一种数据中心线缆布线的规划与管理方法及系统与流程

本发明涉及数据中心的基础设施管理，具体涉及一种数据中心线缆布线的规划与管理方法及系统。

背景技术：

1、在数据中心管理中，线缆布线方案的制定多依赖于经验规则和手动规划。尽管采用了如cad(计算机辅助设计)等工具辅助线缆布线设计，但这些方案大多局限于提供布局视觉化，而在线缆长度的精确计算与连线规范的自动实施方面仍然存在明显不足。现有技术未能提供一个集成的解决方案，来同时处理这两个关键方面：即线缆长度的准确计算和复杂连线规范的自动化遵循。

2、对于线缆长度计算，现有方法未能考虑到数据中心内部复杂的空间结构和线缆走向的多变性，导致计算结果常常有较大误差。此外，现有技术在实施具体的连线规范时，通常要求技术人员对不同设备的端口和接口类型有着高度熟悉度，且需要手动设定连接规则，这在实际操作中耗时且易出错，尤其是在面对如天翼云架构那样的复杂连线规范时，更是如此。

3、现行技术对于线缆长度的估算通常采用线性近似或人工经验估计，缺乏准确性和智能性。当数据中心的布线规模庞大时，这种简化的估算方法容易导致资源的浪费或不足，影响整体的经济效益和工程的实施效率。此外，现有技术对于复杂的连线规范处理不足，特别是在需要精确遵守特定连线逻辑的场合，如天翼云4.0架构中网元节点设备1的连线规范，需要按照严格的规则来配置每个设备1与内网设备2之间的多个网卡口的连接。现有技术未能提供有效的自动化工具，来支持这一规范的快速、准确实施。

4、上述问题亟待解决，为此，提出一种数据中心线缆布线的规划与管理方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何实现线缆长度的准确计算和复杂连线规范的自动化遵循，提供了一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，能够自动规划线缆布线、准确计算线缆长度，并自动实施复杂连线规范，对于提高数据中心的建设效率和运营效率具有重大意义，进而能够极大地减少人力需求，减少布线错误，优化资源配置，降低成本，并提高数据中心基础设施的整体性能和可靠性。

2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

3、s1：计算最优线缆长度

4、制作数据中心布局图，将寻找线缆长度应使用的测地线问题转化为寻找最短路径问题，利用图搜索方法得到两个设备之间的最短路径，即得到最优线缆长度；

5、s2：建立端口与端口间的映射逻辑

6、根据设备配置信息建立设备实例，在设备实例输出后，需要互联的设备根据设备类型进行匹配，并抓取两者端口信息，先判断是否占用，再定义一个映射矩阵m，其大小为1×m，其中元素代表第一设备的网卡编号；然后定义一个映射矩阵n，其大小为1×m，与矩阵m的列数相等，其中元素代表矩阵m中对应同列第一设备的网卡编号的第二设备的端口；定义一个i＝m，将两矩阵中的元素匹配对应后，将各端口修改后的属性同步回设备实例中，即完成端口之间的映射逻辑，得到映射规则r。

7、更进一步地，在所述步骤s1中，制作数据中心布局图的具体过程包括以下步骤：

8、s101：制作数据中心布局图将机柜使用规范表述填入数据中心布局图的微模块中，走线架在数据中心布局图中使用“长*宽”的形式表示，将走线架信息代入计算；

9、s102：为数据中心布局图设置度量张量，度量张量用于定义单元格内走线的成本；

10、s103：度量张量将空间分为离散的三层空间，即机架顶、走线架和无法走线的空间，即得到离散的三层平面空间。

11、更进一步地，在所述步骤s1中，离散的三层平面空间中包含有关键节点位置信息，关键节点包括线缆走线路径的起止点、转角点、升降点，以及各节点间的连接方式和距离。

12、更进一步地，在所述步骤s1中，图搜索方法的具体处理过程如下：

13、s111：初始化所有节点的距离为无穷大，除了起始节点，其距离为0；

14、s112：使用优先队列维护待访问的节点，按节点的距离排序；

15、s113：当优先队列非空时，从队列中取出距离最小的节点；

16、s114：更新当前节点所有邻居的距离，并将当前节点与邻居节点间的距离加入优先队列；

17、s115：在当前节点的所有邻居节点均被访问后，即完成了对当前节点的处理，并将其标记为“已访问”，避免再次处理；

18、s116：重复上述过程，每次均选择一个未处理的、距离最短的节点，直到所有节点均被处理；

19、s117：所有节点均被处理后，即就找到了从起始节点到其他所有节点的最短路径。

20、更进一步地，在所述步骤s2中，设备实例中包括设备名称、型号、功耗、大小、类型、端口信息，其中设备端口信息包括端口名称、速率、占用状态、对端端口信息。

21、更进一步地，在所述步骤s2中，映射规则r的形式为查找表。

22、本发明还提供了一种数据中心线缆布线的规划与管理系统，采用上述的方法确定线缆的最优布线路径以及端口与端口间的映射逻辑数据，包括：

23、长度计算模块，用于制作数据中心布局图，将寻找线缆长度应使用的测地线问题转化为寻找最短路径问题，即利用图搜索方法得到两个设备之间的最短路径，即得到最优线缆长度；

24、逻辑映射模块，用于根据设备配置信息建立设备实例，在设备实例输出后，需要互联的设备根据设备类型进行匹配，并抓取两者端口信息，先判断是否占用，再定义一个映射矩阵m，其大小为1×m，其中元素代表第一设备的网卡编号；然后定义一个映射矩阵n，其大小为1×m，与矩阵m的列数相等，其中元素代表矩阵m中对应同列第一设备的网卡编号的第二设备的端口；定义一个i＝m，将两矩阵中的元素匹配对应后，将各端口修改后的属性同步回设备实例中，即完成端口之间的映射逻辑，得到映射规则r。

25、本发明相比现有技术具有以下优点：

26、1、通过运用微分几何学的方法和图搜索法，精确地模拟了线缆在实际环境中的布线路径，在考虑数据中心内复杂环境和多变布线规则的前提下，能够动态地计算出最优的线缆长度，不仅减少了材料的浪费，也为数据中心的运营提供了成本效益分析，实现了资源的最大化利用。

27、2、通过建立映射矩阵，允许用户无需深入了解复杂的连线规范即可进行设备间的正确连接，根据预先定义的规则自动选择合适的端口和接口，保证了连接的准确性和高效性；对于像天翼云这样的复杂架构，这一特点尤为重要，因为它大幅简化了网络规划和设备部署过程。

28、3、不仅适用于现有的数据中心架构，还具备易于扩展的特性，随着数据中心规模的扩大和技术的迭代，可以轻松适应新的设备和连接规范，保证了长期的应用价值和较低的后期维护成本。

技术特征：

1.一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，其特征在于：在所述步骤s1中，制作数据中心布局图的具体过程包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，其特征在于：在所述步骤s1中，离散的三层平面空间中包含有关键节点位置信息，关键节点包括线缆走线路径的起止点、转角点、升降点，以及各节点间的连接方式和距离。

4.根据权利要求3所述的一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，其特征在于：在所述步骤s1中，图搜索方法的具体处理过程如下：

5.根据权利要求4所述的一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，其特征在于：在所述步骤s2中，设备实例中包括设备名称、型号、功耗、大小、类型、端口信息，其中设备端口信息包括端口名称、速率、占用状态、对端端口信息。

6.根据权利要求4所述的一种数据中心线缆布线的规划与管理方法，其特征在于：在所述步骤s2中，映射规则r的形式为查找表。

7.一种数据中心线缆布线的规划与管理系统，其特征在于，采用如权利要求1～6任一项所述的方法确定线缆的最优布线路径以及端口与端口间的映射逻辑数据，包括：

技术总结本发明公开了一种数据中心线缆布线的规划与管理方法及系统，属于数据中心的基础设施管理技术领域，包括以下步骤：S1：计算最优线缆长度；S2：建立端口与端口间的映射逻辑。本发明通过运用微分几何学的方法，精确地模拟了线缆在实际环境中的布线路径，在考虑数据中心内复杂环境和多变布线规则的前提下，能够动态地计算出最优的线缆长度，不仅减少了材料的浪费，也为数据中心的运营提供了成本效益分析，实现了资源的最大化利用；通过建立映射矩阵，允许用户无需深入了解复杂的连线规范即可进行设备间的正确连接，根据预先定义的规则自动选择合适的端口和接口，保证了连接的准确性和高效性。技术研发人员：刘帅,王跃,黄业周,方争,沈兰兰,陈洲,王伟,夏雪枫,瞿文斌受保护的技术使用者：安徽电信规划设计有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29