新一代数据中心和云计算

作为云计算的重要载体，数据中心开始向新一代数据中心转型。新一代数据中心的特征是高效、节能、虚拟化和高可靠，同时满足云计算对资源快速分配和迁移的需要。随着数据中心新技术的不断发展，新一代数据中心主要有以下几方面特征。

1、 模块化的标准基础设施

在新一代数据中心中，为了使IT基础设施具有适应性与可扩展性，需要对服务器、存储设备、网络等系统根据预先确定的配置进行标准化和简化，以使这些配置可针对数据中心的主要服务量身打造。基于标准的模块化系统能够简化数据中心的环境，加强对成本的控制。它使用一套可扩展的、灵活的IT系统和服务来构建更具适应性的基础设施环境，轻松管理所有资源，提高运营效率，降低复杂性和风险。

2、虚拟化资源与环境

在新一代数据中心中，广泛采用虚拟化技术将物理基础资源集中在一起，形成一个共享虚拟资源池，从而达到低成本且充分有效地使用资源的目的。通过服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化和数据中心虚拟化等解决方案，不仅可以帮助企业或机构减少服务器数量、优化资源利用率、简化管理，还可以帮助企业或机构实现动态的IT基础设施环境，从而达到降低成本、快速响应业务需求变化等目的，为企业或机构实现数据中心自动化和业务连续性提供必要的、坚实的基础。虚拟化是新一代数据中心使用最为广发的技术，也是新一代数据中心与传统数据中心的最大差异。

３、自动化管理

新一代数据中心应该是7×24小时无人值守、远程管理的，这种管理涉及整个数据中心的自动化运营，它不仅要检测、修复设备的硬件故障，还要实现从服务器和存储系统到应用的端到端的基础设施统一管理。先进的自动化功能可以动态地重新分配资源，确保IT与业务协调一致。通过将重复性的任务自动化，IT机构可以降低成本，减少人为错误。自动化、虚拟化和管理的有机结合能帮助IT机构按照预定的计划实现所需的服务等级。

４、快速的可扩展能力

在新一代数据中心中，所有的服务器、存储设备和网络均可通过虚拟化技术形成虚拟共享资源池，从而被数据中心的各种应用系统共享。新的集成虚拟化方案通过资源所有权分立手段将硬件拥有者与应用者进行逻辑分立，使系统管理员通过软件工具快速进行虚拟资源的创建和重新部署，使其成为IT服务的共享资源。然后，根据已确定的业务应用需求和服务级别，通过监控服务质量来动态配置、订购、供应虚拟资源，实现虚拟资源供应的自动化，获得基础设施资源利用的快速扩展能力。

５、节能及节省空间

传统数据中心设计追求的是性能，而新一代数据中心在当今能源紧缺、能源成本迅猛增长的情况下追求的必然是能源效率(PUE)，即数据中心能源利用率。在新一代数据中心中，将大量使用节能服务器、节能存储设备和刀片服务器，通过先进的供电和散热技术(新型电源组件、热量智能、功率封顶、液体冷却机柜、紧耦合散热和动态智能散热等)解决传统数据中心的过量制冷和空间不足的问题，实现供电、散热和计算资源的无缝集成及管理。新一代数据中心将是一个能高效利用能源和空间的数据中心，并支持企业或机构获得可持续发展的计算环境。

６、高IT资源利用率

在新一代数据中心中，为解决传统数据中心的IT资源利用率十分低的问题(服务器的平均利用率低于20%)而广泛采用虚拟化技术进行系统和数据中心的整合。虚拟化技术有助于打破孤岛效应，共享IT资源，优化资源利用率，降低成本，使IT基础设施具备更高的灵活性，并确保供需平衡。

７、高可靠性冗余

新一代数据中心应该是7×24小时连续运行的，其服务不允许有任何中断(包括计划内的维护)。企业或机构的数据中心是重要信息和核心应用的集中，由各种原因的故障或灾难导致的IT系统中断都可能引起业务中断，特别是关键业务系统中断将会对企业生产和机构运营产生重大影响。因此，新一代数据中心特别强调系统中各部份的冗余设计(双或多重备份)甚至容错设计，使之能确保稳定持续的系统连接，既满足关键业务对系统性能的要求，又能保障企业或机构数据的安全。在新一代数据中心中，建立高度可信赖的计算平台(容错计算环境)是第一位的，然后是信息安全保障，包括网络安全威胁防范、数据复制与备份、容灾中心建设等措施，从而满足高可用性要求。

８、面向服务的计算平台

从数据中心的价值观发展看，它已经从过去单纯提供技术、应用和信息，演变为提供业务服务。因此，采用面向服务的体系结构(SOA)建设新一代数据中心将是必然趋势。对于建设基础设施来说，SOA是一种结构化方法。但是，对于IT体系结构和治理来说，SOA是一种服务方法。在新一代数据中心的建设中，采用SOA模式可以帮助企业建立面向服务的基础设施，并通过封装基础设施、应用、流程作为“服务”。然后，这些“服务”在需要时能被不同的部门重新部署与调用，从而改善了数据中心的灵活性和企业的适应性。

下一代数据中心的发展取决于两个主要因素。一是互联网的发展。中国的互联网用户数是全世界最多的，截止2011年12月底，我国互联网用户数已达5.13亿。庞大的用户数对互联网的存储和访问量有相应的巨大需求，需要互联网运营商提供更大的存储和服务器资源，才能满足用户的需求。另一个是移动通信的发展。截至2012年第一季度，我国手机用户已达10.19亿。移动通信的发展促使计算和存储向服务器端迁移，让用户通过轻量级终端通过互联网连接，即可享受到所需要的数据和计算服务。在中国的数据中心建设中，电信运营商占据主要地位，但是以往的建设项目过于粗放，数据中心规模小、过于分散，造成运营商在数据中心的效率管理和成本控制方面投入巨大产出甚微。相比之下，国外的新一代数据中心的发展相比国内要快很多，并且已经有一些企业实现了云数据中心的部署，其主要目的在于节约自身企业的运营成本，节能减排、简化自身业务发展流程。如亚马逊建立的电子商务云平台，主要目的在于减少自身在硬件设备等方面的需求，降低企业整体能耗，简化电子商务服务的操作流程。此外，富余的服务器设备及其它数据中心资源可以租赁给其他有需要的公司。为顺应技术发展潮流，国内运营商正在加紧部署云存储系统、实现IT系统优化、推动互联网业务整合，进而实现数据中心转型。

以网络为中心、以服务为提供方式、具有高扩展高可靠性、资源池化和透明化的云计算，在基础设施层面需要大规模分布式物理资源的支持，以实现虚拟机、虚拟存储甚至是虚拟网络。由此，整个数据中心将从传统的烟囱式架构变为集约化的统一云平台，涵盖服务器、存储、网络等多个专业领域，自动化程度明显增高，而原有的多地独立数据中心也呈现向全网整合的趋势，以便实现向统一建设、运行、维护的云计算数据中心转变。目前，数据中心扩建成为各大运营商的首选策略，以缓解由于网络多样化和智能化带来的数据激增压力，但是数据中心的发展不仅仅是增加服务器数量，按照云计算的要求，数据中心的发展面临着众多挑战：首先，在以网络为中心的云计算时代，需要实现统一运营，包括统一的业务受理、业务开通、服务资费、售后服务等;其次，端到端的应用维护要求打破分专业的竖线条维护模式，提高自动化程度，出现新的角色和流程;最后，在安全方面，用户信息存放在运营商提供的IT资源中，存在被窥探和篡改的风险，而且用户的不法行为操作会导致风险。为应对以上问题，数据中心需要引入开放性的技术架构，以建立起平衡的计算模型、使用云系统并且统一网络接口，实现网络的融合，这样才能最大限度地简化数据中心系统架构，降低运行维护的成本和复杂度。数据中心的转型需要各个环节的技术创新：在存储方面，要引入创新高效的解决方案，以实现存储过程中仅在数据写入磁盘时将存储空间分配给单独的应用，能够对重复数据或冗余的副本数据进行删减，并根据数据调用情况对数据进行分层;在网络方面，典型的虚拟化服务器所包含的8至10个千兆位以太网LAN端口和两个专用SAN端口，已经不能满足复杂化的网络需求，统一的10GbE网络接口已经出现;在能耗方面，自动调整的能耗管理体系逐渐引起人们的重视;在安全性方面，“可信池”加强了从应用的用户接口到基本硬件的控制链条，能更有效地抵御基于软件的攻击。

经过前期概念的普及，云计算已经得到了公众的普遍认可。当前，国内外众多IT企业都在寻求数据中心的新技术，以实现云计算的真正落地和数据中心的全面转型。业界主流的x86服务器IT产品服务体系正在通过改进和提升，增强支撑云计算的能力。英特尔则宣布从IT系统的服务器、存储、网络等方面着手，抓住新一代的数据中心对软硬件方面的需求，在实现更开放、更具互操作性的云计算和数据中心解决方案方面，为用户提供了更好的技术手段。创新的数据中心技术能够为云计算的推进和实施带来巨大的机会，互操作性可以帮助运营商提升其数据中心的灵活性、性能和资源效率，使得运营商服务系统能够顺利地向云计算过渡。特别是英特尔至强E7处理器出现后，在扩展存储、高效存储方面已经获得广泛认可，统一的10GbE网络接口和虚拟化技术也很符合云计算环境下用户对于网络的需求，其非常具备特色的智能节点功耗管理技术也直接为数据中心带来较低的能耗、人力成本输出，为未来的云计算服务奠定了良好的基础。