阅读以下说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸对应的解答栏内。(共25分)
【说明】
传统业务结构下，由于多种技术之间的孤立性，使得数据中心服务器总是提供多个对外I/O接口。在云计算模式发展的推动下，数据中心正在从过去的存储处理中心演变成为应用中心，并逐步向服务中心和运营中心转变。而对客户来说，由于技术、经验、资金等限制，在转变过程中会遇到各种挑战，例如：虚拟化带来的技术复杂性，规模扩大带来的运维压力，系统和数据迁移的困难以及数据中心的高能耗等。传统业务结构存储下的数据中心网络扑结构图如图2-1所示。
(1)如图2-1所示，数据中心有多个网络，一个是前端用户通信网络，一个是后端做数据更新或者做集群计算的通讯网络，还有后台光纤存储网络。针对这
三种网络分别举出一个例子。
(2)如上所述，除以上三种网络外有的数据中心还有专门用于虚拟机迁移的网络，都会在服务器上做集中。这样一台服务器最多需要几块网卡与之相连？随着TRILL等技术的出现，这个专用网络还需要吗？
(3)网络成为数据中心资源的交换枢纽，当前数据中心纷为IP数据网络、存储网络、服务器集群网络。随着数据中心规模的逐步增大，简单分析带来的问题。
【问题2】(4分)
FCoE采用增强型以太网作为物理网络传输架构，是专门为低延迟性、高性能、二层数据中心网络所设计的网络协议。目前国际标准化组织已经开发了针对以太网标准的扩展协议族，即“融合型增强以太网(CEE)”，这些扩展协议族可以进行所有类型的传输。试简述FCoE技术的优点。
【问题3】(6分)
为了实现统二管理、简化运维，采用基于FCoE技术的数据中心统一I/O能够实现用少数的CNA(ConvergedNetworkadapter)代替数量较多的NIC.HBA.HCA，所有的流量通过CNA万兆以太网传输。按照18台服务器(单网卡)为例，使用FCoE后每台服务器只需要一块专用适配器(网卡)，一套布线(以太网)系统，统一管理维护简单。表2-1为使用FcoE前18台服务器需要的网卡、交换机、电缆以及上联端口的数量；请核算出使用FCoE后的相应部件数量，填充表2-2。
【问题4】(6分)?(1)随着数据中心的发展，数据中心的能耗已经成为一个严峻的问题，PUE已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。请问PUE是什么，它的基准是多少，其越接近多少表示一个数据中心的绿色化程度越高？?(2)在现代机房的机柜布局中，人们为了美观和便于观察会将所有的机柜朝同一个方向摆放。如果按照这种摆放方式，机柜盲板有效阻挡冷热空气的效果将大打折扣。正确的摆放方式是什么？请简述其原因。?(3)水冷空调系统是目前新一代大型数据中心制冷的首选方案，采用水冷空调在部分地区可以采取免费冷却技术以节能。免费冷却技术是什么？
参考答案【问题1】(9分)（1）前端:以太网后端:高性能计算Infiniband网络后台:FC光纤（2）8个网卡不需要（3）每个服务器要多个专用适配器(网卡)以及不同的布线系统；机房要支持更多设备；管理的复杂性增加；部署/配置/运维困难。 成本增加(人员，能耗，运维成本等)【问题2】(4分)光纤存储和以太网共享同一个端口;更少的线缆和适配器;软件配置I/O ;与现有的SAN环境可以互操作。【问题3】(6分)（1）~（7）0（8）4 （9）18 （10）2 （11）3 （12）6【问题4】(6分)（1） PUE=数据中心总设备能耗//IT设备能耗，基准是2，越接近1表明能效水平越好。（2）将服务器机柜面对面或背对背的方式摆放。因为这样将会形成“冷”通道和“热”通道，提高制冷效果。（3）免费冷却(Free Cooling)技术指全部或部分使用自然界的免费冷源进行制冷从而减少压缩机或冷冻机消耗的能量。
【解析】
试题分析
【问题1】
传统业务结构下，由于多种技术之间的孤立性(LAN与SAN)，使得数据中心服务器总是提供多个对外I/O接口(在此可理解成网卡)，即用于数据计算与交互的LAN接口以及数据访问的存储接口，某些特殊环境如特定HPC高性能计算)环境下的超低时延接口。服务器的多个I/O接口导致了数据中心环境下多个独立运行的网络同时存在，不仅使得数据中心布线复杂，不同的网络、接口形体造成的异构还直接增加了额外人员的运行维护、培训管理等高昂成本投入。
数据中心里会有两个网络，一个是前端IP网络，后端可能会是光纤网络，都会在服务器上做。因此，集中服务器上以太网卡、光纤网卡，跟外部数据交互时通过IP网络进行交互。如果说得更极端一点，在大型数据中心会存在:一是前端的用户通信网络(以太网);二是后台存储网络光纤的通道(FC光纤网络);三是后端做数据更新或者做集群计算的通信网络(高性能计算Infmiband网络);四是专门用于虚拟机迁移的网络(各个服务器上有一个普通的以太网网卡，连接到独立的交换机组成的网络上，专门做虚拟机迁移。随着TRILL等技术的出现，这个专用的网络不再需要)。在这种情况下会有多个网卡，这些都是现有的设计视为理所当然的。
网络渐渐成为数据中心资源的交换枢纽。当前数据中心分为IP数据网络、存储网络、服务器集群网络。但随着数据中心规模的逐步增大，也带来以下问题:每个服务器要多个专用适配器(网卡)，要有不同的布线系统;机房要支持更多设备:空间、耗电、制冷;多套网络无法统一管理，不同的维护人员;部署/配置/管理/运维困难。
【问题2】
FCoE采用增强型以太网作为物理网络传输架构，能够提供标准的光纤通道有效内容载荷，避免了TCP/ZP协议开销，而且FCoE能够像标准的光纤通道那样为上层软件层(包括操作系统、应用程序和管理工具)服务。
FCoE可以提供多种光纤通道服务，比如发现、全局名称命名、分区等，而且这些服务都可以像标准的光纤通道那样运作。不过，由于FCoE不使用TCP/IP协议，因此FCoE数据传输不能使用IP网络。FCoE是专门为低延迟性、高性能、二层数据中心网络所设计的网络协议。
和标准的光纤通道FC一样，FCoE协议也要求底层的物理传输是无损失的。因此，国际标准化组织己经开发了针对以太网标准的扩展协议族，尤其是针对无损10Gb以太网的速度和数据中心架构。这些扩展协议族可以进行所有类型的传输。这些针对以太网标准的扩展协议族被国际标准组织称为“融合型增强以太网(CEE ) "(思科称为“数据中心以太网(DCE )") 。
数据中心FCoE ( FC over Ethernet)技术实现在以太网架构上映射FC ( Fibre Channel )帧，使得FC运行在一个无损的数据中心以太网络上(需要无损的以太网(CEE/DCE/DCB )保证不丢包)。 FCoE技术有以下的一些优点:光纤存储和以太网共享同一个端口;更少的线缆和适配器;软件配置I/O;与现有的SAN环境可以互操作。
基于FCoE技术的数据中心统一I/O能够实现用少数的CNA ( Converged Network Adapter)代替数量较多的NIC, HBA, HCA，所有的流量通过CNA万兆以太网传输。
使用FCoE后的好处:每个服务器只需要一个专用适配器(网卡)，一套布线(以太网)系统(以前需要多个网卡，多套布线(以太网和光纤)系统);机房不再要支持更多设备:空间、耗电、制冷，更加节能绿色;只有一套网络，统一管理维护简单(原来是多套网络无法统一管理，不同的维护人员维护困难);部署/配置/管理/运维简单。
【问题4】
随着能源成本上升，我们越来越关注IT对环境的影响，技术管理人员现在面临着双重任务:创造和保持高可用性的IT环境，并推行绿色倡议。用于数据中心保证设备运行的能源消耗需求惊人。
（1） PUE是Power Usage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，是DCIE
