李瑞軍 智 霆 呂 江

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢(shì)研究

李瑞軍 智 霆 呂 江

當(dāng)今世界，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)飛速發(fā)展，帶來了各類信息系統(tǒng)的擴(kuò)容與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的劇增，導(dǎo)致承載著信息系統(tǒng)集中和數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)的大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量急劇增加。因此，通過對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心增長過程進(jìn)行研究，對(duì)其類別、規(guī)模、技術(shù)等發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行歸納分析并做出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)保障數(shù)據(jù)中心長期運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，對(duì)指導(dǎo)未來數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)業(yè)格局已經(jīng)形成

從行業(yè)細(xì)分來看，海關(guān)、質(zhì)檢總局等政府部門，電信行業(yè)，銀行、保險(xiǎn)、證券等金融行業(yè)領(lǐng)域，均結(jié)合“十二五”規(guī)劃中的城市群和經(jīng)濟(jì)圈的資源優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。如2010年國務(wù)院明確武漢中部中心城市地位后，武漢市內(nèi)已有銀行、保險(xiǎn)、證券等金融機(jī)構(gòu)70多家，銀行密度居中部第一。金融領(lǐng)域中多家銀行總行建設(shè)達(dá)到5個(gè)超過20萬m2的大型數(shù)據(jù)中心，國家部委中金關(guān)工程中也計(jì)劃共建成3個(gè)數(shù)據(jù)中心，電信行業(yè)中三家運(yùn)營商都建成了以北方、東部、南方、西部為中心的差異化業(yè)務(wù)基地和數(shù)據(jù)中心。部門、企業(yè)總部數(shù)據(jù)中心和分布在各地的區(qū)域數(shù)據(jù)中心構(gòu)成了部門、企業(yè)業(yè)務(wù)信息化的支撐、保障基礎(chǔ)設(shè)施。

從地域劃分來看，區(qū)域數(shù)據(jù)中心的重要性不斷凸顯，一方面本區(qū)特色重要業(yè)務(wù)需要依托其發(fā)展，另一方面向上要對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)中心提供支撐和服務(wù)。其中“集中”是區(qū)域數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵，業(yè)務(wù)方面可以對(duì)發(fā)展創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用平臺(tái)和技術(shù)支撐，技術(shù)方面可以提供相對(duì)統(tǒng)一的運(yùn)維安全保障體系和軟硬件平臺(tái)。

構(gòu)建彈性、可擴(kuò)展的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)是面向IT系統(tǒng)服務(wù)，基于單機(jī)運(yùn)行環(huán)境，而現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)是面向云計(jì)算資源服務(wù)，基于集群運(yùn)行環(huán)境。現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心增加了應(yīng)用特點(diǎn)、負(fù)載模型、開發(fā)模式、評(píng)價(jià)體系等新變化，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)方案已不再適用現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心。

在云計(jì)算資源服務(wù)中，用戶能夠按需使用資源共享池（比如：網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用程序和服務(wù)），能夠自服務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)配、彈性伸縮使用資源，有效降低管理開銷，有效降低使用成本。

（1）結(jié)合云計(jì)算服務(wù)的數(shù)據(jù)中心可以整合分散的數(shù)據(jù)庫資源。將眾多分散的小數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合，解決版本多、軟件許可冗余、數(shù)據(jù)一致性、管理運(yùn)維分散、信息低密度等問題，提升數(shù)據(jù)安全并降低數(shù)據(jù)分發(fā)難度，滿足企業(yè)內(nèi)集中的、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理要求。

（2）結(jié)合云計(jì)算服務(wù)的數(shù)據(jù)中心可以構(gòu)建集中化的災(zāi)備中心?，F(xiàn)如今，災(zāi)備中心的主要實(shí)現(xiàn)模式是冷備中心，資源長期空閑導(dǎo)致其有效利用率底下，除了硬件投資巨大成本高昂外，該現(xiàn)象主要?dú)w因于基于現(xiàn)有應(yīng)用而進(jìn)行的一對(duì)一的匹配建設(shè)模式。因此，為有效提高資源利用率，建設(shè)雙活災(zāi)備中心就顯得很有必要，通過此種方式可以有效提高管理性，促進(jìn)IT系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、集中化的演進(jìn)。

（3）結(jié)合云計(jì)算服務(wù)的數(shù)據(jù)中心更適合提供資源租用服務(wù)。高性能、海量數(shù)據(jù)的可管理性、數(shù)據(jù)生命周期管理、擴(kuò)展性、服務(wù)使用的度量、數(shù)據(jù)安全的云服務(wù)數(shù)據(jù)中心更適合企業(yè)計(jì)算、存儲(chǔ)的可計(jì)量運(yùn)營。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心是一種服務(wù)模式，向使用者提供服務(wù)器的使用，也可看作是一種更大規(guī)模的軟件服務(wù)，只是這里使用的不是軟件，而是數(shù)據(jù)中心。

租用社會(huì)化的數(shù)據(jù)中心滿足不同需求

企業(yè)自建和租用是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。自建和租用很大程度取決于基礎(chǔ)條件，這些因素包括預(yù)算、場地、效率、容量等。數(shù)據(jù)中心規(guī)模越小，單位成本就越高；規(guī)模越大，單位成本就越低。還要評(píng)估包括規(guī)劃建設(shè)、專業(yè)等級(jí)、運(yùn)行維護(hù)、服務(wù)質(zhì)量等重要因素。自建方式的數(shù)據(jù)中心對(duì)建筑物、精密空調(diào)、消防、電力、安全、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施要求高，投資巨大。對(duì)于《ANSI/TIA -942-2005》標(biāo)準(zhǔn)3級(jí)以上的數(shù)據(jù)中心，每平方米建設(shè)成本高達(dá)3萬元以上，在當(dāng)面積達(dá)到上萬平方米時(shí)，才能體驗(yàn)到規(guī)模效益帶來的單位面積成本降低。如果能合理利用土地、稅收等優(yōu)惠政策，可以大大降低初期建設(shè)成本。金關(guān)工程、電信運(yùn)營商、國內(nèi)的四大銀行、谷歌公司、微軟公司等都采用了自建的方式。

但隨著數(shù)據(jù)中心發(fā)展方式的變革和建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及需求的提高，自建數(shù)據(jù)中心的成本和技術(shù)難度不斷攀升，對(duì)于企業(yè)發(fā)展來說數(shù)據(jù)中心的建設(shè)及運(yùn)維費(fèi)用已經(jīng)成為了巨大的成本負(fù)擔(dān)，因此自建數(shù)據(jù)中心更多地依靠建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)能力，一般更多的用于超大型企業(yè)或政府機(jī)關(guān)部門的核心涉密業(yè)務(wù)與關(guān)鍵業(yè)務(wù)，如銀行核心交易系統(tǒng)等。對(duì)于大多的數(shù)據(jù)中心用戶來說，更為看重的是其提供的服務(wù)而不是數(shù)據(jù)中心本身，通過較低的價(jià)格和準(zhǔn)入門檻獲取同樣的服務(wù)顯得尤為重要，這也為數(shù)據(jù)中心資源租賃模式的快速發(fā)展提供了機(jī)遇，同時(shí)更多的超大規(guī)模企業(yè)開始接受并大范圍和大面積的租用市場化的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)中心的租用方式又分為托管方式和租用服務(wù)方式。企業(yè)可根據(jù)IT系統(tǒng)建設(shè)周期和實(shí)際的機(jī)房面積需求，靈活租用托管數(shù)據(jù)中心的場地空間。通過租用高等級(jí)的專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，借助專業(yè)服務(wù)商，可以大幅節(jié)約在基礎(chǔ)設(shè)施成本方面的投資。租用服務(wù)方式是新一代的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心采取的服務(wù)方式，用戶不再需要租用場地，不再需要托管設(shè)備，只需要租用計(jì)算能力和IT可用性，數(shù)據(jù)在云端進(jìn)行傳輸，所需的計(jì)算能力會(huì)實(shí)時(shí)調(diào)配，按用量結(jié)算租費(fèi)。

數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的能力

新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)發(fā)展將在商業(yè)模式、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能減排等方面對(duì)IT經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響。模塊化、區(qū)域化，可移動(dòng)、可重用成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心最重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。

（1）建立模塊化數(shù)據(jù)中心。模塊化數(shù)據(jù)中心具有建設(shè)周期短，快速部署；高密設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)制冷；節(jié)能減排，降低運(yùn)營成本，投資靈活；按需投資、按需部署等特點(diǎn)。例如，谷歌是采用模塊IT設(shè)施模塊的最典型的代表，其目前擁有約100萬臺(tái)服務(wù)器，通過模塊化，可以實(shí)現(xiàn)每季度新增部署的服務(wù)器達(dá)到10萬臺(tái)，未來模塊化對(duì)于企業(yè)來說可能成為主流。通過模塊方式建設(shè)的數(shù)據(jù)中心，可以為不同設(shè)備類型的設(shè)備提供更新服務(wù)，制冷模塊的配置粒度更小，也更為靈活。

（2）發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)計(jì)規(guī)范的數(shù)據(jù)中心的制冷電量約占其總耗電量的40％。利用地理氣候自然資源優(yōu)勢(shì)，可以零成本提高數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗與IT設(shè)備能耗比。例如，在北半球寒冷地區(qū)建設(shè)數(shù)據(jù)中心，利用較低的室外溫度作為冷源對(duì)數(shù)據(jù)中心提供制冷支持，雖然在初期投入的成本與技術(shù)難度上要高于一般數(shù)據(jù)中心，但長期運(yùn)營后所節(jié)省的電能等費(fèi)用則會(huì)顯示出該類數(shù)據(jù)中心的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前谷歌等企業(yè)已經(jīng)有大范圍應(yīng)用的示例。綜合利用自然氣候資源、土地資源、能源配套、資金、人才隊(duì)伍等因素，最大發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，可為數(shù)據(jù)中心帶來長期可持續(xù)性發(fā)展的條件。

（3）分階段實(shí)施。由于現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷膨脹，一次性建設(shè)所需的人力、經(jīng)費(fèi)等也十分龐大，通過合理的階段區(qū)分，可以使企業(yè)在建設(shè)、運(yùn)營和管理數(shù)據(jù)中心的過程中節(jié)約資源，提高效能并提高企業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的持續(xù)性，降低建設(shè)難度，縮短數(shù)據(jù)中心的準(zhǔn)備周期，從而使其可以更快更有效的提供服務(wù)。

（4）提升管理能力。數(shù)據(jù)中心管理體系與管理理念隨著數(shù)據(jù)中心技術(shù)的發(fā)展也在隨之成熟，并且在實(shí)際工作中顯現(xiàn)出越來越重要的地位，其制定和實(shí)施的優(yōu)劣直接決定了數(shù)據(jù)中心的可用性和安全性等關(guān)鍵指標(biāo)。企業(yè)更重視在監(jiān)管機(jī)制、管控能力、持續(xù)性、績效評(píng)估、資源規(guī)劃等方面構(gòu)建相應(yīng)的管理機(jī)制，通過引入IT服務(wù)管理軟件系統(tǒng)、虛擬處理和存儲(chǔ)技術(shù)、智能數(shù)據(jù)中心、IT資產(chǎn)管理等技術(shù)手段，加速企業(yè)數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展能力的提升。

總結(jié)與展望

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心向著規(guī)模化、集中化、階段化與復(fù)雜化的趨勢(shì)不斷發(fā)展，所面臨的各種問題也逐漸增加。因此，保持對(duì)數(shù)據(jù)中心新技術(shù)與新標(biāo)準(zhǔn)的把握，對(duì)于數(shù)據(jù)中心的建設(shè)、管理與運(yùn)維等都起著重要作用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.022