什么是云计算中的数据中心？

什么是数据中心？

数据中心，也被称为数据中心或数据中心，是由网络计算机、存储系统和计算基础设施组成的设施，用于组织、处理、存储大量数据和广播。企业通常高度依赖数据中心中的应用程序、服务和数据，使其成为日常运营的焦点和关键资产。

企业数据中心日益整合云计算资源和设施，以安全地保护本地资源。随着企业对云计算的不断采用，云提供商的数据中心和企业数据中心之间的边界变得越来越不清晰。

数据中心如何工作？

数据中心设施使组织能够为数据处理、存储和通信组装资源和基础设施，包括：

• 用于在组织中存储、共享、访问和处理数据的系统；
• 支持数据处理和数据通信的物理基础设施；和
• 冷却、电力、网络访问和不间断电源等公共设施。

  将所有这些资源聚集在一个数据中心中使组织能够：

• 保护专有系统和数据；

• 集中化IT和数据处理员工、承包商和供应商；
• 对专有系统和数据实施信息安全控制；和
• 通过将敏感系统集成在一个地方实现规模经济。

数据中心为何重要？

数据中心支持几乎所有企业的计算、存储和业务应用。对于现代企业的业务来说，只要涉及计算机，数据中心就是业务。

数据中心使组织能够集中其处理能力，从而使组织能够将注意力集中在以下方面：

• 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。

数据中心的主要组成部分是什么？

数据中心的要素通常分为三类：

1. 计算
2. 企业数据存储
3. 网络

   现代数据中心将组织的数据系统集中在一个受保护的物理基础设施中，包括：

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

• 电力分配和辅助电源子系统；

• 电气开关；
• 不间断电源；
• 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；和
• 充分提供网络运营商（电信）连接的设施。

它要求具备物理安全访问控制的实体设施，并具备足够的平方英尺来容纳整个基础设施和设备集合。

数据中心如何管理？

数据中心管理需要管理与数据中心相关的许多不同主题，包括：

• 设施管理 。物理数据中心设施的管理可能涉及与设施的房地产、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 。数据中心的特点包括硬件资产和软件许可证，以及发布管理。
• 数据中心基础设施管理 。DCIM处于IT和设施管理的交集处，通常通过监视数据中心性能来优化能源、设备和楼层利用率。
• 技术支持 。数据中心为组织提供技术服务，因此也应为企业的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。

这个图像显示了一位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和监控

现代数据中心广泛使用监控和管理软件。包括DCIM工具在内的软件可以让远程IT数据中心管理员监测设施和设备，衡量性能，检测故障并实施各种纠正措施，而无需实际进入数据中心房间。

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。虚拟化现在支持对服务器、网络和存储的抽象，允许将每个计算资源组织到池中，而不论它们的物理位置。

动作网络、存储和服务器虚拟化可以通过软件实施，从而推动软件定义的数据中心发展。管理员可以从这些公共资源池中分配工作负载、存储实例，甚至网络配置。当管理员不再需要这些资源时，可以将它们返回到池中进行重新使用。

能耗和效率

数据中心的设计也承认了能源效率的重要性。一个简单的数据中心可能只需要几千瓦的能源，但企业级数据中心可能需要超过100兆瓦。如今，减少环境影响的低排放建筑材料、催化转化器和替代能源技术的绿色数据中心越来越受欢迎。

数据中心可以通过所谓的热走道和冷走道布局来最大化效率。服务器机架排列成交替的行，一侧是冷气进气口，另一侧是热气排气孔。结果形成交替的热走道和冷走道，排气形成热走道，进气形成冷走道。排气口指向空调设备。设备通常放置在行或走道中的服务器机柜之间，并将冷气重新分配到冷走道。这种空调设备配置称为行内冷却。

组织通常通过功率使用效率（PUE）来衡量数据中心的能源效率，PUE表示数据中心输入总功率与IT设备使用功率之比。

然而，虚拟化的崛起使得IT设备的更有效利用成为可能，从而实现更高的效率、更低的能源使用和降低的能源成本。诸如PUE之类的指标不再是能源效率目标的核心。然而，组织仍然可以评估PUE，并使用综合的功率和冷却分析来更好地理解和管理能源效率。

数据中心等级

数据中心的定义并不限于其物理大小或风格。小型企业可以在衣柜或小房间中成功运营多个服务器和存储阵列的网络。同时，像Facebook、亚马逊或谷歌这样的主要计算机组织可以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，数据中心可以组装成移动设备，例如集装箱，也称为盒装数据中心，可以被移动和部署。

然而，数据中心可以通过不同的可靠性或灵活性级别来定义，有时被称为数据中心等级。

2005年，美国国家标准协会（ANSI）和电信工业协会（TIA）发布了标准ANSI/TIA-942，“数据中心电信基础设施标准”，定义了四个数据中心设计和实施指南级别。

每个后续级别旨在提供比前一级别更高的灵活性、安全性和可靠性。例如，Tier I数据中心只是一个服务器房，而Tier IV数据中心提供冗余的子系统和更高的安全性。

这些级别可以通过可用资源、数据中心能力或可用时间保证来区分。

Uptime研究所将数据中心等级定义为：

• Tier I. 这些是最基本的数据中心类型，包括不间断电源。第一级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、电力和冷却冗余，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、72小时的故障保护、全面冗余和99.982%的正常运行时间保证。
• Tier IV. 这些数据中心保证99.995%的正常运行时间，即每年不超过26.3分钟的停机时间，以及完全的容错、系统冗余和96小时的故障保护。

大多数数据中心故障可以归结为以下四个常见类别。

数据中心架构和设计

尽管几乎任何合适的位置都可以作为数据中心，但数据中心的有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，选择的站点基于几个标准：地理位置、地震和气象稳定性、道路和机场的通达性、能源和通信的可用性，甚至还包括现行的政治环境。

一旦确定了站点，数据中心架构可以设计重点放在机械和电气基础设施以及IT设备的结构和布局上。这些问题受到所需数据中心级别的可用性和效率目标的指导。

数据中心安全

数据中心设计还必须实施合理的安全和安全实践。例如，安全往往体现在门和通道的布局中，这些门和通道必须适应大型笨重的IT设备的运输，并允许员工进出并维修基础设施。

灭火是另一个重要的安全领域，敏感、高能耗的电气和电子设备的广泛使用排除了常见的喷头。相反，数据中心通常使用环保的化学灭火系统，有效地给火灾注入氧气，同时最小化对设备的附带损坏。由于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。这些措施可能包括：

• 门禁证
• 生物识别门禁控制
• 视频监控

这些安全措施有助于检测和防止员工、合作伙伴和入侵者的不当行为。

什么是数据中心整合？

并不需要单个数据中心。现代企业可以在多个位置使用两个或更多个数据中心设置，以获得更大的灵活性和更好的应用性能，在靠近用户的位置定位工作负载以减少延迟。

相反，拥有多个数据中心的企业可以选择整合数据中心，同时减少位置数量，以降低IT运营成本。整合通常发生在合并和收购时，当大多数企业不再需要下属企业拥有的数据中心时。

什么是数据中心托管？

数据中心运营商还可以支付费用在托管设施中租用服务器空间。托管是对于那些希望避免建设和维护自己数据中心所需的巨额资本支出的组织来说，是一种有吸引力的选择。

如今，托管服务提供商正在扩展其服务范围，包括互连性，允许客户连接到公共云。

由于现在许多服务提供商都提供托管服务和托管功能，对于“托管服务”的定义变得模糊，因为所有供应商都会稍微不同地营销这个术语。重要的区别是：

• 组织向供应商支付费用将其硬件放置在设施中。客户只为位置付费。
• 托管服务。 组织向供应商支付费用通过性能报告、互连性、技术支持或灾难恢复等方式积极维护或监视硬件。

数据中心与云的区别是什么？

云计算供应商提供类似于企业数据中心的功能。云数据中心与典型的企业数据中心最大的区别在于规模。由于云数据中心为许多不同的组织提供服务，因此它们可以变得非常庞大。云计算供应商通过其数据中心提供这些服务。

诸如Google之类的大型企业可能需要非常大的数据中心，例如位于乔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，因此它们越来越多地看到了像商业云提供商提供的服务一样的最终用户。

私有云软件基于虚拟化构建云服务，包括：

• 系统自动化；
• 用户自助服务；以及
• 数据中心管理的计费/退款。

目标是允许个人用户在没有IT管理员干预的情况下提供按需工作负载和其他计算资源。

进一步模糊企业数据中心和云计算之间的界限的是混合云环境的发展。随着企业越来越依赖公共云提供商，它们必须在数据中心和云提供商之间建立连接。

例如，像Microsoft Azure这样的平台强调将本地数据中心与Azure或其他公共云资源混合使用。其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，或根据需要将这些实例移动到云中或从云中转移。

数据中心的演化

首个数据中心的起源可以追溯到20世纪40年代和早期电子数值积分计算机（ENIAC）等早期计算机系统的存在。这些早期机器在维护和操作上非常复杂，并且需要连接所有必要组件的电缆。它们还被军方使用-这意味着需要特殊的计算机房间，包括机架、电缆槽、冷却机制和访问限制，以容纳所有设备并实施适当的安全措施。

但是，直到20世纪90年代，当IT运营开始变得复杂并且廉价的网络设备变得可用时，”数据中心”这个词才首次被使用。可以将所有必要的服务器存储在公司的一个房间内成为可能。这些专门的计算机房间在组织中得到了认可，并被称为数据中心。

在20世纪90年代的互联网泡沫时期，对互联网速度和公司的持续互联网存在的需求对大量的网络设备提出了要求，这也要求了大型设施。此时，数据中心变得流行起来，并开始变得与上述描述的类似。

在计算机史上，随着计算机变得越来越小，网络变得越来越大，数据中心已经发展和转变，以适应当天所需的技术。

云和数据中心的区别

大多数组织在日常运营中都严重依赖数据，无论行业或数据的性质如何。这些数据可以涉及进行业务决策，识别模式以改进提供的服务，或者分析工作流程中的薄弱环节。

云

云可能是用来描述一组服务的术语，可以是全球或个别服务器网络，具有独特的功能。云不是物理实体，而是一组或网络的远程服务器，它们连接在一起作为一个单一单位执行指定任务。

简而言之，云是包含许多计算机系统的建筑。我们通过互联网访问云，因为云提供商提供云作为一种服务。

我们存在的一个疑惑是云是否与云计算相同？答案是否定的。例如，云服务如Compute在云中运行。云提供的计算服务允许用户通过互联网“租用”位于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：”云计算是通过互联网按需提供IT资源，具有按使用量付费的定价。您可以从例如亚马逊网络服务（AWS）这样的云提供商那里访问技术服务，例如计算能力、存储和数据库，而无需购买、拥有和维护实体数据中心和服务器。”

云的类型：

企业以不同方式使用云资源，主要有以下四种：

• 公共云： 这种云方法对所有使用互联网的人都是开放的，按使用量付费。
• 私有云： 这是一种只有在组织许可的情况下，组织才能访问的云方法。
• 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 是一种为单个社区内的组织或人群提供服务的云方法。