大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心(IDC)的技術(shù)體系

胡璇 林克全 黎煉 梅永堅(jiān)

摘要 隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，信息技術(shù)已滲透到企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理等環(huán)節(jié)，有效提高了企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率和效益，數(shù)據(jù)中心的職責(zé)也隨著信息技術(shù)發(fā)展而變化，已從計(jì)算中心轉(zhuǎn)變成信息中心，正向服務(wù)中心轉(zhuǎn)變。因此，數(shù)據(jù)中心建設(shè)不僅要考慮基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還需要建立一套有效的技術(shù)體系，支撐數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)和管理，提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維、管理、安全和服務(wù)水平。

【關(guān)鍵詞】IT服務(wù) IDC機(jī)房 數(shù)據(jù)中心 服務(wù)中心

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)+的創(chuàng)新浪潮，信息技術(shù)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和管理的促進(jìn)作用越發(fā)明顯，但對(duì)數(shù)據(jù)中心（IDC）硬件、軟件和管理也提出新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨種種發(fā)展瓶頸，主要體現(xiàn)在機(jī)房空間不足、硬件設(shè)備不足、設(shè)備性能落后、運(yùn)營(yíng)管理雜亂、運(yùn)行監(jiān)控不及時(shí)、擴(kuò)容不靈活、容災(zāi)能力差、運(yùn)維成本高等一系列難題。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用和人工智能方面的企業(yè)應(yīng)用不斷普及，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建運(yùn)模式難以支撐大型企業(yè)新一輪的信息化建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)更多被定義為一項(xiàng)建筑工程，負(fù)責(zé)蓋房子、綜合布線、安裝服務(wù)器和存儲(chǔ)。而現(xiàn)代大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要有高標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程，更需要有一系列的機(jī)電設(shè)施建工程，包括供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、IT監(jiān)控系統(tǒng)、IT服務(wù)管理系統(tǒng)、備品備件管理系統(tǒng)、供應(yīng)商管理系統(tǒng)、訪問權(quán)限管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)需求管理系統(tǒng)和自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)，滿足高可用、高并發(fā)、高性能、高靈活性、高安全性、高服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、可持續(xù)優(yōu)化的要求。

本文以數(shù)據(jù)中心建設(shè)為背景，提出以模塊化、智能化、敏捷化為特征，以運(yùn)營(yíng)管理高度集約化、精細(xì)化、自動(dòng)化為指導(dǎo)，以基礎(chǔ)設(shè)備更加規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化、智能化為要求，以數(shù)據(jù)中心建設(shè)低成本、多元化、重服務(wù)為目標(biāo)的研究方向，從容量體系、能耗體系、運(yùn)維體系、安全體系四個(gè)維度展開研究和實(shí)踐。

2 數(shù)據(jù)中心發(fā)展階段

數(shù)據(jù)中心是在各類硬件、軟件基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同的需求，具有信息化需求歸集、系統(tǒng)建設(shè)、系統(tǒng)運(yùn)維、業(yè)務(wù)支撐、業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)備份、網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控、信息服務(wù)支持等職能。數(shù)據(jù)中心的職能演變是跟隨信息技術(shù)的發(fā)展歷程，從數(shù)據(jù)中心職能演變的角度進(jìn)行劃分，數(shù)據(jù)中心經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，即存儲(chǔ)中心、計(jì)算中心、信息中心和服務(wù)中心階段。

2.1 存儲(chǔ)中心階段

20世紀(jì)60年代，我國(guó)信息化建設(shè)步伐剛剛起步，企業(yè)開始嘗試采用信息技術(shù)輔助企業(yè)管理，為了更好推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，存儲(chǔ)中心應(yīng)運(yùn)而生。初期的存儲(chǔ)中心職能單一，僅僅負(fù)責(zé)機(jī)房建設(shè)和管理、計(jì)算機(jī)采購(gòu)和維護(hù)。該階段計(jì)算機(jī)主要是單片機(jī)、DOS操作系統(tǒng)，由于IT設(shè)備、人才的稀決與昂貴，只有小部分企業(yè)有實(shí)力建立起存儲(chǔ)中心。存儲(chǔ)中心的主要功能是將企業(yè)重要的檔案數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)變和數(shù)據(jù)歸集、存儲(chǔ)、共享、備份等功能。所提供的服務(wù)一般是數(shù)據(jù)錄入、查詢服務(wù)。

2.2 計(jì)算中心階段

20世紀(jì)80年代，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，局域網(wǎng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)和辦公軟件開始有所應(yīng)用，企業(yè)員工可通過計(jì)算機(jī)去編輯文檔，進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、計(jì)算和存儲(chǔ)，并且通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和共享。同時(shí)也出現(xiàn)了打印機(jī)、掃描器、傳真機(jī)等IT設(shè)備，大大促進(jìn)企業(yè)辦公效率。計(jì)算階段的

2.3 信息中心階段

20世紀(jì)90年代，隨著信息網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、辦公軟件發(fā)展，IT技術(shù)開展應(yīng)用于企業(yè)管理中，大范圍開展數(shù)據(jù)處理及業(yè)務(wù)應(yīng)用，信息中心的職能有了較大的擴(kuò)展。MIS（管理信息系統(tǒng)）、Call Center（呼叫中心）、CRM（客戶關(guān)系管理）、ERP（企業(yè)資源計(jì)劃管理）、EAM（企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理）等套裝軟件開始普及，數(shù)據(jù)中心開始承擔(dān)系統(tǒng)實(shí)施和運(yùn)維工作，為業(yè)務(wù)提供可靠的信息化支撐。數(shù)據(jù)運(yùn)算、存儲(chǔ)和管理能力大大提升。在該階段，信息中心的重要性逐漸顯現(xiàn)，對(duì)電信、金融、電商等行業(yè)而言，信息中心己成為重要的業(yè)務(wù)支撐部門。

2.4 服務(wù)中心階段

21世紀(jì)以來，IT技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、管理、運(yùn)營(yíng)模式的大幅度改變，公司運(yùn)營(yíng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的依賴度越來越高。對(duì)數(shù)據(jù)中心的可用性、可靠性、服務(wù)水平要求更高，IT服務(wù)管理逐漸成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的工作。并借助IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)定制化的應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)、系統(tǒng)集中監(jiān)控、自動(dòng)化運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控和數(shù)據(jù)治理，不斷提升公司的信息化支撐力度，以服務(wù)的方式向企業(yè)內(nèi)其他部門、其他企業(yè)或公眾提供IT服務(wù)。在服務(wù)中心階段，服務(wù)中心并不是一個(gè)成本部門，而是公司業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的推動(dòng)部門，通過業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和快整增長(zhǎng)，為公司帶來更多價(jià)值。

3 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨的問題

3.1 穩(wěn)定支撐業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)

電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)關(guān)系國(guó)計(jì)民生，電網(wǎng)企業(yè)的IT運(yùn)維突發(fā)性的設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)故障、外部攻擊、自然災(zāi)難等事件，都有可能對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)造成重大影響，甚至引起公眾不安、上級(jí)問責(zé)和企業(yè)倒閉，如何確保應(yīng)用系統(tǒng)的連續(xù)可用、運(yùn)行穩(wěn)定和容災(zāi)能力，是信息中心基礎(chǔ)職能。

3.2 降低建運(yùn)成本的挑戰(zhàn)

企業(yè)信息化程度越來越高，建立起大量的應(yīng)用系統(tǒng)支撐企業(yè)生產(chǎn)、管理、運(yùn)營(yíng)等工作，應(yīng)用系統(tǒng)部署需要大量的服務(wù)器（運(yùn)行環(huán)境、測(cè)試環(huán)境、容災(zāi)環(huán)境等），但并不是所有服務(wù)器資料都能得到充分利用。例如運(yùn)行環(huán)境，業(yè)務(wù)量并不是直線分布的，不同時(shí)間段，業(yè)務(wù)量差異較大，但是部署架構(gòu)需要以最大估算值進(jìn)行配置，空閉時(shí)就會(huì)有大量服務(wù)器閑置。大量的服務(wù)器采購(gòu)為信息中心建設(shè)帶來較大的成本，而且隨著X86設(shè)備替代小型機(jī)，換來的是設(shè)備數(shù)量急劇增加，運(yùn)維成本也在膨脹。如何降低IT總體運(yùn)營(yíng)成本，如何提高IT的投資回報(bào)，是擺在決策者面前的重要課題和當(dāng)務(wù)之急。

3.3 靈活應(yīng)對(duì)變化的挑戰(zhàn)

隨著電網(wǎng)企業(yè)的深化改革和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，企業(yè)信息化需求將會(huì)越來越多，一段時(shí)間內(nèi)變化更加頻繁。信息中心需要從業(yè)務(wù)、應(yīng)用、數(shù)據(jù)和技術(shù)架構(gòu)層面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，設(shè)計(jì)較為業(yè)務(wù)職能明確、應(yīng)用松耦合、技術(shù)兼容、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的企業(yè)架構(gòu)，以靈活應(yīng)對(duì)不斷變化的業(yè)務(wù)需求，為企業(yè)變更提供更及時(shí)的信息化支撐，減少變革對(duì)公司運(yùn)營(yíng)的影響。

3.4 提升運(yùn)維效率的挑戰(zhàn)

目前的數(shù)據(jù)中心與以往相比，IT設(shè)備種類和規(guī)模更為龐大，技術(shù)架構(gòu)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式更加多樣，專業(yè)分工更加細(xì)化。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)管理方式效率和專業(yè)化程度不高，己無(wú)法適應(yīng)企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)中心規(guī)范性、可靠性、可用性、經(jīng)濟(jì)性和服務(wù)性的要求。因此，當(dāng)務(wù)之急是如何借鑒國(guó)際上成熟的理論、標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)和提高運(yùn)維效率，以達(dá)到專業(yè)化信息中心運(yùn)營(yíng)管理水平。

3.5 評(píng)估工作績(jī)效的挑戰(zhàn)

目前的數(shù)據(jù)中心建設(shè)已成為提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素，但是由于缺乏有效的績(jī)效評(píng)估，使到數(shù)據(jù)中心建設(shè)不斷投入大量資金和不間斷的系統(tǒng)維護(hù)升級(jí)，增加企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。隨著企業(yè)對(duì)績(jī)效管理的提升，企業(yè)決策者們通過對(duì)數(shù)據(jù)中心全生命周期戰(zhàn)略績(jī)效的評(píng)估，全面深化認(rèn)知企業(yè)IT績(jī)效對(duì)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)起著重要作用，企業(yè)決策者們要通過促進(jìn)企業(yè)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的績(jī)效評(píng)估。因此，數(shù)據(jù)中心建設(shè)績(jī)效評(píng)估不僅是財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)評(píng)估，還應(yīng)當(dāng)從建設(shè)過程、技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)質(zhì)量、客戶滿意度以及短期效益和長(zhǎng)期效益多個(gè)層面進(jìn)行全面評(píng)估，以及從數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的角度分析信息化建設(shè)對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)的戰(zhàn)略影響。

3.6 節(jié)能能耗與空間管理的挑戰(zhàn)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷增長(zhǎng)以及IT技術(shù)迅速發(fā)展，企業(yè)服務(wù)器數(shù)量和存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷增加，數(shù)據(jù)中心機(jī)房的設(shè)備密集度不斷提高，使到企業(yè)數(shù)據(jù)中心在能耗和散熱等能源管理、空間管理面臨巨大壓力。由于能耗監(jiān)控管理不完善，數(shù)據(jù)中心整體耗電巨大，數(shù)據(jù)中心的成本隨著能源和散熱成本而提高。因此，數(shù)據(jù)中心的能耗與空間管理問題變得無(wú)法忽視，甚至成為制約行業(yè)發(fā)展的因素。

4 大型數(shù)據(jù)中心的技術(shù)體系

本文主要研究先進(jìn)數(shù)據(jù)中心的容量技術(shù)體系、能耗技術(shù)體系、運(yùn)維技術(shù)體系和安全技術(shù)體系，以其所應(yīng)該具備的內(nèi)容、特點(diǎn)、指標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、成熟度評(píng)估模型為研究方向，并開展相關(guān)研究課題。

4.1 容量技術(shù)體系

容量技術(shù)體系以電力容量、制冷容量、空間容量、計(jì)算容量、存儲(chǔ)容量、設(shè)備容量和業(yè)務(wù)容量為研究?jī)?nèi)容，研究出先進(jìn)數(shù)據(jù)中心容量設(shè)計(jì)、容量規(guī)劃、容量預(yù)測(cè)和容量擴(kuò)充的管理方法和技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心容量合理建設(shè)、使用和運(yùn)維的體系研究。

在研究方向上，包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）利用當(dāng)今成熟的空間管理、超融合等技術(shù)提高機(jī)房容積率和數(shù)據(jù)中心計(jì)算能力;

（2）利用資產(chǎn)配置管理、多維數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)方案，結(jié)合AR、VR、三維成像等可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全面展示機(jī)房的總體容量利用率和剩余情況;

（3）運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測(cè)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源精準(zhǔn)投入，從而大幅度提升資源利用率。

4.2 能耗技術(shù)體系

給出先進(jìn)數(shù)據(jù)中心在能耗技術(shù)上所應(yīng)該具備的內(nèi)容和特點(diǎn)、具體指標(biāo)、研究方向及關(guān)鍵技術(shù)列表，給出合理的關(guān)鍵技術(shù)成熟度評(píng)估、關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用建議、關(guān)鍵技術(shù)的研究建議及待開展研究課題列表。

在研究方向上，包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）供配電技術(shù)方向包括集中與分布式供電、高頻UPS、高壓直流和智能配電等;

（2）先進(jìn)制冷技術(shù)方向包括風(fēng)水冷技術(shù)和熱通道管控技術(shù);

（3）低耗設(shè)備技術(shù)方向包括定制化服務(wù)器和基于移動(dòng)芯片的聚合服務(wù)器;

（4）協(xié)同降耗技術(shù)方向包括智能溫度協(xié)同管理和基于業(yè)務(wù)量智能擴(kuò)容管理;

4.3 運(yùn)維技術(shù)體系

運(yùn)維技術(shù)體系以高效運(yùn)維規(guī)范，智能機(jī)器人、軟件定義及超融合、敏捷開發(fā)及服務(wù)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)開發(fā)運(yùn)維技術(shù)為研究?jī)?nèi)容。

主要研究先進(jìn)數(shù)據(jù)中心在傳統(tǒng)領(lǐng)域、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域和云計(jì)算領(lǐng)域，如何形成先進(jìn)的運(yùn)維體系、規(guī)范、制度和流程，并利用人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)和云服務(wù)技術(shù)等當(dāng)今先進(jìn)成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在數(shù)據(jù)中心監(jiān)控、巡維、自動(dòng)化和敏捷開發(fā)等領(lǐng)域的具體實(shí)踐。

4.4 安全技術(shù)體系

研究在先進(jìn)數(shù)據(jù)中心安全管理組織、基礎(chǔ)環(huán)境安全和信息技術(shù)安全的制定和實(shí)施，確保數(shù)據(jù)中心的信息安全、技術(shù)安全和物理安全等內(nèi)容。主要討論先進(jìn)數(shù)據(jù)中心安全管理框架，日常安保管理制度，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等安全策略，開展數(shù)據(jù)安全、災(zāi)備、多活部署的業(yè)務(wù)連續(xù)性技術(shù)方面的研究課題。

5 結(jié)論

綜上所述，大型數(shù)據(jù)中心的技術(shù)體系是指導(dǎo)企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)、管理、運(yùn)維和運(yùn)營(yíng)工作的技術(shù)體系，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用、人工智能、區(qū)塊鏈、AR/VR等技術(shù)，明確智能IDC的內(nèi)容、特點(diǎn)和技術(shù)研究方向，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的移動(dòng)化、自動(dòng)化、智能化，提高IT服務(wù)精益管理水平和用戶體驗(yàn)，為企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理提供可靠的、高效的、靈活的信息技術(shù)支撐。

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