数据中心

什么是数据中心?

一个数据中心，也被称为数据中心或数据中心——是一个由联网计算机、存储系统和计算基础设施组成的设施，企业和其他组织使用这些设施来组织、处理、存储和传播大量数据。业务通常严重依赖于数据中心中包含的应用程序、服务和数据，使其成为日常操作的焦点和关键资产。

企业数据中心越来越多地加入保护和保护设施云计算资源，以及内部和现场资源。随着企业越来越多地转向云计算，云提供商的数据中心和企业数据中心之间的界限变得不那么清晰了。

数据中心是如何工作的?

数据中心设施使组织能够为数据处理、存储和通信收集其资源和基础设施，包括:

• 在整个组织内存储、共享、访问和处理数据的系统;
• 支援数据处理和数据通讯的基础设施;和
• 如冷却、电力、网络接入和不间断电源供应等公用事业(联合包裹）.

在数据中心中收集所有这些资源可以使组织:

• 保护专有系统和数据;
• 集中资讯科技及数据处理员工、承办商及供应商;
• 对专有系统和数据实施信息安全控制;和
• 通过将敏感系统整合到一个地方来实现规模经济。

为什么数据中心很重要?

数据中心支持企业几乎所有的计算、数据存储和业务应用。在某种程度上，现代企业的业务是在计算机上运行的，即数据中心是业务。

数据中心使组织能够集中处理能力，这反过来又使组织能够集中它们的:

• IT和数据处理人员;
• 计算和网络连接基础设施;和
• 计算设施安全。

数据中心的核心组件是什么?

数据中心的要素一般分为三类:

1. 计算
2. 企业数据存储
3. 网络

现代数据中心将组织的数据系统集中在一个保护良好的物理环境中基础设施,包括:

• 服务器;
• 存储子系统;
• 网络交换机、路由器和防火墙;
• 布线;和
• 用于组织和互连IT设备的物理机架。

数据中心资源通常包括:

• 配电及补充电源子系统;
• 电气开关;
• ups;
• 备用发电机;
• 通风和数据中心冷却系统，如行内冷却配置和机房空调；和
• 为网络运营商(电信)连接提供充足的配置。

所有这些都需要一个具有物理安全访问控制的物理设施，以及足够的面积来容纳整个基础设施和设备集合。

如何管理数据中心?

数据中心管理需要管理几个与数据中心相关的不同主题，包括:

• 设施管理．管理物理数据中心设施可以包括与设施的房地产、公用事业、访问控制和人员相关的职责。
• 数据中心库存或资产管理。数据中心设施包括硬件资产，以及软件许可和发布管理。
• 数据中心基础设施管理。DCIM位于IT和设施管理的交叉点，通常通过监控数据中心的性能来优化能源、设备和楼面空间的使用。
• 技术支持。数据中心向组织提供技术服务，因此它还必须向企业最终用户提供技术支持。
• 操作。数据中心管理包括数据中心提供的日常流程和服务。

数据中心基础设施管理和监控

现代数据中心广泛使用监控和管理软件。软件，包括DCIM工具，允许远程IT数据中心管理员在不需要实际进入数据中心的情况下，监督设施和设备、测量性能、检测故障并实施一系列纠正措施。

的增长虚拟化为数据中心基础设施管理增加了另一个重要维度。虚拟化现在支持服务器、网络和存储的抽象，允许将每个计算资源组织到池中，而不考虑它们的物理位置。然后，管理员可以从这些公共资源池提供工作负载、存储实例甚至网络配置。当管理员不再需要这些资源时，可以将它们返回池以供重用。网络、存储和服务器虚拟化所完成的所有动作都可以通过软件实现，这就给了这个术语以吸引力软件定义数据中心．

能源消耗及效率

数据中心的设计也认识到能源效率的重要性。一个简单的数据中心可能只需要几千瓦的能源，但企业数据中心可能需要超过100兆瓦的能源。今天,绿色数据中心该项目旨在通过使用低排放的建筑材料、催化转换器和替代能源技术，将对环境的影响降到最低。

数据中心还可以通过物理布局最大化效率，使用一种称为热通道和冷通道布局．服务器机架采用冷风向一侧、热风向另一侧交替排列的方式。其结果是冷热通道交替，废气形成热通道，而进风口形成冷通道。排气管指向空调设备。设备通常放置在服务器机柜间或通道间，冷空气回传至冷通道。这种配置的空调设备称为行式制冷。

组织通常通过一个称为电力使用效率的指标来衡量数据中心的能源效率(PUE)，表示进入数据中心的总功率与IT设备使用的功率之比。然而，虚拟化的兴起使得IT设备的使用更加高效，从而大大提高了效率，降低了能源使用量，降低了能源成本。PUE等指标不再是能源效率目标的核心，但组织仍然可以衡量PUE，并采用全面的电力和冷却分析，以更好地理解和管理能源效率。

数据中心层

数据中心不是由其物理大小或样式定义的。小型企业可以通过在壁橱或小房间内联网多个服务器和存储阵列成功运营，而大型计算机构——如Facebook、亚马逊或谷歌——可能会用数据中心设备和基础设施填满一个巨大的仓库空间。在其他情况下，数据中心可以在移动装置中组装，如集装箱，也称为盒子里的数据中心，可根据需要移动和部署。

然而，数据中心可以由不同的可靠性或弹性级别定义，有时称为数据中心层。2005年，美国国家标准协会(ANSI)和电信行业协会(TIA)发布了标准ANSI/TIA-942，“数据中心电信基础设施标准”，该标准定义了四层数据中心设计和实现指南。

随后的每一层都旨在提供比前一层更强的弹性、安全性和可靠性。例如，第一级数据中心与服务器室差不多，而第四级数据中心则提供冗余子系统和高安全性。

分级可以根据可用资源、数据中心容量或正常运行时间保证进行区分。的正常运行时间协会定义了数据中心层如下:

• 第一层．这些是最基本的数据中心类型，它们包含了UPS。一级数据中心不提供冗余系统，但应至少保证99.671%的正常运行时间。
• 第二层．这些数据中心包括系统、电源和冷却冗余，保证至少99.741%的正常运行时间。
• 第三层．这些数据中心提供了部分容错、72小时断电保护、全冗余和99.982%的正常运行时间保证。
• 第四层．这些数据中心保证99.995%的正常运行时间——或每年不超过26.3分钟的停机时间——以及完全的容错、系统冗余和96小时的停机保护。

大多数数据中心宕机都可以归结为这四种类型。

数据中心架构和设计

尽管几乎任何合适的空间都可以作为数据中心，但数据中心的精心设计和实现需要仔细考虑。除了成本和税收等基本问题之外，选址还根据多种标准进行选择，例如地理位置、地震和气象稳定性、公路和机场通道、能源和电信的供应情况，甚至现行的政治环境。

一旦站点得到保护，数据中心架构的设计就可以注意到机械和电气基础设施，以及IT设备的组成和布局。所有这些问题都是由所需数据中心层的可用性和效率目标指导的。

数据中心安全保障

数据中心设计还必须实现良好的安全和安全实践。例如，安全往往体现在门道和通道的布局上，这必须适应大型、笨重的IT设备的移动，并允许员工访问和维修基础设施。

灭火是另一个关键的安全领域，而灵敏、高能量的电气和电子设备的广泛使用排除了普通洒水装置。相反，数据中心通常使用环保的化学灭火系统，有效地减少火灾中的氧气，同时减少对设备的附带损害。因为数据中心也是核心业务资产，全面的安全措施访问控制是必需的。这些可以包括:

• 访问标志;
• 生物识别访问控制;和
• 视频监控。

妥善实施这些保安措施，有助侦测及防止雇员、承办商及入侵者的不法行为。

什么是数据中心整合?

不需要单个数据中心，现代企业可以跨多个位置使用两个或多个数据中心安装，以获得更大的弹性和更好的应用程序性能，这可以通过将工作负载定位到更接近用户的位置来降低延迟。

相反，拥有多个数据中心的企业可能会选择整合数据中心，减少地点的数量，以最小化IT运营的成本。合并通常发生在合并和收购期间，当大多数业务不需要从属业务拥有的数据中心时。

什么是数据中心托管?

数据中心运营商还可以付费租用服务器空间主机托管设施．对于那些想要避免与构建和维护自己的数据中心相关的巨额资本支出的组织来说，Colocation是一个很有吸引力的选择。今天，托管服务提供商正在扩展他们的服务，包括托管服务，例如互连，使客户能够连接到公共云．

因为如今许多服务提供商在提供托管服务的同时还提供托管设施，因此，托管服务的定义管理服务变得模糊了，因为所有的供应商都以稍微不同的方式推销这个术语。重要的区别是:

• 主机托管。组织付钱给供应商，让他们在某个设施中放置硬件。顾客自己支付空间费用。
• 管理服务。组织付钱给供应商积极以某种方式维护或监控硬件，无论是通过性能报告、互连、技术支持还是灾难恢复。

数据中心和云有什么区别?

云计算供应商提供与企业数据中心相同的设施。云计算供应商通过他们自己的数据中心提供这些服务。云数据中心与典型企业数据中心的最大区别在于规模。由于云数据中心服务于许多不同的组织，它们可能非常庞大。

由于企业数据中心越来越多地实现私有云软件，对于最终用户来说，它们越来越像商业云提供商提供的服务。

私有云软件建立在虚拟化之上，添加云服务，包括:

• 系统自动化;
• 用户自助服务;和
• 向数据中心管理部门报销/退款。

其目标是允许单个用户按需提供工作负载和其他计算资源，而不需要IT管理干预。

进一步模糊了企业数据中心和云计算之间的界限的增长混合云环境。随着企业越来越依赖公共云提供商，它们必须在自己的数据中心和云提供商之间整合连接。

例如，平台微软Azure强调本地数据中心与Azure或其他公共云资源的混合使用。其结果并不是消除了数据中心，而是创建了一个动态环境，允许组织在本地或云中运行工作负载，或者根据需要将这些实例移动到云中或从云中移动。

数据中心的发展

第一个数据中心的起源可以追溯到20世纪40年代，早期计算机系统的存在电子数字积分器和计算机(ENIAC)。这些早期的机器维护和操作都很复杂，并且有大量的电缆连接所有必要的部件。它们也被军方使用——这意味着有机架、电缆架、冷却机制和访问限制的专门电脑室是必要的，以容纳所有设备和实施适当的安全措施。

然而，直到20世纪90年代，it运营开始变得复杂，廉价的网络设备开始可用时，这个术语才出现数据中心第一次使用。将公司所有必要的服务器存储在公司内部的一个房间成为可能。这些专门的机房在组织内部被称为数据中心，这个术语得到了关注。

大约在20世纪90年代后期的互联网泡沫时期，公司对互联网速度和持续存在的需求需要更大的设备来容纳大量所需的网络设备。正是在这个时候，数据中心开始流行起来，并开始类似于上面描述的那些。

在计算的历史上，随着计算机变得越来越小，网络变得越来越大，数据中心已经进化和转移，以适应当今必要的技术。

了解如何建立一个绿色、可持续的数据中心＂可持续数据中心设计的考虑．＂