互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心框架及發(fā)展研究

鐘聰睿

【摘要】互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（以下簡稱IDC）主要由6大子系統(tǒng)構(gòu)成，通過子系統(tǒng)之間的相互合作，IDC為用戶提供各種服務(wù)。隨著IDC技術(shù)的不斷研發(fā)，其影響力也是越來越大。但是，目前我國IDC發(fā)展水平上總體上還落后于發(fā)達(dá)國家。本文將IDC總體框架為切入點(diǎn)，簡要闡述我國IDC發(fā)展的問題，并針對性提出發(fā)展策略。

【關(guān)鍵詞】IDC;子系統(tǒng);云計(jì)算

一、IDC總體框架

我國IDC發(fā)展存在問題，主要原因是目前IDC使用機(jī)房大多是從前通用機(jī)房經(jīng)過翻修而來，面積小，建筑標(biāo)準(zhǔn)低，IDC需要的機(jī)架還較少。同時(shí)，舊機(jī)房翻修過來的IDC會(huì)和通用機(jī)房共享相關(guān)設(shè)施，這樣IDC和其他機(jī)房設(shè)施的功能劃分就比較混亂，這對IDC的運(yùn)營和維護(hù)有著重要的影響。

故而，IDC的發(fā)展研究必須先了解整體框架，形成專門的IDC獨(dú)立系統(tǒng)。IDC功能的發(fā)揮主要通過6個(gè)子系統(tǒng)來完成，即是服務(wù)子系統(tǒng)、資源子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)以及安全子系統(tǒng)。

（一）服務(wù)子系統(tǒng)

服務(wù)子系統(tǒng)的主要內(nèi)容有出租基礎(chǔ)資源以及代理維修或者管理等兩類服務(wù)。IDC出租的基礎(chǔ)資源內(nèi)容豐富，其中主要有VIP機(jī)房出租，主機(jī)托管，機(jī)架出租、服務(wù)器出租，帶寬出租，IP地址出租，虛擬機(jī)出租和IT系統(tǒng)外包等。除了出租基礎(chǔ)資源，代理維修或者代理管理也歸屬于服務(wù)子系統(tǒng)中，比如數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、流量管理、安全維護(hù)、維護(hù)管理、系統(tǒng)集成和內(nèi)容管理等類似服務(wù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和業(yè)務(wù)管理水平的提高，IDC服務(wù)子系統(tǒng)內(nèi)容也有了更多的延伸，比如時(shí)下熱門的云服務(wù)。

（二）資源子系統(tǒng)

資源子系統(tǒng)就是為IDC產(chǎn)業(yè)的運(yùn)營提供需要的資源，主要有不同的計(jì)算資源、儲(chǔ)存資源、網(wǎng)絡(luò)資源、軟件應(yīng)用開發(fā)資源等。按照資源用途的劃分，資源子系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源和儲(chǔ)存資源等各種資源。

網(wǎng)絡(luò)資源包括網(wǎng)絡(luò)帶寬、IP地址、防火墻、負(fù)載平衡、流量過濾等關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的資源。計(jì)算資源包括虛擬主機(jī)、物理主機(jī)、虛擬機(jī)等相關(guān)資源。儲(chǔ)存資源包括各種為了儲(chǔ)存數(shù)據(jù)而提供的資源，提供的形式主要有儲(chǔ)存設(shè)備、文件系統(tǒng)、塊設(shè)備等。

（三）網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要由IDC內(nèi)部支撐網(wǎng)絡(luò)以及外部互聯(lián)出口構(gòu)成，其作用是為服務(wù)子系統(tǒng)、資源子系統(tǒng)等一些基礎(chǔ)服務(wù)創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)條件。通常而言，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的構(gòu)架方式有層次化和模板化，通過這種方式將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為5層，業(yè)務(wù)層、資源層、網(wǎng)絡(luò)層、物理層和運(yùn)營管理層。

（四）機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)

機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)的構(gòu)成部分主要有建筑、電氣、布線、機(jī)架、制冷等各方面，其作用是提供IDC所需要的機(jī)房、供電、布線、制冷、消防、安放等基礎(chǔ)環(huán)境，以及其他全部子系統(tǒng)的所需服務(wù)。而機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)所有設(shè)施的設(shè)置和維護(hù)都必須要按照現(xiàn)有的國家或者行業(yè)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（五）管理子系統(tǒng)

管理子系統(tǒng)為了保證IDC的運(yùn)營和維護(hù)能夠正常運(yùn)行，主要包含了網(wǎng)絡(luò)管理、運(yùn)營管理和資源管理等。網(wǎng)絡(luò)管理的內(nèi)容包括IDC的內(nèi)有設(shè)備和提供代理維修或者代理管理類增值服務(wù)的用戶設(shè)備。資源管理是對IDC內(nèi)有資源的統(tǒng)計(jì)、核對和日常管理。運(yùn)營管理主要包括用戶管理、服務(wù)管理、環(huán)境監(jiān)控、故障監(jiān)控和運(yùn)營統(tǒng)計(jì)等服務(wù)。

（六）安全子系統(tǒng)

安全子系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)、信息等安全方面對IDC中其他子系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)測，為了IDC整個(gè)系統(tǒng)提供安全性的保障。就IDC內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)各個(gè)環(huán)節(jié)而言，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┍Ｗo(hù)IDC不被破壞，比如放DDoS攻擊系統(tǒng)、DNS放劫持系統(tǒng)和防網(wǎng)頁篡改系統(tǒng)等。就IDC業(yè)務(wù)運(yùn)營商而言，為了保護(hù)用戶的網(wǎng)絡(luò)安全，應(yīng)具備有效的安全維護(hù)手段，比如防火墻、漏洞掃描、病毒和木馬查殺、入侵檢測等，借此抵御網(wǎng)絡(luò)中不同類型的惡意攻擊。

二、IDC發(fā)展中存在的問題

（一）數(shù)據(jù)中心規(guī)模小

表1 國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心面積表

從表1可以看出，國外IDC的主機(jī)機(jī)房規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國內(nèi)，這就顯示出國內(nèi)IDC建設(shè)水平與國外數(shù)據(jù)中心相比還存在很大的差距，一般在國內(nèi)屬于大型數(shù)據(jù)中心而在國外只能算是中型IDC。

（二）機(jī)柜容積率高

表2 國內(nèi)IDC機(jī)柜容積比

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)可以得知，國外IDC機(jī)柜容積比都比較低，這說明國外的IDC利用率較高。反觀國內(nèi)，可以看出我國IDC過于浪費(fèi)，這與綠色I(xiàn)DC的建設(shè)要求是背道而馳的。因此，我國的IDC建設(shè)應(yīng)更加注重IDC的機(jī)柜容積率，進(jìn)而使IDC的運(yùn)行效率更高。

（三）數(shù)據(jù)中心規(guī)劃結(jié)構(gòu)不合理

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2013年我國興建了數(shù)據(jù)中心3500多個(gè)，其中超過1萬平米以上的數(shù)據(jù)中心就有21個(gè)。目前，中國已經(jīng)擁有大大小小的數(shù)據(jù)中心超過50萬個(gè)，其耗電占總電量的5%。數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為名副其實(shí)的耗電大戶，如何降低數(shù)據(jù)中心電源消耗，提升能效成為當(dāng)下數(shù)據(jù)中心管理者面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

（四）能源利用率低

中國數(shù)據(jù)中心消耗的電量占全社會(huì)總電力消耗的2%，或全國建筑總能耗的10%，相當(dāng)于三峽大壩全年 的產(chǎn)能;然而中國典型數(shù)據(jù)中心的PUE僅為2.2～3.0，遠(yuǎn)高于世界平均水平，并且利用率僅有20%～30%。在中國一個(gè)典型的托管性數(shù)據(jù)中心中，平均 四年的電費(fèi)將超過數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施投資，而數(shù)據(jù)中心的使用壽命可達(dá)到15年以上。

（五）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性不足，構(gòu)建復(fù)雜

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性不足，構(gòu)建復(fù)雜。互聯(lián)網(wǎng)包括諸多互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，如果這些網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)不足，子網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)傳輸就會(huì)比分支網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部之間的傳輸速度慢很多， 而且安全性也會(huì)降低。在中國，主要子網(wǎng)絡(luò)在各省里由不同運(yùn)營商來運(yùn)營，并且通過位于北京、上海和廣州的三家主要國家網(wǎng)絡(luò)接口點(diǎn)和有限的地方直接互聯(lián)體系來實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。隨著中國互聯(lián)網(wǎng)的普及，這些子網(wǎng)路的互聯(lián)已經(jīng)成為中國互聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展的主要瓶頸。

三、IDC的發(fā)展策略

（一）在國家引領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心布局的統(tǒng)籌規(guī)劃

國內(nèi)在建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心時(shí)，要統(tǒng)籌兼顧，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，也就是不僅要考慮用戶的體驗(yàn)需求，也要考慮保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排的要求。現(xiàn)階段，IDC產(chǎn)業(yè)主要聚集于長三角、珠三角以及京津冀等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，這是地區(qū)優(yōu)勢就是在于經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚、網(wǎng)絡(luò)情況優(yōu)良、網(wǎng)絡(luò)用戶基礎(chǔ)強(qiáng)，劣勢就是能源供給差。就云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的發(fā)展來看，就那些大型或者超大型的，可以利用政府的政策優(yōu)勢，鼓勵(lì)其向環(huán)境適合且能源充足地方發(fā)展，以及將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行更新?lián)Q代，借此不僅能提高地區(qū)的信息化水平，還可以使我國IDC能源使用效率在整體上有所提高。

（二）加強(qiáng)對IDC核心技術(shù)的研發(fā)

IDC運(yùn)營過程中的關(guān)鍵部分就是服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)，在技術(shù)的研發(fā)應(yīng)著重對服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)。在IDC內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，服務(wù)器是最基礎(chǔ)的節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)階段我國主要利用X86服務(wù)器，并以此使云計(jì)算的成本降到最低，然后通過虛擬化將服務(wù)器的資源利用率最大化。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)上有三個(gè)問題需要解決，第一點(diǎn)，虛擬機(jī)流量接入和控制;第二點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心中橫向流量的載入;第三點(diǎn)，數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存和計(jì)算網(wǎng)絡(luò)三者之間的結(jié)合。同時(shí)，為了IDC運(yùn)營環(huán)境安全，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)的研發(fā)也是必不可少，比如機(jī)房設(shè)計(jì)、建筑材料、供電、制冷、等問題。

四、結(jié)束語

目前，我國IDC的發(fā)展存在諸多問題，與發(fā)達(dá)國家也有較大差距，這對我國綜合國力的提升極其不利。所以，我國必須增強(qiáng)IDC技術(shù)的自主研發(fā)能力，充分發(fā)揮社會(huì)主義國家優(yōu)勢，優(yōu)化IDC布局結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使我國IDC產(chǎn)業(yè)整體水平有所提高。

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