1.1 傳統數據中心介紹

數據中心（DataCenter, DC），給人的第一印象就是存放數據的計算機中心，由服務器、交換機等多種設備組成。如果在“數據中心”前不加特別的說明，一般來說指的是傳統數據中心。

1.1.1 傳統數據中心的概念

數據中心，維基百科給出的定義是“數據中心是一整套復雜的設施。它不僅僅包括計算機系統和其他與之配套的設備（例如通信和存儲系統），還包含冗余的數據通信連接、環境控制設備、監控設備以及各種安全裝置”。谷歌在其發布的《The Datacenter As A Computer》一書中，將數據中心解釋為“多功能的建筑物，能容納多個服務器以及通信設備。這些設備被放置在一起是因為它們具有相同的對環境的要求以及物理安全上的需求，并且這樣放置便于維護，而并不僅僅是一些服務器的集合”。

圖1-1-1顯示了一個標準的數據中心，從圖中可以看到數據中心的機柜、服務器、交換機等設備，除了圖中可以看到的設備外，標準數據中心還應包括UPS不間斷電源、空調、完整的監控系統等設備。

1.1.2 傳統數據中心面臨的問題

傳統數據中心正在消耗大量的能源、空間和成本，而且消耗量日益膨脹。在一篇研究報告中稱，2012年全球數據中心能源消耗比2006年增長了一倍，到2016年，數據中心能源消耗將再次翻番。對于傳統數據中心而言，數據中心運行所產生的高能耗、高成本、低效率危機已經成為現在面臨的主要問題。

1．運營成本

數據中心的技術人員一般不考慮或不用承擔數據中心運營帶來的成本，但主管信息化的領導已經開始意識到這個問題。服務器隨著應用不斷增加，機房不斷擴大，空調制冷也不斷加大。因而帶來的直接影響是電量的增加和管理人員的增多，數據中心的運營成本直線上升。國內不少企業的數據中心電力成本為每年幾百萬元，有的超過了千萬元，更有超大規模的數據中心超過了億元。

由于供電能力的制約和限制，很多地區已無法新建數據中心，甚至原有的數據中心也面臨拉閘限電的危險。因此增容、發展等問題也就無從談起，這對數據中心的高可用性和經濟性等多方面造成直接影響。

一些企業的數據中心已經陷入成本危機：一方面，能源成本高昂，并且沒有足夠的電力和冷卻能力，無法滿足新一代高密度服務器和存儲設備的需要；另一方面，IT基礎設施的容量增長受到場地、空間的嚴重制約。

2．能源消耗

目前，國內大部分數據中心的PUE（數據中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比）值偏高，在2.5～3左右，而國外高水平的綠色數據中心PUE值往往在2以下。

國內傳統數據中心在物理環境方面往往存在：整體布局不合理，制冷系統不能按實際設備的需要進行分配，導致總體能源浪費高且存在局部過熱的問題；另外，機房空調設計、布局不合理；電源線纜布放過細，存在重大的安全隱患；由于沒有配備保障電源，機房的設備安全運行無法保證。

在IT設備方面，IDC的統計數據顯示，在亞太地區，數據中心服務器電力消耗以每年23%的速度遞增，與每年16%的世界平均增長水平相比，亞太區數據中心的電力消耗增長速度遠超出了世界平均水平。Gartner的調研則顯示：“過去五年來，IT設備的能源需求增長已超過五倍。”

3．使用效率

IDC的統計數據顯示，大部分數據中心中的服務器和網絡設備的利用率僅在24%～30%之間，有的CPU利用率、硬盤利用率都在10%以下。如何最大限度地發揮現有系統的資源，以及優化系統架構，是傳統數據中心向綠色數據中心轉變過程中首先要考慮的問題。

4．社會責任

數據中心的能耗約占全球二氧化碳排放量的2%，每年IT設備要向大氣層排放大約3500萬噸的廢氣，相當于整個航空工業的二氧化碳排放量。數據中心日益增長的能耗及二氧化碳排放量已成為企業無法逃避的社會責任。美國環保署所發布的報告指出：環境保護議題已迫使企業的IT部門必須尋求綠色數據中心的建立。