云中数据中心是什么？

什么是数据中心？

数据中心——也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它来组织、处理、存储大量数据。并进行广播。企业通常严重依赖数据中心内的应用程序、服务和数据，使其成为日常运营的焦点和关键资产。

企业数据中心越来越多地整合云计算资源和设施，以保护内部本地资源。随着企业越来越依赖云计算，云提供商的数据中心与企业数据中心之间的界限变得越来越模糊。

数据中心如何工作？

数据中心设施使组织能够为其数据处理、存储和通信资源和基础设施进行组装，包括：

• 用于存储、共享、访问和处理组织内数据的系统；
• 支持数据处理和数据通信的物理基础设施；以及
• 公用事业，如冷却、电力、网络接入和不间断电源 (UPS)。

将所有这些资源集中在一个数据中心，使组织能够：

• 保护专有系统和数据；
• 集中 IT 和数据处理人员、承包商和供应商；
• 对专有系统和数据强制执行信息安全控制；以及
• 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？

数据中心支持几乎所有的企业计算、存储和业务应用程序。在现代企业的业务在计算机上运行的程度上，数据中心就是业务。

数据中心使组织能够集中其处理能力，从而使组织能够集中其精力于：

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

数据中心的主要组成部分有哪些？

数据中心的元素通常分为三类：

1. 计算
2. 企业数据存储
3. 网络

现代数据中心在一个受保护的物理基础设施中集中了组织的 डेटा 系统，包括：

• 服务器；
• 存储子系统；
• 网络交换机、路由器和防火墙；
• 线缆；以及
• 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：

• 配电和辅助供电子系统；
• 电力开关；
• UPS；
• 备用发电机；
• 通风和数据中心冷却系统，例如行内冷却配置和计算机房空调；以及
• 为网络运营商（电信）连接提供充足的保障。

这需要一个具有物理安全访问控制和足够占地面积的物理设施，以便容纳整个基础设施和设备集合。

数据中心如何管理？

数据中心管理需要处理许多与数据中心相关的不同主题，包括：

• 设施管理。物理数据中心设施的管理可能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。数据中心功能包括硬件资产和软件许可，以及版本管理。
• 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性能来优化能源、设备和场地使用来实现。
• 技术支持。数据中心为组织提供技术服务，因此也应为企业最终用户提供技术支持。
• 数据中心管理包括数据中心提供的日常流程和服务。

图片显示一名IT 专业人员在数据中心安装和维护高容量机架式系统。

数据中心基础设施管理与监控

现代数据中心广泛使用监控和管理软件。包括 DCIM 工具在内的软件允许远程 IT 数据中心管理员监控设施和设备，测量性能，检测故障，并实施各种纠正措施，而无需实际进入数据中心机房。

虚拟化的发展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，允许每个计算资源被组织成池，无论其物理位置如何。

网络、存储和服务器虚拟化可以通过软件实现，从而使软件定义的数据中心获得牵引力。然后，管理员可以从这些通用资源池中配置工作负载、存储实例，甚至网络配置。当管理员不再需要这些资源时，他们可以将它们返回到池中以便重复使用。

能耗与效率

数据中心设计也认识到能源效率的重要性。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。如今，对环境影响最小的绿色数据中心（通过低排放建筑材料、催化转化器和替代能源技术）越来越受欢迎。

数据中心可以通过物理布局来最大化效率，称为热通道和冷通道布局。服务器机架沿交替的行排列，一侧有冷空气进气口，另一侧有热空气排气口。结果是交替的热通道和冷通道，排气形成热通道，进气形成冷通道。排气口指向空调设备。设备通常放置在行或通道的服务器机柜之间，并将冷空气重新分配到冷通道。这种空调设备配置称为行内冷却。

组织通常通过电力使用效率 (PUE) 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，随后的虚拟化发展使得 IT 设备的使用效率更高，从而带来了更高的效率、更低的能耗和更低的能源成本。PUE 等指标不再是能源效率目标的核心。但是，组织仍然可以评估 PUE 并使用全面的电力和冷却分析来更好地理解和管理能源效率。

数据中心级别

数据中心不由其物理尺寸或样式定义。小型企业可以在一个壁橱或小房间内通过联网的多台服务器和存储阵列成功运行。同时，像 Facebook、Amazon 或 Google 这样的主要计算组织可以将广阔的仓库空间装满数据中心设备和基础设施。

在其他情况下，数据中心可以组装成移动装置，例如集装箱，也称为“盒子式数据中心”，可以进行移动和部署。

然而，数据中心可以通过不同级别的可靠性或弹性来定义，有时也称为数据中心级别。

2005 年，美国国家标准协会 (ANSI) 和电信行业协会 (TIA) 发布了 ANSI/TIA-942 标准“数据中心的电信基础设施标准”，该标准定义了四种级别的数据中心设计和实施指南。

每个后续级别都旨在提供比前一个级别更大的灵活性、安全性和可靠性。例如，Tier I 数据中心只不过是一个服务器机房，而 Tier IV 数据中心提供冗余子系统和更高的安全性。

级别可以通过可用资源、数据中心功能或正常运行时间保证来区分。Uptime Institute 将数据中心级别定义为：

• Tier I。这是最基本的数据中心类型，包括 UPS。Tier I 数据中心不提供冗余系统，但必须保证至少 99.671% 的正常运行时间。
• Tier II。这些数据中心包括系统、电源和冷却冗余，并保证至少 99.741% 的正常运行时间。
• Tier III。这些数据中心提供部分容错能力、72 小时的故障保护、完全冗余，并保证 99.982% 的正常运行时间。
• Tier IV。这些数据中心保证 99.995% 的正常运行时间——每年停机时间不超过 26.3 分钟——以及完全的容错能力、系统冗余和 96 小时的故障保护。

大多数数据中心停机都可以归因于这四个一般类别。

数据中心架构与设计

尽管几乎任何合适的地点都可以用作数据中心，但数据中心的故意设计和实施需要仔细考虑。除了成本和税收等基本问题外，选址还需要考虑多个标准：地理位置、地震和气象稳定性、道路和机场的可达性、能源和电信的可用性，甚至普遍的政治环境。

一旦地点确定，就可以设计数据中心架构，重点关注机械和电气基础设施以及 IT 设备的结构和布局。这些问题受所需数据中心级别的可用性和效率目标指导。

数据中心安全

数据中心设计还必须实施健全的安全和安保措施。例如，安全性通常体现在门和通道的布局中，这些布局必须能够容纳大型、笨重的 IT 设备的移动，并允许员工访问和维修基础设施。

消防是另一个重要的安全领域，由于广泛使用敏感、高能的电气和电子设备，因此无法使用普通洒水器。相反，数据中心通常使用环保的化学灭火系统，该系统可以在扑灭火灾的同时最大限度地减少对设备的附带损害。数据中心也是核心业务资产，因此需要全面的安全措施和访问控制。这些可能包括：

• 刷卡访问；
• 生物识别访问控制；以及
• 视频监控。

这些安全措施可以帮助检测和防止员工、承包商和入侵者的不当行为。

什么是数据中心整合？

并非只需要一个数据中心。现代企业可以利用多个地点的两个或更多数据中心安装，以获得更大的灵活性和更好的应用程序性能，通过将工作负载更靠近用户来减少延迟。

相反，拥有多个数据中心的企业可以选择整合数据中心，同时减少地点数量以降低 IT 运营成本。整合通常发生在合并和收购时，此时大多数企业不再需要被收购企业拥有的数据中心。

什么是数据中心托管？

数据中心运营商也可以付费在托管设施中租用服务器空间。托管是那些希望避免建设和维护自身数据中心所需的大量资本支出的组织的有吸引力的选择。

如今，托管提供商正在扩展其产品以包括互连等托管服务，使客户能够连接到公共云。

由于许多服务提供商如今提供托管服务和托管功能，因此“托管服务”的定义变得模糊，因为所有供应商的市场营销术语略有不同。需要进行的重要区分是：

• 托管。组织向供应商付费，以便将其硬件放置在设施中。客户仅为场地付费。
• 托管服务。组织向供应商付费，要求其主动通过性能报告、互连、技术支持或灾难恢复来维护或监控硬件。

数据中心与云的区别是什么？

云计算供应商提供与企业数据中心类似的功能。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，因此它们可以变得非常大。云服务提供商通过其数据中心提供这些服务。

像 Google 这样的大型企业可能需要非常大的数据中心，例如位于佐治亚州道格拉斯县的 Google 数据中心。

由于企业数据中心越来越多地实施私有云软件，它们越来越多地为最终用户提供类似于商业云提供商的服务。

私有云软件建立在虚拟化的基础上，以连接类似云的服务，包括：

• 系统自动化；
• 用户自助服务；以及
• 向数据中心管理员收费/退款。

目标是让个人用户无需 IT 管理员干预即可按需提供工作负载和其他计算资源。

企业数据中心和云计算之间的界限进一步模糊是混合云环境的发展。随着企业越来越依赖公共云提供商，它们必须整合其数据中心与云提供商之间的连接。

例如，Microsoft Azure 等平台强调本地数据中心与 Azure 或其他公共云资源的混合使用。结果不是消除数据中心，而是创建一个动态环境，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入或移出云。

数据中心的演进

最早的数据中心的起源可以追溯到 20 世纪 40 年代，当时存在着像 ENIAC（电子数字积分器和计算机）这样的早期计算机系统。这些早期机器维护和操作复杂，并且所有必要的组件都通过电缆连接。它们也被军方使用——这意味着需要配备机架、线缆托盘、冷却机制和访问限制的特殊计算机房来容纳所有设备并实施适当的安全措施。

然而，直到 20 世纪 90 年代，随着 IT 运营开始变得复杂且廉价的网络设备变得可用，数据中心一词才首次出现。将公司内部所需的所有服务器存储在一个房间里成为可能。这些专用计算机房获得了普及，并在组织内被称为数据中心。

在 90 年代末的互联网泡沫时期，企业对互联网速度和持续互联网连接的需求需要大量的网络设备，从而需要大型设施。此时，数据中心变得流行起来，并开始看起来与上述描述相似。

在计算的历史中，随着计算机变得更小而网络变得更大，数据中心已经演变并发生了转变，以适应当时的必要技术。

云与数据中心的区别

大多数组织在其各自的日常运营中严重依赖数据，无论行业或数据的性质如何。这些数据可以从制定业务决策、识别模式以改进所提供的服务，到分析工作流程中的薄弱环节。

云

云可以是一个术语，用于描述一组服务，无论是一个全局的还是一个独立的服务器网络，它们具有独特的功能。云不是一个物理实体，而是由一组或网络组成的远程服务器，它们协同工作以作为一个单元执行指定任务。

简而言之，云是一个包含许多计算机系统的建筑物。我们通过互联网访问云，因为云提供商将云作为一项服务提供。

我们常见的困惑之一是，云是否等同于云计算？答案是否定的。诸如 Compute 之类的云服务在云中运行。云提供的计算服务允许用户通过互联网“租用”数据中心中的计算机系统。

云服务的另一个例子是存储。AWS 表示：“云计算是通过按需付费的方式，通过互联网交付 IT 资源。您无需购买、拥有和维护物理数据中心和服务器，而是可以从 Amazon Web Services (AWS) 等云提供商那里访问计算能力、存储和数据库等技术服务。”

云的类型

企业以不同的方式使用云资源。主要有四种：

• 公共云：此云方法对所有互联网用户开放，采用按使用量付费的模式。
• 私有云：这是一种云方法，组织可以使用它来使其数据中心仅在获得组织许可的情况下才能访问。
• 混合云：这是一种结合了公共云和私有云的云方法。它满足组织对其服务的各种需求。
• 社区云是一种云方法，为社区内的组织或一群人提供服务。

数据中心

数据中心可以被描述为一个包含联网计算机和相关组件（如电信和存储）的设施/地点，这些组件有助于企业和组织处理大量数据。这些数据中心允许数据跨企业使用的应用程序进行组织、处理、存储和传输。

数据中心类型

企业使用不同类型的数据中心，包括：

• 电信数据中心：这是由电信或服务提供商运营的一种数据中心。它需要高速连接才能工作。
• 企业数据中心：这是由公司创建和拥有的数据中心类型，可能位于现场，也可能不在现场。
• 托管数据中心：这种类型的数据中心由单个数据中心所有者运营，为多个企业和超大规模客户提供服务。
• 超大规模数据中心：这是由公司本身拥有和运营的一种数据中心。

云与数据中心的区别