全球數據中心發展趨勢和特點

徐 玉

（工業和信息化部電信研究院 北京100191）

1 全球數據中心發展特點

1.1 數據中心具有顯著的基礎設施特性，產業處于轉型期

數據中心（data center，DC）的發展可以粗略劃分為3個階段。每一階段服務形態有所不同，但都體現出基礎設施的特性。

第1階段主要是場地、電源、網絡線路、通信設備等基礎電信資源和設施的托管和線路維護服務，多由電信企業提供，客戶包括行業、大型企業等。這個階段被廣泛稱為外包業務（hosting service）。

第2階段是20世紀90年代中互聯網的高速發展帶動了網站數量的激增之后，各種互聯網設備如服務器、主機、出口帶寬等設備和資源的集中放置和維護需求提高，主機托管、網站托管(Web hosting Service)是主要業務類型，這個階段互聯網數據中心（IDC）被廣泛認可，IDC企業圍繞主機托管服務也提供包括數據存儲管理、安全管理、網絡互連、出口帶寬的網絡選擇等服務，IDC成為企業IT基礎設施的核心。

第3階段的數據中心概念被擴展，大型化、虛擬化、綜合化數據中心服務是主要特征，尤其是云計算技術引入后，數據中心突破了原有的場地出租、線路帶寬共享、主機托管維護、應用托管等服務，更注重數據的存儲和計算能力的虛擬化、設備維護管理的綜合化。新型數據中心采用高性能基礎架構,實現資源按需提供服務，并通過規模運營降低能耗。云計算數據中心概念被提出，由此認為，云計算數據中心本質上還是在數據中心的物理基礎設施上，采用虛擬化等云計算技術，提供傳統的數據中心業務和各種新型網絡應用服務。

當前數據中心處于從第2階段向第3階段的轉型期，傳統電信企業和IDC企業基于數據中心進行升級，如AT&T、NTT等。多家領先互聯網企業則采用新技術建設大規模的新型數據中心，一方面滿足自身業務發展需要，同時也為第三方提供IaaS、PaaS等新型網絡服務。目前多國政府已經將網絡數據與信息資源看成影響國家科技創新和產業發展的戰略性資源和核心競爭力，支持海量數據存儲和處理的數據中心以及相關技術被提高到國家戰略層面進行部署。

從全球范圍內看，國際領先的大型電信運營商跟隨其大企業客戶的商業全球化擴張來提供數據中心服務，具體表現為這些電信企業在全球多點建設DC，提供全球化服務，而且業務范疇應企業的網絡應用需求不斷拓展。如AT&T在全球有39個數據中心，NTT公司在全球部署了28個數據中心，而且這個數字還在繼續擴大。國際上部分領先企業的傳統產品（線路、空間出租等）與擴展服務（數據應用等）收入占比甚至達到1∶9。預計未來幾年，網站內容的視頻化以及移動互聯網的快速啟動、全球數字內容海量存儲和處理需求的提高以及容災備份需求的大幅度提升，會使全球數據中心市場發展邁上新的發展臺階，而且市場呈現競爭全球化、服務個性化等特征。

1.2 全球IDC市場保持穩步增長，美國是龍頭

2010-2011年，全球IDC市場保持穩步增長，Gartner預計市場規模會從2010年的20億美元提高到2015年的44.6億美元，年復合增長率為14.3%。另據中國IDC圈估計，2010年全球IDC整體市場規模超過160億美元，較2009年增速為18%，亞太地區是增長的主要貢獻者。主機托管等基礎IDC業務產品仍是主要業務，但網頁加速、網站安全管理等新型業務收入比例在擴大。圖1所示為2005-2010年全球IDC市場規模。

據Gartner統計，截至2010年底，全球的數據中心總量為339萬個，這個數字包括了為第三方服務的IDC數據中心、行業和企業自建的數據中心，還包括大量企業自用的機房，其中美國和西歐的數量分別達到了96萬和68萬，占全球總量接近一半。中國約有45.6萬個，占全球總量的8%。圖2所示為全球及幾個國家或地區的數據中心數量。

但從數字結構看，中國和發達國家，尤其是美國和日本相比有較大的差距。在中國，超過500個機架的大型數據中心有47個，占中國數據中心總量的1‰0，占全球大型數據中心的4%。低于日本的85個（占日本總量的2.7‰0），更遠低于美國的571個，美國大型數據中心占全球大型數據中心總量的50%。從服務器數量看，2010年全球數據中心的x86服務器總量達到了3 900萬臺，其中美國占了1 560萬臺，日本有276萬，中國約為316萬臺。美、日、中3個國家的服務器數量與數據中心的比值分別為16、8.7和6.9。

1.3 亞太地區建設數據中心的動力強勁，未來幾年有過度供給的可能

從區域發展看，歐美傳統數據中心業務市場已經基本飽和，大型電信運營商繼續在全球其他區域建設數據中心，以增強企業的全球化服務能力。該地區新建的均為大型云計算數據中心，以提供新型的IaaS、PaaS等作為發展方向。亞太成為數據中心增長最快的市場，新興市場包括中國、印度等數據中心建設速度突出，未來幾年亞太有可能成為世界級電信服務中心。

亞太地區數據中心建設的動力主要來自以下幾個方面。首先是經濟發展帶動亞太企業的業務范圍擴展，增加了數據中心的需求。其次是很多大中型企業轉變觀念，在進行自建數據中心進行升級時，開始放棄自建轉而接受大型數據中心提供者的高質量數據中心外包服務，以滿足高密度布設服務器存儲和降低能耗的需求。再次是近幾年日本地震等重大自然災害讓很多企業認識到通過部署在不同地區的數據中心實施容災備份的重要性，例如日本很多企業都紛紛在日本本土外尋找合適的數據中心。

日本、新加坡、澳大利亞、中國香港是亞太數據中心部署量最高的4個國家和地區，幾乎所有跨國經營服務的企業均在這些地方設有數據中心。AT&T在亞太地區有9個數據中心，包括1個新加坡超級數據中心，其中2個在上海，2個在香港。新加坡電信公司在亞太地區有超過10個數據中心，分別位于新加坡、香港、澳大利亞和日本，該公司從2011年4月開始提供IaaS服務。印度、中國是大型數據中心經營者關注的新興地區，各種大型數據中心擴建和新建在亞太多個地區都不鮮見，同時原有數據中心也在進行結構調整和云計算部署。根據信息技術咨詢公司BroadGroup的預計，新加坡的商業數據中心數量從2010年到2015年將增長50%。

Gartner預測未來2～3年是亞太地區數據中心部署和升級的高增長期，但該公司同時提醒經營者，由于數據中心能力的大幅度提高，未來2～3年內亞太地區也有可能出現數據中心容量的過度供給，市場競爭程度加倍，價格大幅下降壓力加大，需謹慎投資。

1.4 數據中心產業升級帶來新的運營和合作模式

（1）傳統的數據中心面臨轉型

當前很多企業是按照20世紀90年代標準建設的數據中心，在結構的可靠性、能耗和制冷系統方面都不能滿足擴展和升級的需要，使得企業面臨高能耗和高運營成本問題。很多數據中心運營者和擁有者都開始籌劃或者進行數據中心升級計劃，但不同企業的策略有所差異。大型企業數據中心升級轉型著重在數據中心的容量和能力升級，比如通過虛擬技術實現設施監控、設備跟蹤以及散熱管理。中型企業缺乏掌握云計算等數據中心升級技術能力和相關的人才，因此選擇合作者來幫助他們改善數據中心托管業務或者將自有數據中心遷移到有質量保證的第三方數據中心來改善服務。大量中小型企業更傾向于獲得標準的數據中心服務來提高業務開展的靈活性，以此降低成本。

（2）傳統數據中心業務產品統一化、標準化，新型數據中心業務是未來競爭焦點

當前數據中心業務形態發展呈現的一個特征是傳統數據中心業務產品和服務的商品化，包括網絡帶寬、主機托管、網站托管、IT資源管理等，具體特征是這些服務和產品的提供變得很容易，各服務提供商提供的產品和服務在服務質量、服務能力上差異小，市場充分競爭。而且隨著大量新型數據中心的建設和投入使用，會有更多的數據中心服務商品化，尤其是在提供的網絡應用和業務上，企業IT基礎設施和IT資源產品標準化程度不斷提高。為了轉移產品商品化帶來利潤空間的壓縮，數據中心經營者必須通過技術升級和建設標準平臺來處理大量企業的服務要求，同時數據中心經營者開始尋找新的差異化服務及其模式。因此IaaS、PaaS和SaaS等云計算相關業務被認為是未來數據中心提供者的核心競爭力，云計算服務是差異化服務的基礎。在云計算領域，很多企業還普遍缺乏云相關的工程技術能力和服務經營經驗，因此未來幾年內以技術合作或者結盟方式提供服務的形式將出現，以彌補一家企業難以獨立支撐所有的云計算業務與其他企業競爭。新型的合作模式有可能會改變整個數據中心的市場格局。

在數據中心升級轉型中，美國依然走在前面，艾默生網絡能源于2011年8月公布了一項調查的結果表明，在被調查的主要240家數據中心經營者中，絕大多數數據中心都采用了虛擬化，只有8%的數據中心沒有對任何服務器進行虛擬化，并且44%的受訪者預計其主要數據中心在未來3年會繼續增加物理服務器的數量。但同時調查也指出當前數據中心使用率并不飽和，有65%的數據中心只使用了不到其計算容量的70%，但超過一半(57%)的受訪者仍計劃未來3年繼續增加服務器。

1.5 新一代大規模數據中心成為國家和企業部署和實施云計算戰略的重要內容

當前各國政府均高度重視云計算數據中心的發展。美國政府和軍方在2011年發布的《聯邦云計算戰略》和國防部《云計算戰略》中首次明確了云計算在國家政策中的戰略地位，實施“云優先”政策，并投資800億美元，以云計算技術整合政府數據中心。歐盟于2011年初提供價值2 140萬美元的資助給IBM與15個歐洲合作伙伴，啟動名為 “Vision Cloud——面向未來互聯網的虛擬化存儲服務”的項目。韓國政府為全面推進2009年公布的《云計算全面振興計劃》，于2011年將電子政府中使用的1 970臺利用率較低的服務器虛擬化，并于2011年1月開設政府通用云計算數據中心來提供云平臺，為企業提供開發與測試所需的云計算資源。日本經濟產業省在2010年8月發布的《云計算與日本競爭力研究》報告，將提升數據中心節能環保指標等基礎設施建設視為核心內容之一。新加坡于2011年初制定了一整套綠色數據中心標準作為落實iGov2010計劃中電子政府的目標的主要措施。

IT企業、互聯網企業和電信企業從自身業務支撐和拓展出發大力建設云數據中心。谷歌是最早提倡和實踐云計算技術的企業之一，其服務于全球的互聯網搜索服務就建立在全球部署的大型云計算數據中心之上，2010-2011年相繼在包括日本、中國香港等地投資建設大型數據中心。谷歌還在不斷開發和探索云服務的商業和產品模式，提供了Google App等一系列云服務。

2 我國數據中心發展面臨產業的升級改造

據Gartner統計，我國數據中心數量接近46萬個，但其中超過45萬個是小于100m2的小型數據中心和微型機房。超過500個機架和5 000臺服務器的大型數據中心有47個，集中在電信、金融、政府、制造、能源等幾個領域。大型數據中心數量占總量的1‰0，低于日本的2.7‰0的比例，更遠低于美國的6‰0。

相對而言，我國的數據中心大多數為企業自建自用，為第三方提供服務的IDC數據中心機房全國大概有500多個，其中70%以上為3家基礎電信運營商所有，主要集中在北京、上海、廣東、江蘇、浙江、山東、四川、湖北等經濟相對發達、業務量大、帶寬資源充足的省市。而且IDC的平均能耗效率（PUE）在2.2～3，遠低于發達國家1.5的水平。截至2010年底，我國有跨省經營IDC企業17家，省內經營的企業260家左右。信息化帶來的海量計算和存儲需求，推動服務器和數據存儲設備存量的不斷增長，催生企業對數據中心的巨大需求。面向第三方企業提供服務的IDC市場規模每年保持20%以上的增長，吸引眾多投資者。2010年市場規模突破100億元，預計2011年逼近140億元。圖3所示為2005-2011年中國數據中心業務收入規模。

未來幾年，我國IDC市場將呈現大規模數據中心投資熱潮和傳統數據中心升級改造的兩大特點。過去幾年內，百度、騰訊、盛大等互聯網公司業務量的高速增長，尤其是視頻內容的爆炸式增長的需要，使互聯網企業對數據中心的需求每年增長100%，所以騰訊、盛大等企業均已開始部署大型數據中心的建設計劃。從未來看，物聯網（海量的監控和指令數據）、三網融合（視頻）、兩化融合（信息化需求）、云計算等新技術、新需求極大地推動了數據中心市場的需求增長。考慮云計算帶來的降低成本、提高利用率和綠色環保優勢，包括地方政府、電信運營商、互聯網企業、眾多的IDC都開始積極推動大型云計算數據中心的建設，例如，超過20個省市發布了不同形式的云計算計劃，有多個城市明確提出建設規模龐大的云計算數據中心園區的計劃；中國移動通信集團公司（以下簡稱中國移動）積極推動中國移動IT系統采用高通用性和低成本的云計算軟硬件架構，實現IT支撐云、業務云、公眾服務云3大云計算平臺的“大云”計劃；盛大提出以上海張江、上海南匯、江蘇無錫為中心的兩地三中心的數據中心格局的戰略規劃。

考慮大型云計算數據中心建設和運營中高能耗和自然具有的網絡特性，大型數據中心的選點應綜合考慮自然環境和網絡環境，甚至要考慮當地政府政策的配套環境以及人才環境。