數據中心發展趨勢探討

吳小芳

【摘要】 所謂數據中心，就是一套由計算機及相關配套設備所組成的，以儲存、傳遞、展示、加工處理數據為主要目的的完善系統工程。隨著信息技術的發展，云計算、P2P等新型技術接連出現，數據中心的業務類型和業務內容大大拓展，在互聯網領域的地位也一天比一天重大。在未來的信息時代，用戶在數據的存儲、管理、應用和安全等方面要求更加嚴格，數據中心企業的發展面臨著嚴峻的考驗。數據中心企業必須順應時代的發展趨勢，對自身的發展方向進行規劃，對技術上的一些難點進行突破，在競爭激烈市場當中占據一席之地。本文將追溯數據中心的發展歷程，闡述當前全球數據中心的發展現狀，總結未來數據中心的發展趨勢和需要突破的技術要點。

【關鍵詞】 大數據時代 數據中心 云計算

前言：

隨著數據中心業務量的逐漸增加，國際科學聯合會成立了相關的數據組織，也就是世界數據中心。世界數據中心將全世界范圍內的數據中心統一起來進行研究與管理，將全球各個國家和地區的數據中心按照地域關系劃分為四個數據中心群，分別是美國數據中心群、前蘇聯數據中心群、歐洲與日本數據中心群、中國數據中心群。但是，數據中心在不同地區的發展水平差異很大，亞太地區，數據中心市場仍然保持快速的增長，具有極大的發展空間。對此，我國要順應市場潮流，不斷豐富數據中心的業務類型，攻克數據中心發展路上的技術難關。

一、數據中心的發展歷程

數據中心的發展歷史并不長，是人類社會進入21世紀以后剛剛出現的新生事物。但是，其短短的十幾年發展歷程仍然可以劃分為三個階段：

第一階段是數據中心的外包業務時期。在這一階段，數據中心剛剛產生，業務范圍比較狹窄，提供的服務大部分屬于場地、電源、帶寬等資源的出租服務和維護服務等，服務所面向的客戶群體主要是一些大型的企業和特殊行業。這一階段一直持續到2007年。在2007年到2008年期間，數據中心市場上發生了劇烈的變化，數據中心的服務商數量驟減，從一千多家減少到三百多家。大量的中小型企業為了生存下去，自發進行整合，合并為大型企業繼續經營發展[1]。也有少數幾家數據中心的服務商經歷過市場動蕩的考驗之后，開始將眼光放得長遠，積極準備海外上市。從此，各個數據中心企業開始擺脫服務上的同質性，積極打造自身獨特品牌，為不同的行業提供不同類型的服務，數據中心市場的劃分越來越精細，數據中心的發展進入了第二階段。

進入第二階段之后，數據中心的業務范圍得到了拓展，除了在基礎資源的出租服務和維護服務上，也產生了一些增值業務，數據中心的服務模式也變成了“基礎資源出租業務+增值業務”的服務模式[2]。在這一時期，由于用戶對各種互聯網設備的安裝、維護要求大大提高，增值業務所占據的收入比例也大大增加。增值業務的種類包括網站托管、服務器托管、應用托管、網絡加速、網絡安全方案、負載均衡、虛擬專用網等。

在第三階段，數據中心的概念被進一步拓展，功能更加多樣化。這一階段的數據中心，以虛擬化、綜合化、大型化為主要特征[3]。云計算服務的產生，導致數據中心存儲處理數據的能力大大增強，計算能力更加突出，設備維護管理更加全面。受到云計算服務模式的影響，數據中心的服務理念也隨時發生變化，采用高性能的基礎架構，按照客戶的需求來提供基礎業務和增值業務，提高數據資源的使用效率。這種服務模式對數據中心的組網模式、運營管理和產品開發能力都提出了更高的要求。

目前，數據中心正處于第二階段向第三階段轉型的過渡階段[4]。數據中心企業一方面致力于數據中心的升級，開發新的業務類型，另一方面也在提高數據中心儲存信息和處理信息的能力，構建既有穩定性又有高工作效率的數據中心結構。

二、全球數據中心的發展現狀

據世界數據中心的調查統計顯示，從2010年起，全球數據中心的市場規模一年比一年龐大，已經從2010年的20億美元提高到了2015年的44.6億美元，平均每年增長幅度達到了14.3%[5]。其中美國、西歐和中國為市場增長做出了巨大的貢獻。但是，我國的數據中心總量比較少，遠遠比不上美國和西歐。大型數據中心數量占據數據中心總量的比例也極低，還不到千分之一，占全球大型數據中心總量的4%。這說明我國的數據中心建設仍有待進一步加強。

雖然從全球范圍內來看，數據中心市場保持著穩步增長，但是各個地區的發展水平并不均衡。在西歐和美國市場，傳統的數據中心業務市場已經基本飽和，發展速度明顯放緩。這些地區的數據中心企業，正在致力于建設新的大型數據中心，拓展新的數據服務空間，尋求新的發展道路。而在亞太地區，數據中心市場仍然保持著高速增長，中國、印度等幾個國家的市場地位也有了顯著的提高[6]。

這是多方面原因所促成的，首先是由于亞太地區近年來的經濟飛速發展，為數據中心市場的發展創造了良好的環境條件。其次，亞太地區的許多大型企業觀念發生了轉變，放棄了自行建設企業數據中心，開始接受數據中心企業的外包服務和增值服務。最后，一些自然災害多發的地區，比如日本，企業紛紛開始認識到在不同地區的數據中心備份企業數據信息的重要性。

三、數據中心的發展趨勢

3.1高速以太網

隨著信息技術的發展，10G以太網已經基本發展成熟，并且已經廣泛應用到數據中心當中。10G以太網的發展和應用，為40G以太網和100G以太網打下了良好的基礎，以太網正在向著高速化的趨勢發展[7]。目前，10G以太網的性能還能夠滿足服務器虛擬化、云計算、光纖整合的要求。但是，隨著社會的發展，網絡數據的傳輸速率要求也會越來越高，以太網的傳輸速度也必須隨時增加。

根據科學研究人員的調查統計結果，可以看出：全球網絡服務器的數據輸出量每兩年就會增加一倍，而通信行業的通信量每一年半就會增加一倍。這種形式迫使以太網的運營速度必須盡快提高，這是困擾著全球各家數據中心企業的主要問題。

3.2綠色數據中心

由于信息時代的信息數據量出現了爆炸性的增長，數據中心的規模也隨之進行擴大，從而引發了一系列的后果，比如服務器數量大大增加，服務器的運行負擔加重，消耗的電力能源增加，對供電行業的要求更苛刻。據我國用電管理部門的調查統計，在過去的十年中，提供給數據中心服務器的電量增長了十倍，數據中心的運營成本當中，有一半都是由能源消耗所造成的。

所以，新時代的數據中心必須向著綠色、節能、環保的方向發展，努力降低數據中心的能源消耗水平。只有能源消耗水平下降了，數據中心的運營成本降低了，數據中心才能具備更強的競爭力，占據更大的市場份額，實現社會效益與經濟效益的全面增長。

3.3虛擬化

虛擬化是建立在云計算技術應用的基礎之上的。在傳統的數據中心當中，數據的搜集、整合、處理和展示等工作是由服務器來進行的，而虛擬化就是讓這一過程脫離空間位置的束縛，從具體的服務器當中轉移到虛擬的系統環境當中。換言之，數據中心的虛擬化，就是要將底層的計算資源、存儲資源和網絡資源抽調出來，方便上層進行調用[8]。虛擬化的發展趨勢主要是為了改善目前電信業、互聯網行業和信息行業當中服務器規模越來越大，數量越來越多，硬件成本越來越高，管理工作越來越煩瑣的現象。通過數據中心的虛擬化，服務器的數量將會大大減少，硬件花費的成本大大減低，管理工作的難度也會變小，有利于企業增加資金周轉的效率，節省工作人員的精力。

在具有這些優點的同時，虛擬化的發展趨勢也會對數據中心的性能造成一定的負面影響，比如訪問虛擬化軟件的時候延遲會變長，存儲和接入的速度也會變慢，對用戶的體驗造成一定的負面影響。這些負面影響有多大，該如何消除這些影響，則是數據中心企業在發展過程中必須考慮的問題。

3.4信息安全

數據量的爆炸型增長和數據中心的規模擴大，既提高了數據中心在網絡當中占據的地位，也凸顯了信息安全問題。在未來的信息時代，數據中心面臨著一系列的網絡安全威脅，除了傳統的互聯網安全風險，比如計算機病毒、網絡攻擊、木馬程序，還有一些云計算技術應用所帶來的風險，比如IaaS服務系統的延遲、PaaS服務系統存在的漏洞[9]。隨著信息資源在人類生活中地位的提高，信息安全的重要性也凸顯了出來。數據中心的信息安全維護，是一項系統性的工程，需要從物理區域的劃分、網絡隔離與信息過濾、服務監測、設備加固、用戶身份的認證和審核多個角度入手。

四、新時代數據中心需要突破的技術要點

4.1集裝箱數據中心建設方式

從整體角度進行分析，數據中心的建設方式在現階段已經開始朝著模塊化的方向開始發展，現階段的技術代表主要是集裝箱整體的信息數據中心。整體的集裝箱數據中心整體的外部與貨物運輸的集裝箱整體相似度較高。同時，每一個集裝箱整體自身也是一個獨立的機房，配備有專業獨立的供電網絡和相關設備。只要外部連通供電系統，就可以實現整體網絡的正常使用。

集裝箱的整體數據中心可以放置在中央處理系統上，具有整體的運輸成本較低的優勢，而且還可以有效實現空間資源的節約，整體高效率制冷，能量消耗有效降低。因為具有多種優勢和突出特色，集裝箱數據中心的建設方式開始被更多的使用者接受[10]。

4.2下一代數據中心對網絡的要求

在數量眾多的大型數據處理中心網絡的內部，也就是簡化形勢下的網絡內部結構提升，可以有效帶動整體網絡使用性能的提升。此外，還可以凸顯出虛擬化使用技術自身優勢和便捷。可以實現多重數據的交叉應用和關聯處理。數據中心的數據信息集群以及網絡流量之間的溝通都屬于對傳統樹形組合結構的巨大功能性挑戰。下一代數據中心對網絡的要求已經伴隨著網絡使用的范圍擴大和整體使用主體的拓展實現整體使用效率的提高。數據中心的整體使用效果也伴隨著現代科技和信息處理技術的升級實現快速發展。無論是國內還是國外，都需要關注和重視新技術的革新，明確使用者對下一代數據中心和對網絡的要求。

4.3數據中心的安全解決方案

近些年來，伴隨著數據信息整體的爆炸性增長和整體信息處理數據中心的大型化進步，數據中心已經不斷凸顯出整體網絡的使用地位，由此，數據中心的應用安全性也必然受到關注，數據中心很容易收到來自病毒和黑客的攻擊，尤其在云計算的應用推廣，整體使用的不穩定和不安全因素也在不斷增加，所以更需要對網絡數據中心進行加密處理，增加整體的網絡安全性，做好分區劃分，從整體的數據中心系統維護多方面考量，統籌整體應用發展。避免數據中心收到來自外界不安全因素的影響。

五、結論

數據中心經過了幾十年的發展，目前正位于第二階段向第三階段的過渡時期。目前的全球數據中心市場當中，美國市場與西歐市場已經基本飽和，而亞太地區尚有廣闊的發展空間。

我國的數據中心企業必須要認識到數據中心的發展特點，順應數據中心的發展趨勢，從高速以太網、綠色數據中心、虛擬化、信息安全等角度入手，對數據中心發展過程中的技術難點進行突破，增強企業自身的競爭力，拓展數據中心的業務類型，創造更多的經濟效益與社會效益，在競爭激烈市場當中占據一席之地。

參 考 文 獻

[1]張濤，李巍，廖謙.數據中心安全域劃分及防護發展趨勢[J].電力信息與通信技術，2015，01：112-115.

[2]劉術文.數據中心管理現狀及發展趨勢[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2015，09：50.

[3]冷迪.企業數據中心超融合架構的特點和發展趨勢研究[J].科技創新與應用，2015，35：37-38.

[4]覃建國.大型數據中心機房基礎設施的發展趨勢[J].電信工程技術與標準化，2015，11：1-6.

[5]李丹，陳貴海，任豐原等.數據中心網絡的研究進展與趨勢[J].計算機學報，2014，02：259-274.

[6]袁景凌，鐘珞，楊光等.綠色數據中心不完備能耗大數據填補及分類算法研究[J].計算機學報，2015，12：2499-2516.

[7]于慶友.模塊化數據中心在能源行業的發展趨勢[J].智能建筑，2015，10：32.

[8]陳榮君.淺析省級電力公司數據中心網絡架構演變與發展趨勢[J].今日科技，2016，02：54-56.

[9]李明.數據中心的綠色化發展趨勢和低碳技術應用[J].智能建筑與城市信息，2013，02：105-110.

[10]米沃奇.云計算數據中心綜合布線的七大發展趨勢[J].電腦知識與技術（經驗技巧），2016，06：112-113.