全球数据中心发展趋势和特点

徐 玉

（工业和信息化部电信研究院 北京100191）

1 全球数据中心发展特点

1.1 数据中心具有显著的基础设施特性，产业处于转型期

数据中心（data center，DC）的发展可以粗略划分为3个阶段。每一阶段服务形态有所不同，但都体现出基础设施的特性。

第1阶段主要是场地、电源、网络线路、通信设备等基础电信资源和设施的托管和线路维护服务，多由电信企业提供，客户包括行业、大型企业等。这个阶段被广泛称为外包业务（hosting service）。

第2阶段是20世纪90年代中互联网的高速发展带动了网站数量的激增之后，各种互联网设备如服务器、主机、出口带宽等设备和资源的集中放置和维护需求提高，主机托管、网站托管(Web hosting Service)是主要业务类型，这个阶段互联网数据中心（IDC）被广泛认可，IDC企业围绕主机托管服务也提供包括数据存储管理、安全管理、网络互连、出口带宽的网络选择等服务，IDC成为企业IT基础设施的核心。

第3阶段的数据中心概念被扩展，大型化、虚拟化、综合化数据中心服务是主要特征，尤其是云计算技术引入后，数据中心突破了原有的场地出租、线路带宽共享、主机托管维护、应用托管等服务，更注重数据的存储和计算能力的虚拟化、设备维护管理的综合化。新型数据中心采用高性能基础架构,实现资源按需提供服务，并通过规模运营降低能耗。云计算数据中心概念被提出，由此认为，云计算数据中心本质上还是在数据中心的物理基础设施上，采用虚拟化等云计算技术，提供传统的数据中心业务和各种新型网络应用服务。

当前数据中心处于从第2阶段向第3阶段的转型期，传统电信企业和IDC企业基于数据中心进行升级，如AT&T、NTT等。多家领先互联网企业则采用新技术建设大规模的新型数据中心，一方面满足自身业务发展需要，同时也为第三方提供IaaS、PaaS等新型网络服务。目前多国政府已经将网络数据与信息资源看成影响国家科技创新和产业发展的战略性资源和核心竞争力，支持海量数据存储和处理的数据中心以及相关技术被提高到国家战略层面进行部署。

从全球范围内看，国际领先的大型电信运营商跟随其大企业客户的商业全球化扩张来提供数据中心服务，具体表现为这些电信企业在全球多点建设DC，提供全球化服务，而且业务范畴应企业的网络应用需求不断拓展。如AT&T在全球有39个数据中心，NTT公司在全球部署了28个数据中心，而且这个数字还在继续扩大。国际上部分领先企业的传统产品（线路、空间出租等）与扩展服务（数据应用等）收入占比甚至达到1∶9。预计未来几年，网站内容的视频化以及移动互联网的快速启动、全球数字内容海量存储和处理需求的提高以及容灾备份需求的大幅度提升，会使全球数据中心市场发展迈上新的发展台阶，而且市场呈现竞争全球化、服务个性化等特征。

1.2 全球IDC市场保持稳步增长，美国是龙头

2010-2011年，全球IDC市场保持稳步增长，Gartner预计市场规模会从2010年的20亿美元提高到2015年的44.6亿美元，年复合增长率为14.3%。另据中国IDC圈估计，2010年全球IDC整体市场规模超过160亿美元，较2009年增速为18%，亚太地区是增长的主要贡献者。主机托管等基础IDC业务产品仍是主要业务，但网页加速、网站安全管理等新型业务收入比例在扩大。图1所示为2005-2010年全球IDC市场规模。

据Gartner统计，截至2010年底，全球的数据中心总量为339万个，这个数字包括了为第三方服务的IDC数据中心、行业和企业自建的数据中心，还包括大量企业自用的机房，其中美国和西欧的数量分别达到了96万和68万，占全球总量接近一半。中国约有45.6万个，占全球总量的8%。图2所示为全球及几个国家或地区的数据中心数量。

但从数字结构看，中国和发达国家，尤其是美国和日本相比有较大的差距。在中国，超过500个机架的大型数据中心有47个，占中国数据中心总量的1‰0，占全球大型数据中心的4%。低于日本的85个（占日本总量的2.7‰0），更远低于美国的571个，美国大型数据中心占全球大型数据中心总量的50%。从服务器数量看，2010年全球数据中心的x86服务器总量达到了3 900万台，其中美国占了1 560万台，日本有276万，中国约为316万台。美、日、中3个国家的服务器数量与数据中心的比值分别为16、8.7和6.9。

1.3 亚太地区建设数据中心的动力强劲，未来几年有过度供给的可能

从区域发展看，欧美传统数据中心业务市场已经基本饱和，大型电信运营商继续在全球其他区域建设数据中心，以增强企业的全球化服务能力。该地区新建的均为大型云计算数据中心，以提供新型的IaaS、PaaS等作为发展方向。亚太成为数据中心增长最快的市场，新兴市场包括中国、印度等数据中心建设速度突出，未来几年亚太有可能成为世界级电信服务中心。

亚太地区数据中心建设的动力主要来自以下几个方面。首先是经济发展带动亚太企业的业务范围扩展，增加了数据中心的需求。其次是很多大中型企业转变观念，在进行自建数据中心进行升级时，开始放弃自建转而接受大型数据中心提供者的高质量数据中心外包服务，以满足高密度布设服务器存储和降低能耗的需求。再次是近几年日本地震等重大自然灾害让很多企业认识到通过部署在不同地区的数据中心实施容灾备份的重要性，例如日本很多企业都纷纷在日本本土外寻找合适的数据中心。

日本、新加坡、澳大利亚、中国香港是亚太数据中心部署量最高的4个国家和地区，几乎所有跨国经营服务的企业均在这些地方设有数据中心。AT&T在亚太地区有9个数据中心，包括1个新加坡超级数据中心，其中2个在上海，2个在香港。新加坡电信公司在亚太地区有超过10个数据中心，分别位于新加坡、香港、澳大利亚和日本，该公司从2011年4月开始提供IaaS服务。印度、中国是大型数据中心经营者关注的新兴地区，各种大型数据中心扩建和新建在亚太多个地区都不鲜见，同时原有数据中心也在进行结构调整和云计算部署。根据信息技术咨询公司BroadGroup的预计，新加坡的商业数据中心数量从2010年到2015年将增长50%。

Gartner预测未来2～3年是亚太地区数据中心部署和升级的高增长期，但该公司同时提醒经营者，由于数据中心能力的大幅度提高，未来2～3年内亚太地区也有可能出现数据中心容量的过度供给，市场竞争程度加倍，价格大幅下降压力加大，需谨慎投资。

1.4 数据中心产业升级带来新的运营和合作模式

（1）传统的数据中心面临转型

当前很多企业是按照20世纪90年代标准建设的数据中心，在结构的可靠性、能耗和制冷系统方面都不能满足扩展和升级的需要，使得企业面临高能耗和高运营成本问题。很多数据中心运营者和拥有者都开始筹划或者进行数据中心升级计划，但不同企业的策略有所差异。大型企业数据中心升级转型着重在数据中心的容量和能力升级，比如通过虚拟技术实现设施监控、设备跟踪以及散热管理。中型企业缺乏掌握云计算等数据中心升级技术能力和相关的人才，因此选择合作者来帮助他们改善数据中心托管业务或者将自有数据中心迁移到有质量保证的第三方数据中心来改善服务。大量中小型企业更倾向于获得标准的数据中心服务来提高业务开展的灵活性，以此降低成本。

（2）传统数据中心业务产品统一化、标准化，新型数据中心业务是未来竞争焦点

当前数据中心业务形态发展呈现的一个特征是传统数据中心业务产品和服务的商品化，包括网络带宽、主机托管、网站托管、IT资源管理等，具体特征是这些服务和产品的提供变得很容易，各服务提供商提供的产品和服务在服务质量、服务能力上差异小，市场充分竞争。而且随着大量新型数据中心的建设和投入使用，会有更多的数据中心服务商品化，尤其是在提供的网络应用和业务上，企业IT基础设施和IT资源产品标准化程度不断提高。为了转移产品商品化带来利润空间的压缩，数据中心经营者必须通过技术升级和建设标准平台来处理大量企业的服务要求，同时数据中心经营者开始寻找新的差异化服务及其模式。因此IaaS、PaaS和SaaS等云计算相关业务被认为是未来数据中心提供者的核心竞争力，云计算服务是差异化服务的基础。在云计算领域，很多企业还普遍缺乏云相关的工程技术能力和服务经营经验，因此未来几年内以技术合作或者结盟方式提供服务的形式将出现，以弥补一家企业难以独立支撑所有的云计算业务与其他企业竞争。新型的合作模式有可能会改变整个数据中心的市场格局。

在数据中心升级转型中，美国依然走在前面，艾默生网络能源于2011年8月公布了一项调查的结果表明，在被调查的主要240家数据中心经营者中，绝大多数数据中心都采用了虚拟化，只有8%的数据中心没有对任何服务器进行虚拟化，并且44%的受访者预计其主要数据中心在未来3年会继续增加物理服务器的数量。但同时调查也指出当前数据中心使用率并不饱和，有65%的数据中心只使用了不到其计算容量的70%，但超过一半(57%)的受访者仍计划未来3年继续增加服务器。

1.5 新一代大规模数据中心成为国家和企业部署和实施云计算战略的重要内容

当前各国政府均高度重视云计算数据中心的发展。美国政府和军方在2011年发布的《联邦云计算战略》和国防部《云计算战略》中首次明确了云计算在国家政策中的战略地位，实施“云优先”政策，并投资800亿美元，以云计算技术整合政府数据中心。欧盟于2011年初提供价值2 140万美元的资助给IBM与15个欧洲合作伙伴，启动名为 “Vision Cloud——面向未来互联网的虚拟化存储服务”的项目。韩国政府为全面推进2009年公布的《云计算全面振兴计划》，于2011年将电子政府中使用的1 970台利用率较低的服务器虚拟化，并于2011年1月开设政府通用云计算数据中心来提供云平台，为企业提供开发与测试所需的云计算资源。日本经济产业省在2010年8月发布的《云计算与日本竞争力研究》报告，将提升数据中心节能环保指标等基础设施建设视为核心内容之一。新加坡于2011年初制定了一整套绿色数据中心标准作为落实iGov2010计划中电子政府的目标的主要措施。

IT企业、互联网企业和电信企业从自身业务支撑和拓展出发大力建设云数据中心。谷歌是最早提倡和实践云计算技术的企业之一，其服务于全球的互联网搜索服务就建立在全球部署的大型云计算数据中心之上，2010-2011年相继在包括日本、中国香港等地投资建设大型数据中心。谷歌还在不断开发和探索云服务的商业和产品模式，提供了Google App等一系列云服务。

2 我国数据中心发展面临产业的升级改造

据Gartner统计，我国数据中心数量接近46万个，但其中超过45万个是小于100m2的小型数据中心和微型机房。超过500个机架和5 000台服务器的大型数据中心有47个，集中在电信、金融、政府、制造、能源等几个领域。大型数据中心数量占总量的1‰0，低于日本的2.7‰0的比例，更远低于美国的6‰0。

相对而言，我国的数据中心大多数为企业自建自用，为第三方提供服务的IDC数据中心机房全国大概有500多个，其中70%以上为3家基础电信运营商所有，主要集中在北京、上海、广东、江苏、浙江、山东、四川、湖北等经济相对发达、业务量大、带宽资源充足的省市。而且IDC的平均能耗效率（PUE）在2.2～3，远低于发达国家1.5的水平。截至2010年底，我国有跨省经营IDC企业17家，省内经营的企业260家左右。信息化带来的海量计算和存储需求，推动服务器和数据存储设备存量的不断增长，催生企业对数据中心的巨大需求。面向第三方企业提供服务的IDC市场规模每年保持20%以上的增长，吸引众多投资者。2010年市场规模突破100亿元，预计2011年逼近140亿元。图3所示为2005-2011年中国数据中心业务收入规模。

未来几年，我国IDC市场将呈现大规模数据中心投资热潮和传统数据中心升级改造的两大特点。过去几年内，百度、腾讯、盛大等互联网公司业务量的高速增长，尤其是视频内容的爆炸式增长的需要，使互联网企业对数据中心的需求每年增长100%，所以腾讯、盛大等企业均已开始部署大型数据中心的建设计划。从未来看，物联网（海量的监控和指令数据）、三网融合（视频）、两化融合（信息化需求）、云计算等新技术、新需求极大地推动了数据中心市场的需求增长。考虑云计算带来的降低成本、提高利用率和绿色环保优势，包括地方政府、电信运营商、互联网企业、众多的IDC都开始积极推动大型云计算数据中心的建设，例如，超过20个省市发布了不同形式的云计算计划，有多个城市明确提出建设规模庞大的云计算数据中心园区的计划；中国移动通信集团公司（以下简称中国移动）积极推动中国移动IT系统采用高通用性和低成本的云计算软硬件架构，实现IT支撑云、业务云、公众服务云3大云计算平台的“大云”计划；盛大提出以上海张江、上海南汇、江苏无锡为中心的两地三中心的数据中心格局的战略规划。

考虑大型云计算数据中心建设和运营中高能耗和自然具有的网络特性，大型数据中心的选点应综合考虑自然环境和网络环境，甚至要考虑当地政府政策的配套环境以及人才环境。