现代数据中心发展趋势研究

李瑞军 智 霆 吕 江

现代数据中心发展趋势研究

李瑞军 智 霆 吕 江

当今世界，云计算与大数据等新兴技术飞速发展，带来了各类信息系统的扩容与存储数据量的剧增，导致承载着信息系统集中和数据资料存储的大型数据中心数量急剧增加。因此，通过对现有数据中心增长过程进行研究，对其类别、规模、技术等发展趋势进行归纳分析并做出数据统计，对保障数据中心长期运行的安全与稳定，对指导未来数据中心建设工作，都具有重要的现实意义。

数据中心的产业格局已经形成

从行业细分来看，海关、质检总局等政府部门，电信行业，银行、保险、证券等金融行业领域，均结合“十二五”规划中的城市群和经济圈的资源优势，推动了相关领域数据中心的建设。如2010年国务院明确武汉中部中心城市地位后，武汉市内已有银行、保险、证券等金融机构70多家，银行密度居中部第一。金融领域中多家银行总行建设达到5个超过20万m2的大型数据中心，国家部委中金关工程中也计划共建成3个数据中心，电信行业中三家运营商都建成了以北方、东部、南方、西部为中心的差异化业务基地和数据中心。部门、企业总部数据中心和分布在各地的区域数据中心构成了部门、企业业务信息化的支撑、保障基础设施。

从地域划分来看，区域数据中心的重要性不断凸显，一方面本区特色重要业务需要依托其发展，另一方面向上要对全局数据中心提供支撑和服务。其中“集中”是区域数据中心的关键，业务方面可以对发展创新提供数据服务、应用平台和技术支撑，技术方面可以提供相对统一的运维安全保障体系和软硬件平台。

构建弹性、可扩展的现代数据中心

传统数据中心设计是面向IT系统服务，基于单机运行环境，而现代数据中心设计是面向云计算资源服务，基于集群运行环境。现代数据中心增加了应用特点、负载模型、开发模式、评价体系等新变化，传统数据中心设计方案已不再适用现代的数据中心。

在云计算资源服务中，用户能够按需使用资源共享池（比如：网络、服务器、存储、应用程序和服务），能够自服务动态调配、弹性伸缩使用资源，有效降低管理开销，有效降低使用成本。

（1）结合云计算服务的数据中心可以整合分散的数据库资源。将众多分散的小数据库进行整合，解决版本多、软件许可冗余、数据一致性、管理运维分散、信息低密度等问题，提升数据安全并降低数据分发难度，满足企业内集中的、标准化的数据管理要求。

（2）结合云计算服务的数据中心可以构建集中化的灾备中心。现如今，灾备中心的主要实现模式是冷备中心，资源长期空闲导致其有效利用率底下，除了硬件投资巨大成本高昂外，该现象主要归因于基于现有应用而进行的一对一的匹配建设模式。因此，为有效提高资源利用率，建设双活灾备中心就显得很有必要，通过此种方式可以有效提高管理性，促进IT系统标准化、集中化的演进。

（3）结合云计算服务的数据中心更适合提供资源租用服务。高性能、海量数据的可管理性、数据生命周期管理、扩展性、服务使用的度量、数据安全的云服务数据中心更适合企业计算、存储的可计量运营。云计算数据中心是一种服务模式，向使用者提供服务器的使用，也可看作是一种更大规模的软件服务，只是这里使用的不是软件，而是数据中心。

租用社会化的数据中心满足不同需求

企业自建和租用是一个十分复杂的问题。自建和租用很大程度取决于基础条件，这些因素包括预算、场地、效率、容量等。数据中心规模越小，单位成本就越高；规模越大，单位成本就越低。还要评估包括规划建设、专业等级、运行维护、服务质量等重要因素。自建方式的数据中心对建筑物、精密空调、消防、电力、安全、通讯等基础设施要求高，投资巨大。对于《ANSI/TIA -942-2005》标准3级以上的数据中心，每平方米建设成本高达3万元以上，在当面积达到上万平方米时，才能体验到规模效益带来的单位面积成本降低。如果能合理利用土地、税收等优惠政策，可以大大降低初期建设成本。金关工程、电信运营商、国内的四大银行、谷歌公司、微软公司等都采用了自建的方式。

但随着数据中心发展方式的变革和建设技术标准及需求的提高，自建数据中心的成本和技术难度不断攀升，对于企业发展来说数据中心的建设及运维费用已经成为了巨大的成本负担，因此自建数据中心更多地依靠建设单位的经济实力和技术能力，一般更多的用于超大型企业或政府机关部门的核心涉密业务与关键业务，如银行核心交易系统等。对于大多的数据中心用户来说，更为看重的是其提供的服务而不是数据中心本身，通过较低的价格和准入门槛获取同样的服务显得尤为重要，这也为数据中心资源租赁模式的快速发展提供了机遇，同时更多的超大规模企业开始接受并大范围和大面积的租用市场化的数据中心产品。

数据中心的租用方式又分为托管方式和租用服务方式。企业可根据IT系统建设周期和实际的机房面积需求，灵活租用托管数据中心的场地空间。通过租用高等级的专业基础设施，借助专业服务商，可以大幅节约在基础设施成本方面的投资。租用服务方式是新一代的云计算数据中心采取的服务方式，用户不再需要租用场地，不再需要托管设备，只需要租用计算能力和IT可用性，数据在云端进行传输，所需的计算能力会实时调配，按用量结算租费。

数据中心可持续发展的能力

新一代数据中心建设发展将在商业模式、经济效益、技术创新、节能减排等方面对IT经济发展带来深远的影响。模块化、区域化，可移动、可重用成为现代数据中心最重要的发展趋势之一。

（1）建立模块化数据中心。模块化数据中心具有建设周期短，快速部署；高密设计、精准制冷；节能减排，降低运营成本，投资灵活；按需投资、按需部署等特点。例如，谷歌是采用模块IT设施模块的最典型的代表，其目前拥有约100万台服务器，通过模块化，可以实现每季度新增部署的服务器达到10万台，未来模块化对于企业来说可能成为主流。通过模块方式建设的数据中心，可以为不同设备类型的设备提供更新服务，制冷模块的配置粒度更小，也更为灵活。

（2）发挥资源优势。据数据统计，设计规范的数据中心的制冷电量约占其总耗电量的40％。利用地理气候自然资源优势，可以零成本提高数据中心总设备能耗与IT设备能耗比。例如，在北半球寒冷地区建设数据中心，利用较低的室外温度作为冷源对数据中心提供制冷支持，虽然在初期投入的成本与技术难度上要高于一般数据中心，但长期运营后所节省的电能等费用则会显示出该类数据中心的独特优势，目前谷歌等企业已经有大范围应用的示例。综合利用自然气候资源、土地资源、能源配套、资金、人才队伍等因素，最大发挥资源优势，可为数据中心带来长期可持续性发展的条件。

（3）分阶段实施。由于现阶段数据中心规模不断膨胀，一次性建设所需的人力、经费等也十分庞大，通过合理的阶段区分，可以使企业在建设、运营和管理数据中心的过程中节约资源，提高效能并提高企业信息技术发展的持续性，降低建设难度，缩短数据中心的准备周期，从而使其可以更快更有效的提供服务。

（4）提升管理能力。数据中心管理体系与管理理念随着数据中心技术的发展也在随之成熟，并且在实际工作中显现出越来越重要的地位，其制定和实施的优劣直接决定了数据中心的可用性和安全性等关键指标。企业更重视在监管机制、管控能力、持续性、绩效评估、资源规划等方面构建相应的管理机制，通过引入IT服务管理软件系统、虚拟处理和存储技术、智能数据中心、IT资产管理等技术手段，加速企业数据中心可持续发展能力的提升。

总结与展望

随着信息技术的不断发展，现代数据中心向着规模化、集中化、阶段化与复杂化的趋势不断发展，所面临的各种问题也逐渐增加。因此，保持对数据中心新技术与新标准的把握，对于数据中心的建设、管理与运维等都起着重要作用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.022