什么是数据中心？

2017-03-19 本文已影响248人 Cesium4Unreal

导语

欲实现数据中心可视化，必先了解数据中心的概念；本文就数据中心概念，国内外大型数据中心进行一定的了解和分析；

数据中心

百度百科定义：数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。

数据中心

维基百科给出的定义是“数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置”。

数据中心

数据中心的定义

建设新一代数据中心不是简单的拼凑，而应以用户需求和行业标准主导新一代数据中心的建设。也就是说，在新一代数据中心建设之前，我们必须首先真正弄清楚新一代数据中心的定义、特征、体系结构、核心支持技术以及新一代数据中心的组成方式；这样才能有目标、有标准、有计划地设计最佳解决方案，配置最佳产品与相应的服务，科学地开展数据中心的规划与建设，促进数据中心有序演进，而不会盲目地跟从和造成投资的浪费。

数据中心通常是指一个物理空间内实现对数据信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，而计算机、服务器、网络、通信、存储设备等通常人为是数据中心的关键设备。数据中心的基础设施是指为确保数据中心的关键设备和装置能安全、稳定和可靠运行而设计配置的基础工程，也成为机房工程。数据中心基础设施的建设不仅要为数据中心中的系统设备运营管理和数据信息安全提供保障环境，还要为工作人员创造健康适宜的工作环境。
新一代数据中心应是一个整合的、标准化的、最优化的、虚拟化的、自动化的、具备很高适应性的基础设施环境和高可用计算环境。这样的新一代数据中心需要利用最新的IT技术、解决方案与服务才能实现，如服务器和存储虚拟化、虚拟网络链接、智能热量管理、刀片技术、智能散热、数据中心自动化等。

数据中心机房基础设施

数据中心基础设施(机房)是IT系统的物理支撑，核心用途是安装和安装IT设备，为IT设备提供安全、稳定运行所必需条件。它不仅提供IT设备正常运行所需的物理架构和温湿度等物理环境，还要具备保证数据中心运行所需要的供电、制冷、安全以及维护等方面的功能。

子系统

机房基础设施包括供电系统、冷却系统、机架和物理结构、安全和火灾防护系统、布线等子系统以及这些构成元素的管理和服务系统。

1.物理结构

数据中心的物理结构就是能够安装数据中心设备的建筑结构和保护其免受环境条件影响的墙壁、地板和天花板。

需要考虑的因素：选址的电力环境、水资源环境、通信和交通设施、环境污染情况(气体、粉尘、其他、易燃易爆、强震、噪声、强电磁干扰等等)；在规划和设计中，还必须准确预测所需数据中心空间的可扩展性，该物理结构一般要使用数十年；如果可能，结构的设计应能允许将来进行简单的扩建；

2.高架地板

高架地板是基础设施物理结构的一部分，近观并非所有的数据中心都使用高架地板，但大部分都在使用。高架地板是一种特殊地板，它将设备支撑在底层地板以上400~600mm的位置。高架地板是下送风的重要通道，制冷设备将冷风送入高架地板内，使高架地板下面形成一个冷源静压室，这样可以均匀地向机房内各机架配送冷空气。在高架地板足够高的情况下，还可以很方便地在设备下面布置数据和电源线缆。

3.市电和发电机

市电是所有数据中心都注定使用的能源，作为基础设备包括变电和配置设施。由于市电故障断电时间不确定，所以蓄电池是不能保证系统不停电供电功能的，况且当代的高密度数据中心的制冷系统也需要配置备用能源，所以现在大部分数据中心都采用现场发电。这些发电系统以柴油、天然气或其他碳氢化合物燃料为动力，可以为现场提供长时间的高质量电源，直至燃烧耗尽。如果遇到超长时间断电，燃料的及时供应和大型存储容器可以保持关键系统运行正常。

4.供电系统

可靠的电源基础设施有许多构成元素，是指从建筑物的电力人口到数据中心IT负载的整个系统，包括交流输入系统(市电和发电机及输入配电、ATS)、不停电供电系统(输入输出配电、UPS主机、STS、维护旁路)、谐波治理(有源滤波器、无源滤波器)、机架配电、电池系统、地线系统、安全保护(防雷和电涌保护、各级保护断路器)、系统管理。提高可用性是对供电系统最主要的要求，关键环节的冗余配置、系统智能管理和正确的设备选型等，都是供电方案规划设计阶段首先要考虑的。

5.制冷系统

制冷系统用于为数据中心提供基础的环境控制。制冷系统主要包括机房空调(精密空调CRAC)以及与CRAC运行所需的所有相关子系统，包括冷却器、冷却塔、冷凝器、管道系统、泵送系统、管道和所有机架级的冷气配送设备。制冷系统的新的设计理念是"如何把IT设备产生的热量有效地带走"。因此，机房内制冷设备的布局和气流组织设计成为重中之重。特别是大部分机房中高热源点分部不均匀、不确定，在这种情况下如何确保高密度机架的散热和降低制冷的能源浪费，是对现代数据中心制冷系统最大的挑战。

6.机架

在数据中心机房中，机架是所有IT设备的支撑机构和分配单元，实际上是数据中心的缩影，是IT设备微环境。因此，整个数据中心机房中存在的问题在机架中也都会反应出来，包括物理结构、承重、IT设备的安装以及兼容性、散热管理(进风、出风、气流管理)、电源分配(双路供电、机柜PDU)、线缆管理(电源电缆和数据电缆)等。

7.安全和火灾防护系统

安全系统和火灾防护系统对于维护数据中心的完善性、安全性和可用性至关重要。这里所包括的子系统是机房级和机架级的物理安全设备，以及火灾检测和灭火洗头膏。物理安全设备包括生物识别设备、钥匙、密码和卡。火灾检测和灭火系统包括智能型烟感传感器、洁净气体灭火系统和线性热量检测。

8.电缆

数据中心的所有数据电缆以及提供所有负载电力所需的电源电缆也是基础设施的一部分，电缆铺设方法和电缆管理直接影响IT系统的稳定运行。实践表明，电缆的可修复性和可管理性始终是机房中电缆铺设和管理的一个难题。

9.管理系统

管理系统是涉及前面讨论的所有子系统的基础设施构成元素。为乐确保基础设施所有子系统的可靠运行，必须要能够自动监视管理这些子系统。管理系统包括楼宇管理系统BMS、网络管理系统NMS、几种管理器，以及其他监测用的硬件和软件。

10.服务系统

在机房基础设施的整个生命周期中，都需要大量的支持性服务。这些服务可以分为五类：

咨询和设计服务
安装服务
维护和维修服务
监测管理服务
更换和报废服务

数据中心

主要中心

世界数据中心

（World Data Center）是国际科学联合会下设的科学数据组织，有40多个学科数据中心，分属四个数据中心群：WDC-A 美国、WDC-B 前苏联、WDC-C 欧洲和日本、WDC-D 中国。
1988年，中国加入WDC，并建立世界数据中心中国中心（World Data Center D）。WDC-D组织机构包括：中国国家协调委员会、科学委员会、中国中心协调办公室、科学委员会秘书处及九个学科数据中心。

中国有九个分中心

编号	中心名称	挂靠单位
1	海洋学科数据中心	国家海洋信息中心
2	地震学科数据中心	中国地震局分析预报中心
3	地质学科数据中心	中国地质科学院信息中心
4	空间学科数据中心	中科院空间中心
5	天文学科数据中心	中科院国家天文台
6	气象学科数据中心	国家气象中心
7	冰川学科数据中心	中科院寒旱所
8	资源环境学科数据中心	中科院地理所
9	地球物理学科数据中心	中科院地质地球所

中国数据中心发展情况调查数据

全国数据中心分布图

数据中心建设规划

云数据中心架构

云计算:像使用水和电一样自由使用IT资源

云计算:我们把什么资源放到云端？

Cloud FrameWork

云数据中心架构

IaaS、PaaS和SaaS，就像pizza店提供三种服务：买成品回家做、外卖和到披萨店吃。

IaaS

IaaS: Infrastructure-as-a-Service(基础设施即服务)有了IaaS，你可以将硬件外包到别的地方去。IaaS公司会提供场外服务器，存储和网络硬件，你可以租用。节省了维护成本和办公场地，公司可以在任何时候利用这些硬件来运行其应用。一些大的IaaS公司包括Amazon, Microsoft, VMWare, Rackspace和Red Hat.不过这些公司又都有自己的专长，比如Amazon和微软给你提供的不只是IaaS，他们还会将其计算能力出租给你来host你的网站。

PaaS

PaaS: Platform-as-a-Service(平台即服务)第二层就是所谓的PaaS，某些时候也叫做中间件。你公司所有的开发都可以在这一层进行，节省了时间和资源。PaaS公司在网上提供各种开发和分发应用的解决方案，比如虚拟服务器和操作系统。这节省了你在硬件上的费用，也让分散的工作室之间的合作变得更加容易。网页应用管理，应用设计，应用虚拟主机，存储，安全以及应用开发协作工具等。一些大的PaaS提供者有Google App Engine,Microsoft Azure，Force.com,Heroku，Engine Yard。最近兴起的公司有AppFog,Mendix和Standing Cloud.

SaaS

SaaS: Software-as-a-Service(软件即服务)第三层也就是所谓SaaS。这一层是和你的生活每天接触的一层，大多是通过网页浏览器来接入。任何一个远程服务器上的应用都可以通过网络来运行，就是SaaS了。你消费的服务完全是从网页如Netflix,MOG,Google Apps,Box.net,Dropbox或者苹果的iCloud那里进入这些分类。尽管这些网页服务是用作商务和娱乐或者两者都有，但这也算是云技术的一部分。一些用作商务的SaaS应用包括Citrix的Go To Meeting，Cisco的WebEx，Salesforce的CRM，ADP，Workday和SuccessFactors。