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        云計算時代的數(shù)據(jù)中心建設(shè)與發(fā)展

        2019-06-29 09:27:04湯華茂
        科學與財富 2019年34期
        關(guān)鍵詞:建設(shè)與發(fā)展數(shù)據(jù)中心

        湯華茂

        摘 要:數(shù)據(jù)中心隨著時代的發(fā)展,由最初的計算中心發(fā)展到今天的服務中心。就當前的現(xiàn)狀可以看出,在各行業(yè)發(fā)展中,數(shù)據(jù)中心占據(jù)著關(guān)鍵位置,甚至是中心位置。但在數(shù)據(jù)中心不斷的建設(shè)與發(fā)展中,仍然存在諸多問題,對數(shù)據(jù)中心的發(fā)展起到了一定的阻礙作用,為作為全新的計算方式、資源使用方式,云計算能為使用者提供方便,同時能明顯提升資源使用率。為此,文章主要對云計算時代下數(shù)據(jù)中心進行了概述,然后分析了云計算時代下數(shù)據(jù)中心建設(shè)中存在的主要問題,最后研究了云計算時代下數(shù)據(jù)中心建設(shè)與發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:云計算時代;數(shù)據(jù)中心;建設(shè)與發(fā)展

        前言:現(xiàn)如今,對IT行業(yè)而言,云計算是一個質(zhì)變,類似于使用電網(wǎng)替代本地發(fā)電機。隨著云計算的到來,數(shù)據(jù)中心(data center,DC)的架構(gòu)及數(shù)據(jù)中心管理模式也迎來了全新的挑戰(zhàn)與巨大的變化。首先,在傳統(tǒng)架構(gòu)下,數(shù)據(jù)中心具有較多層級,大量的站點,繁雜的管理,高成本的運營等特征;同時較低的IT資源利用率,較低的能效,無法保障服務質(zhì)量。其次,雖然單體云數(shù)據(jù)中心使用了一系列先進的云計算技術(shù),如存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)資源等虛擬化技術(shù),但是各云數(shù)據(jù)中心單體間無法池化各自資源,進而實現(xiàn)更有效的資源彈性調(diào)度與統(tǒng)一管理。為此,本文主要對云計算時代下數(shù)據(jù)中心建設(shè)及發(fā)展進行了詳細分析。

        1數(shù)據(jù)中心基本情況概述

        1.1數(shù)據(jù)中心概述

        數(shù)據(jù)中心英文全稱“Data Center”,簡稱“DC”,在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上,數(shù)據(jù)中心是用來傳遞、呈現(xiàn)、計算、增速、保存數(shù)據(jù)信息的,它是全球協(xié)作的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。DC的諸多電子元件均是由低壓直流電源驅(qū)動運行的。服務器自身及用來連接這些服務器到其他應用環(huán)境的電纜則是數(shù)據(jù)中心面臨的物理問題。

        1.2數(shù)據(jù)中心提供的互聯(lián)網(wǎng)服務

        ⑴DCaaS(數(shù)據(jù)中心即服務)。通常情況下,單體云數(shù)據(jù)中心的服務類型有三種:①基礎(chǔ)設(shè)施服務;②軟件即服務;③平臺即服務。在數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中,分別由不同的部分提供這三種服務內(nèi)容。目前,隨著我國IT行業(yè)飛速發(fā)展,對于云數(shù)據(jù)中心的服務質(zhì)量,IT行業(yè)對其的要求日益升高,企業(yè)希望可以獲取多項端到端服務如對應的平臺及管理。分布式云數(shù)據(jù)中心可以提供一種全新的數(shù)據(jù)服務模式,數(shù)據(jù)中心在這種全新的數(shù)據(jù)服務模式中,可以實施相互間的運營,即DCaaS,DCaaS不同于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,DCaaS在單體云數(shù)據(jù)服務的前提下,擴展不同的服務內(nèi)容。DCaaS可以系統(tǒng)化管理不同架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心,能最大限度的保障資源的利用效益。

        ⑵MaaS(移動即服務)。分布式云數(shù)據(jù)中心根據(jù)單體云數(shù)據(jù)中心的IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務)層服務,能提供DCaaS服務,為用戶提供的管理服務是一個多功能、統(tǒng)一的系統(tǒng)化管理體系,而不再是普通云數(shù)據(jù)中心那樣孤立的、分散的運營運維體系。這也是單體云數(shù)據(jù)中心無法做到的。

        所以,對分布式云數(shù)據(jù)服務中心而言,MaaS是其核心,MaaS負責統(tǒng)一調(diào)度與管理多個數(shù)據(jù)中心,同時具備對基礎(chǔ)設(shè)施即服務、數(shù)據(jù)中心即服務、網(wǎng)絡(luò)即服務等各種服務用戶的管理功能?;A(chǔ)設(shè)施即服務的租戶可以對資源進行在線延期、擴容及申請,租戶、VDC的租戶可以提供管理自己所租用的IT資源。

        2主要問題分析

        2.1相關(guān)的架構(gòu)問題

        三層結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)使用的結(jié)構(gòu)形式,以大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為支撐。存儲流量隨著數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與存儲的結(jié)合,更加嚴格要求了延時,而三層結(jié)構(gòu)自身的延時性較高,對數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求無法滿足,需要以扁平化結(jié)構(gòu)作為輔助來加以解決。

        2.4相關(guān)的高寬帶問題

        DC涉及的業(yè)務諸多,如數(shù)據(jù)發(fā)掘、大量視頻等,對寬帶要求極高,同時突發(fā)流量極容易出現(xiàn),所以必須要選擇傳輸性能速率較高的網(wǎng)絡(luò),反之,則數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢將難以發(fā)揮出來。

        2.3相關(guān)的高可用問題

        越來越多的問題如設(shè)備、鏈路等均隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴大而不斷涌現(xiàn)出來,假設(shè)這些問題不能被合理處理,則會中斷服務。伴隨著網(wǎng)路的拓展及升級,我們最應該注意的問題就是,網(wǎng)絡(luò)能否常規(guī)運轉(zhuǎn)。

        2.4融合問題

        現(xiàn)階段,數(shù)據(jù)與存儲網(wǎng)絡(luò)間分離狀態(tài),對DC的進一步發(fā)展起到了一定的阻礙作用,若想從根源上達到網(wǎng)絡(luò)融合,提升網(wǎng)絡(luò)資源使用率,就必須要加快DC建設(shè)。

        3建設(shè)與發(fā)展研究

        3.1相關(guān)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計研究

        二叉樹是主要的傳統(tǒng)屬性結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)屬性結(jié)構(gòu)的拓展是在高性能交換機設(shè)備的支撐下,運用垂直拓展方式實現(xiàn)的。但是在運行期間,對傳統(tǒng)樹形結(jié)構(gòu)固有缺陷難以有效克服,熱點等瓶頸極容易出現(xiàn)。所以隨著今后DC建設(shè)的不斷深化,更加嚴格要求了拓撲的高寬帶、低延時等,要積極引進如Fat-Tree、VL2等嶄新的拓撲結(jié)構(gòu),其中Fat-Tree通過將“粗”鏈路添加在核心交換機處,可對熱點問題進行有效解決,但在核心交換機的端口數(shù)目會限制拓展能力。而在解決熱點問題方面,VL2具有較好的表現(xiàn),但是始終存有布線繁瑣問題。在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)期間,需要依據(jù)實情堅持針對性原則,保障網(wǎng)絡(luò)性能能滿足DC運行需求。

        3.2網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)

        現(xiàn)階段,DC的進一步發(fā)展在一定程度上受到了傳統(tǒng)模式的阻礙,儲存網(wǎng)、以太網(wǎng)等部門之間的融合成為DC發(fā)展的主要趨勢。儲存網(wǎng)、以太網(wǎng)等部門之間的融合可降低成本,提升系統(tǒng)運行可靠性、安全性?,F(xiàn)階段,F(xiàn)CoE(太網(wǎng)光纖通道)、DCB(數(shù)據(jù)中心基地)、TRILL是實現(xiàn)三網(wǎng)融合的主要技術(shù),其中傳輸FC數(shù)據(jù)時,將以太網(wǎng)作為基礎(chǔ),達到I/O接口整合,進而減少DC復雜性的是以太網(wǎng)光纖通道。其中利用自身的流動控制能夠傳輸數(shù)據(jù),同時具備顯著的優(yōu)勢如低成本、可拓展等的是數(shù)據(jù)中心基地。現(xiàn)如今,本項技術(shù)執(zhí)行標準諸多,為DC建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

        3.3積極引進節(jié)能技術(shù)

        現(xiàn)階段,DC運行能源消耗較大,企業(yè)成本也逐漸增多,與節(jié)能環(huán)保原則相背離。所以,云計算時代下的數(shù)據(jù)中心建設(shè)及發(fā)展,需要積極引進節(jié)能技術(shù)。在選擇數(shù)據(jù)中心地址方面,需要對當?shù)販囟?、濕度進行充分考量,還需要對當?shù)氐臍夂蚴欠衲芾鋮s設(shè)備的情況進行考慮。在供電方面,需要對清潔可再生能源如太陽能、風能等進行充分運用,盡最大限度降低碳排放。

        此外,還應在建設(shè)數(shù)據(jù)中心時,應用虛擬技術(shù),對硬件資源實施虛擬化處理,通過融合后在分配,進而促使資源使用率得以提升。在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中運用虛擬技術(shù),可對數(shù)據(jù)中心發(fā)展中出現(xiàn)的問題進行有效解決,提升物質(zhì)設(shè)備的使用率。

        結(jié)束語:

        總之,在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中,數(shù)據(jù)中心發(fā)揮著重要的作用,加快云計算時代下數(shù)據(jù)中心的建設(shè)顯得尤為重要。在實踐中要依據(jù)實際運用需求,合理構(gòu)架數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),保障其具有低延時、高寬帶等優(yōu)勢。與此同時還應對虛擬技術(shù)、節(jié)能技術(shù)進行積極引用,對數(shù)據(jù)中心運行穩(wěn)定性進行不斷提升,保障其安全運行,進而有效提升數(shù)據(jù)中心的綜合效益。

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