1.2 數(shù)據(jù)中心的研究范圍與定義

1.2.1 數(shù)據(jù)中心的定義

數(shù)據(jù)中心是伴隨著網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的需求而發(fā)展起來的，為各個行業(yè)提供大規(guī)模、高質(zhì)量、安全可靠的專業(yè)化服務(wù)器托管、空間租用、網(wǎng)絡(luò)帶寬批發(fā)以及ASP、電子商務(wù)等應(yīng)用服務(wù)。

數(shù)據(jù)中心在大型主機時代就已出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代，大型主機時期出現(xiàn)的重要數(shù)據(jù)的災(zāi)難備份中心可以說是數(shù)據(jù)中心的雛形。20世紀(jì)90年代中期，美國Exodus提出的“數(shù)據(jù)中心”，是通過托管、外包或集中方式向企業(yè)提供大型主機的管理維護，以達(dá)到專業(yè)化管理和降低運行成本的目的。現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)模型已經(jīng)超出了原來的范疇，它將向用戶提供更加全面的、更加個性化的服務(wù)，以滿足不同客戶的個性化需求。

現(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中、集成、共享、分析的場地、工具、流程等的有機組合。從應(yīng)用層面看，包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)倉庫的分析系統(tǒng)；從數(shù)據(jù)層面看，包括操作型數(shù)據(jù)、分析型數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的集成/整合流程；從基礎(chǔ)設(shè)施層面看，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲設(shè)備和整體IT運行維護服務(wù)。數(shù)據(jù)中心不同層面提供的服務(wù)示意圖見圖1-3。

1.2.2 數(shù)據(jù)中心的組成

數(shù)據(jù)中心是一整套復(fù)雜的設(shè)施。它不僅僅包括計算機系統(tǒng)和其他與之配套的設(shè)備（例如通信和存儲系統(tǒng)），還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置。數(shù)據(jù)中心是由于數(shù)據(jù)大集中而形成的集成IT應(yīng)用環(huán)境，是數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)存儲的中心，也是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中、集成、共享、分析的場地、工具、流程等的有機組合。

從數(shù)據(jù)中心的組成來看：應(yīng)用層面上包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)、分析系統(tǒng)；數(shù)據(jù)層面上包括操作型數(shù)據(jù)、分析型數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)間的集成整合；基礎(chǔ)設(shè)施層面包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲器和整體IT運行維護服務(wù)。

從數(shù)據(jù)中心邏輯架構(gòu)來分，具體包含應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、執(zhí)行架構(gòu)、基礎(chǔ)架構(gòu)（物理架構(gòu)）、安全架構(gòu)和運維架構(gòu)。

應(yīng)用架構(gòu)是指數(shù)據(jù)中心和它所支撐的應(yīng)用系統(tǒng)間的關(guān)系。數(shù)據(jù)架構(gòu)是指應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的構(gòu)成、存儲方式，同時也有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等。執(zhí)行架構(gòu)是指數(shù)據(jù)倉庫在運行時所擁有的關(guān)鍵功能，包括數(shù)據(jù)的訪問、獲取與整合。基礎(chǔ)架構(gòu)（物理架構(gòu)）指的是為應(yīng)用系統(tǒng)提供支撐的硬件平臺，具體包含服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存儲器等設(shè)施。安全架構(gòu)包含在運維、應(yīng)用、數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)設(shè)施等各個過程中，指的是為系統(tǒng)硬件平臺及應(yīng)用系統(tǒng)等方面提供整體安全性的所有技術(shù)及服務(wù)功能。運維架構(gòu)為整個系統(tǒng)搭建了統(tǒng)一的管理平臺，主要針對信息維護人員，同時提供管理維護工具，比如一系列的管理流程。

1.2.3 數(shù)據(jù)中心的作用

數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生于業(yè)務(wù)的發(fā)展、管理需要，如Apple公司的App Store。App Store涉及的開發(fā)平臺、存儲、下載、收費與分成等功能產(chǎn)生了整合不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中客戶數(shù)據(jù)的需求。這個需求會導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲量增大，對數(shù)據(jù)處理能力要求高，網(wǎng)絡(luò)帶寬要求大，數(shù)據(jù)的安全性要求更高，進(jìn)而對機房條件、電源條件、人員和管理能力都有相應(yīng)的提高。App Store的實現(xiàn)原理見圖1-4。

又如Facebook有超過5億用戶，每月的訪問次數(shù)達(dá)到5700億次，要為數(shù)量極大的客戶提供服務(wù)，以至于原來任何單一型號的計算機、存儲設(shè)備都無法滿足其處理要求，這就需要有集成多臺計算機、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能力，為客戶提供服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)（the Internet of Things）把感測器裝配到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道以及家用電器等各種真實物體上，通過網(wǎng)際網(wǎng)路連接起來，進(jìn)而運行特定的程序，達(dá)到遠(yuǎn)程控制或者實現(xiàn)物與物的直接通信。由于每個人周圍的設(shè)備可以達(dá)到1000～5000個，所以物聯(lián)網(wǎng)可能要包含500億～1000萬億個物體，在物聯(lián)網(wǎng)上，每個人都可以應(yīng)用電子標(biāo)簽將真實的物體上網(wǎng)連接。這些新應(yīng)用的出現(xiàn)也將會帶來大量的數(shù)據(jù)存儲與傳輸?shù)男枨蟆?/p>

1.2.4 投資建設(shè)數(shù)據(jù)中心的條件及影響

通過建設(shè)多個數(shù)據(jù)中心，形成一個網(wǎng)絡(luò)，具有多方面的優(yōu)勢：

1）在不同地點建多個數(shù)據(jù)中心，可以越來越多地避免災(zāi)難（如大地震、雪災(zāi)、恐怖襲擊、大停電、海嘯、海底電纜斷裂和颶風(fēng)等）。還可以避免業(yè)務(wù)中斷的損失，如停機的損失增大、品牌的損失、生產(chǎn)力的損失及不良的社會影響。

2）在不同地點建多個數(shù)據(jù)中心，可以獲得公司整體的業(yè)務(wù)策略，規(guī)模效應(yīng)帶來的成本節(jié)約，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，增強數(shù)據(jù)中心的環(huán)境，提高和政府、服務(wù)商等的關(guān)系。另外，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心與小規(guī)模數(shù)據(jù)中心相比，在建設(shè)成本和運營成本方面具有一定的優(yōu)勢。不同規(guī)模數(shù)據(jù)中心建造單價見表1-1。

3）從接入網(wǎng)絡(luò)和帶寬方面在數(shù)據(jù)中心中的作用來看，獨立第三方建設(shè)的數(shù)據(jù)中心可以同時接入任何運營商的寬帶，比運營商獨立建造的數(shù)據(jù)中心在寬帶選擇和資源上有更大的優(yōu)勢。

4）由于設(shè)備小型化，導(dǎo)致所需數(shù)據(jù)中心空間減小，可以在有限的范圍內(nèi)做更多的業(yè)務(wù)服務(wù)。需求的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)備小型化的速度。另外，設(shè)備小型化速度會越來越慢，并趨于平穩(wěn)不變。我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與設(shè)備小型化的比例關(guān)系見表1-2。