云计算时代的数据中心建设与发展

汤华茂

摘 要：數据中心随着时代的发展，由最初的计算中心发展到今天的服务中心。就当前的现状可以看出，在各行业发展中，数据中心占据着关键位置，甚至是中心位置。但在数据中心不断的建设与发展中，仍然存在诸多问题，对数据中心的发展起到了一定的阻碍作用，为作为全新的计算方式、资源使用方式，云计算能为使用者提供方便，同时能明显提升资源使用率。为此，文章主要对云计算时代下数据中心进行了概述，然后分析了云计算时代下数据中心建设中存在的主要问题，最后研究了云计算时代下数据中心建设与发展。

关键词：云计算时代;数据中心;建设与发展

前言：现如今，对IT行业而言，云计算是一个质变，类似于使用电网替代本地发电机。随着云计算的到来，数据中心（data center，DC）的架构及数据中心管理模式也迎来了全新的挑战与巨大的变化。首先，在传统架构下，数据中心具有较多层级，大量的站点，繁杂的管理，高成本的运营等特征;同时较低的IT资源利用率，较低的能效，无法保障服务质量。其次，虽然单体云数据中心使用了一系列先进的云计算技术，如存储、计算、网络资源等虚拟化技术，但是各云数据中心单体间无法池化各自资源，进而实现更有效的资源弹性调度与统一管理。为此，本文主要对云计算时代下数据中心建设及发展进行了详细分析。

1数据中心基本情况概述

1.1数据中心概述

数据中心英文全称“Data Center”，简称“DC”，在互联网网络基础设施上，数据中心是用来传递、呈现、计算、增速、保存数据信息的，它是全球协作的特定设备网络。DC的诸多电子元件均是由低压直流电源驱动运行的。服务器自身及用来连接这些服务器到其他应用环境的电缆则是数据中心面临的物理问题。

1.2数据中心提供的互联网服务

⑴DCaaS（数据中心即服务）。通常情况下，单体云数据中心的服务类型有三种：①基础设施服务;②软件即服务;③平台即服务。在数据中心系统中，分别由不同的部分提供这三种服务内容。目前，随着我国IT行业飞速发展，对于云数据中心的服务质量，IT行业对其的要求日益升高，企业希望可以获取多项端到端服务如对应的平台及管理。分布式云数据中心可以提供一种全新的数据服务模式，数据中心在这种全新的数据服务模式中，可以实施相互间的运营，即DCaaS，DCaaS不同于传统的数据中心，DCaaS在单体云数据服务的前提下，扩展不同的服务内容。DCaaS可以系统化管理不同架构的数据中心，能最大限度的保障资源的利用效益。

⑵MaaS（移动即服务）。分布式云数据中心根据单体云数据中心的IaaS（基础设施即服务）层服务，能提供DCaaS服务，为用户提供的管理服务是一个多功能、统一的系统化管理体系，而不再是普通云数据中心那样孤立的、分散的运营运维体系。这也是单体云数据中心无法做到的。

所以，对分布式云数据服务中心而言，MaaS是其核心，MaaS负责统一调度与管理多个数据中心，同时具备对基础设施即服务、数据中心即服务、网络即服务等各种服务用户的管理功能。基础设施即服务的租户可以对资源进行在线延期、扩容及申请，租户、VDC的租户可以提供管理自己所租用的IT资源。

2主要问题分析

2.1相关的架构问题

三层结构是传统数据中心网络使用的结构形式，以大量的网络设备作为支撑。存储流量随着数据网络与存储的结合，更加严格要求了延时，而三层结构自身的延时性较高，对数据中心建设要求无法满足，需要以扁平化结构作为辅助来加以解决。

2.4相关的高宽带问题

DC涉及的业务诸多，如数据发掘、大量视频等，对宽带要求极高，同时突发流量极容易出现，所以必须要选择传输性能速率较高的网络，反之，则数据中心优势将难以发挥出来。

2.3相关的高可用问题

越来越多的问题如设备、链路等均随着数据中心规模的扩大而不断涌现出来，假设这些问题不能被合理处理，则会中断服务。伴随着网路的拓展及升级，我们最应该注意的问题就是，网络能否常规运转。

2.4融合问题

现阶段，数据与存储网络间分离状态，对DC的进一步发展起到了一定的阻碍作用，若想从根源上达到网络融合，提升网络资源使用率，就必须要加快DC建设。

3建设与发展研究

3.1相关网络架构设计研究

二叉树是主要的传统属性结构，传统属性结构的拓展是在高性能交换机设备的支撑下，运用垂直拓展方式实现的。但是在运行期间，对传统树形结构固有缺陷难以有效克服，热点等瓶颈极容易出现。所以随着今后DC建设的不断深化，更加严格要求了拓扑的高宽带、低延时等，要积极引进如Fat-Tree、VL2等崭新的拓扑结构，其中Fat-Tree通过将“粗”链路添加在核心交换机处，可对热点问题进行有效解决，但在核心交换机的端口数目会限制拓展能力。而在解决热点问题方面，VL2具有较好的表现，但是始终存有布线繁琐问题。在设计网络结构期间，需要依据实情坚持针对性原则，保障网络性能能满足DC运行需求。

3.2网络融合技术

现阶段，DC的进一步发展在一定程度上受到了传统模式的阻碍，储存网、以太网等部门之间的融合成为DC发展的主要趋势。储存网、以太网等部门之间的融合可降低成本，提升系统运行可靠性、安全性。现阶段，FCoE（太网光纤通道）、DCB（数据中心基地）、TRILL是实现三网融合的主要技术，其中传输FC数据时，将以太网作为基础，达到I/O接口整合，进而减少DC复杂性的是以太网光纤通道。其中利用自身的流动控制能够传输数据，同时具备显著的优势如低成本、可拓展等的是数据中心基地。现如今，本项技术执行标准诸多，为DC建设奠定了坚实的基础。

3.3积极引进节能技术

现阶段，DC运行能源消耗较大，企业成本也逐渐增多，与节能环保原则相背离。所以，云计算时代下的数据中心建设及发展，需要积极引进节能技术。在选择数据中心地址方面，需要对当地温度、湿度进行充分考量，还需要对当地的气候是否能冷却设备的情况进行考虑。在供电方面，需要对清洁可再生能源如太阳能、风能等进行充分运用，尽最大限度降低碳排放。

此外，还应在建设数据中心时，应用虚拟技术，对硬件资源实施虚拟化处理，通过融合后在分配，进而促使资源使用率得以提升。在数据中心建设中运用虚拟技术，可对数据中心发展中出现的问题进行有效解决，提升物质设备的使用率。

结束语：

总之，在现代生产生活中，数据中心发挥着重要的作用，加快云计算时代下数据中心的建设显得尤为重要。在实践中要依据实际运用需求，合理构架数据中心网络架构，保障其具有低延时、高宽带等优势。与此同时还应对虚拟技术、节能技术进行积极引用，对数据中心运行稳定性进行不断提升，保障其安全运行，进而有效提升数据中心的综合效益。

参考文献：

[1]薛永献，王冬梅.云计算数据研究与分析[J].信息通信，2014，01：137-138.

[2]马锡坤，吴艳君，王鹏.基于云计算的数据中心容灾系统的建设[J].中国医疗设备，2014，01：93-95.

[3]侯建，帅仁俊.基于云计算的海量数据存储模型[J].通信技术，2011（5）：163-165.

[4]张涛，贾连兴，陈桂强.基于云计算的军用数据中心设计和建设研究[J].计算机研究与发展，2015，52（S2）：49-53.

[5]刘阳.基于虚拟化技术的高职院校云计算数据中心建设方案研究[J].中国新通信，2015，17（17）：115-117.

[6]赵璇.面向云计算的校园网数据中心建设研究[D].兰州交通大学，2015.