǎn)故障，以確保即使發(fā)生硬件故障，計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)仍可正常運(yùn)行。

更進(jìn)一步說(shuō)，還可以利用所有數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)從單個(gè)遠(yuǎn)程位置實(shí)時(shí)監(jiān)控所有GPS計(jì)時(shí)解決方案。

隨著世界越來(lái)越依賴(lài)計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心之間精確定時(shí)的交易交換，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注定時(shí)同步的可靠性和可靠性。它對(duì)于維護(hù)數(shù)據(jù)中心的可靠性、安全性和性能至關(guān)重要，尤其是在當(dāng)今日益復(fù)雜和互聯(lián)的計(jì)算環(huán)境中。

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