第四章数据中心

如今，各种类型的数据以爆炸性的方式迅速增长，大数据的出现迫使企业不要
以数据中心为平台，不断提高自身的数据处理能力。与此同时，云计算、虚拟化等技术也在不断进行数据处理
根据中心的发展，展览带来了新的动力，井正在改变传统的数据中心模式。本章将介绍数据中心
概念，数据中心的发展历史，数据中心组成单元一服务器， 以及数据中心的选址和能力
耗问题。
4.1数据中心的概念
数据中心是全球合作的特定设备网络Internet这- -传输、加速网络基础设施，
数据信息的显示、计算和存储。数据中心的主要目的是处理商业和运营组织的数据
数据中心不仅仅是- -网络概念， 或者一个服务概念，它构成了网络基础资源的一部分，数量
根据中心的建立，企业和个人可以在网络的帮助下快速开展业务，专注于核心业务，减少
少IT后顾之忧。在数据中心的基础上，云计算是云计算的基础设施
类服务。
4.1.定义1数据中心， 作用及分类
数据中心是一套复杂的设施，不仅包括计算机系统和其他配套网络，还包括存储
其他设备还包括冗余数据通信连接设备、环境控制设备、监控设备和各种安全设备。
Google在其发布的《The Data center as a Computer》> -将数据中心定义为：多功能
由于它们以容纳多个服务器和通信设备，因为它们是一样的
对环境和物理安全的要求，易于维护，而不仅仅是一些服务
器的集合。
服务器、网络和存储。根据不同的响应场景，存储包括NAS (Network Atached Song,
络附属存储。提供文件共享空间，存储非结构化数据)和SAN(Storage Area Network, 存储
区域网络。块数据访问通常用于存储数据库、电子邮件等业务应用程序的结构化数据
根据)两种方案。企业级存储通常还包括备份或灾难容忍系统，在图4-1所示的数据中心中有专门的备份存储。
云计算出现后，对数据中心提出了新的挑战和要求，但仍包括服务器、网络和存储
存储这三个基本组件，但组件的呈现形式和控制模式发生了很大的变化，如软件定义的数据中心(Software Defined Data Center, SDDC
)。SDDC软件定义的存储可视为私有云云计算平台的最佳着陆方式(Sofware Defined Slorage, SDS)它是重要组成部分。实际上可以说，软件定义为云计算。
目前，IT包括巨头Google、根据数据，微软等已投入巨资建设数据中心
数据中心的作用可分为企业数据中心和互联网数据中心。
●企业数据中心(Enterprise Data Center, EDC),通过实现统- -的数据定 义与命名规范，
集中数据环境，从而实现数据共享和利用的最终目标。如果是特定的企业或单位，
数据中心是业务数据存储技术 当然，有些单位只有数据仓库，比如科研单位
他们不做业务处理，只分析需求。企业数据中心按规模分为部门级数据
中心、企业级数据中心、互联网数据中心、主机托管数据中心等。通过这些规模
对于大型数据中心，企业可以运行各种应用程序。典型的企业数据中心设备通常包括在内
括机设备、数据备份设备、数据存储设备、高可用系统、数据安全系统、数据库
系统等。这些组件需要放在一起，以确保它们作为一个整体运行。
●互联网数据中心(Internet Data Center, IDC)。 如果是互联网公司，其数据中心不同于普通企业和单位的数据中心，因为互联网信息非常大，不可能保存所有信息
存储在数据中心的数据库中，数据中心无法处理这么多信息，因此在互联网环境中
数据中心的作用是加强互联网数据的处理速度和效果。互联网数据中心是互联网的内部
提供商、企业、媒体和各种网站提供大规模、高质量、安全可靠的专业服务
设备托管、空间租赁、网络带宽等服务。IDC 是对商户、企业或网站服务器
是各种电子商务模式依赖安全运行的基础设施结构，也是支持企业及其业
实施价值链管理的安全平台，包括经销商、供应商、客户等。
4.1.2数据中心的发展历程
1.巨型机时代
在20世纪60年代之前，计算机使用大量的真空管作为计算部件，需要大量的电缆
连接，计算机的操作和维护非常复杂，总功率非常大，通常超过100万kWh,需要特殊供电
制冷系统。计算机体积大，需要- -存放200平方米的房间，当时的计算机主要用于军事目的。单独存储巨型计算机的房间是今天数据中心的原型。
(1)数据中心的鼻祖数据中心 ENIAC
第二次世界大战期间，美军在马里兰州阿伯丁设立了弹道研究
研究实验室。然而，开发新武器所需的计算量让研究人员头疼，2000 名计算员不停地计算
但是效率还是很低他们迫切需要- -宾夕法尼亚大学莫尔电机学院重的计算工作。宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫克利博士提出了试制第-台电子计算机的想法。
1946年2月14日，人类收到了一份巨大的情人节礼物，ENIAC (Electronic Numerical
Integrator And Computer,电子数字积分计算机正式诞生，长30.48米，宽1米,重
功率超过30吨174kWh,体内安装了18000 庞然大物，一个电子管，花费48万美元。
在1秒内进行500 二次加法运算或400次乘法运算是当时继电器计算机最快的运算速度
1000倍是手工计算的20万倍，ENIAC 是世界上第一台真正的数字电子计算机。
该计算机总面积约170平方米，采用电子真空管作为计算部件，电子射线管作为存储部件，无内存。它的操作和维护非常复杂。每个新的计算任务都需要像积木一样重新匹配计算部件。其电子管平均在15分钟内烧毁一个或一个，因此需要24小时值班维护。ENIAC 被公认为数据中心的鼻祖。
(2)第一台晶体管计算机-IBM 7070
20世纪60年代，计算机真空管部件逐渐被晶体管取代，计算机体积大幅减少
小运算速度快速提高，可靠性大大提高，同等性能的计算机成本明显低于晶体管时代。
BM7070型大型机是世界上第一台晶体管计算机， 其主机如图4-3所示。使用这台计算机。
穿孔卡输入是指输出结果32KB用户数据在内存和磁鼓之间切换。美国航空公司
空公司和IBM联合开发了Sabre 该系统采用两台7070型大型机器，放置在一个单独设计的数据中心，每天处理8.4万台 )个航空电话业务，自此计算机开始用于商业用途，企业级数据中心开始出现。
4.13数据中心的组成和建设原则
1.数据中心的组成
数据中心主要由基础设施、硬件设施、基础软件和管理支持软件组成
成如下:
1)基础设施:机房、装修、供电(强电和UPS)、散热、布线、安全等设施。
2)硬件设施:机柜、服务器、网络设备、网络安全设备、存储设备、灾难设备等。
3)基础软件:操作系统、数据库软件、防病毒软件等。
4)管理支撑软件:机房管理软件、集群管理软件、云平台软件、虚拟化软件等。
2.数据中心建设原则
数据中心的核心建设包括：数据资源建设、数据服务系统建设和相关技术
建设标准和规范、网络和软硬件基础平台、信息安全系统等。数据中心的建设应坚持以下原则。
(1)规范化
为确保数据共享和交换，数据中心必须遵循统一的数据标准和相关规范，优先考虑国家
同时，积极采用国际标准，结合实际应用制定相关标准，方便各类用户使用科学数据信息。
(2)网络化
数据中心应利用互联网技术共享和发布信息资源，成为基于互联网技术的网络
实现数据中心网络共享的信息管理平台。
(3)安全性
数据中心必须提供相关的数据系统安全和访问安全技术措施，以确保数据中心
安全。.
(4)实用性
数据中心系统应最大限度地满足数据集成、数据管理和数据应用的需要
易于使用，界面友好，智能化。易于管理和维护，应提供数据更新、数据备份和系统扩展.
等功能，同时有能力与其他系统实现数据级共享和协同工作，从而实现数据中心
大化利用。
(5)可扩展性
数据中心应充分考虑数据在不断变化增加的现实，同时也要考忠用户对数据共享与分发
在确保软硬件升级更新不会给企业系统使用带来困难的前提下，不断提高数据中心的服务能力，确保数据中心具有长期的生命力。
4.1.大数据时代的云计算和数据中心发展趋势
(1)规模化:大型数据中心更受市场青睐
近年来，数据中心的建设规模不断扩大，许多超大数据中心甚至达到了规划建设规模
占地数十万平方米。从市场接受度来看，数据中心行业正在重组，用户更愿意选择技术实力雄厚、服务系统优良的数据中心服务提供商。未来，数据中心将朝着全球化、国际化和大规模发展。
(2)虚拟化:传统数据中心将进行资源云迁移
在传统的数据中心之间，服务器、网络设备、存储设备、数据库资源等都是独立的，
它们之间没有联系。虚拟化技术改变了不同数据中心之间资源之间的不相关状态。随着虚拟化技术的深入应用，服务器虚拟化已经从概念转向实践，并逐渐扩展到应用领域。未来，基于虚拟化技术将有更多的应用程序迁移到云中。因此，传统的数据中心将进化为云数据中心。
（3）绿色：传统数据中心将向绿色数据中心转变，增加能源成本和计算需求，导致数据中心的能耗问题越来越高
关注。在数据中心建设过程中，实施节能、节水、节电、节材、环保的基本建设政策。节能、环保、绿色、低碳将成为下一代数据中心建设的主题。
(4)集中:传统数据中心将进入集成缩减阶段
分散办公的现状带来了相互分散的应用系统布局。然而，现实存在对分支机构数据进
行集中处理的需求，因此，数据中心集中化成为-种必需。 未来，随着技术的发展，数据中心整合集中化之势将愈加明显。
(5)低成本:数据的价值逐渐凸显并且成本更低
虚拟化技术提高了资源的利用率，简化了数据中心的管理维度并有效节省了维护成本，
成本降低的同时还能实现数据的价值最大化。