數(shù)據(jù)中心是云計算生態(tài)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，在云計算模式下，信息的存儲、處理、傳遞等功能均由網(wǎng)絡(luò)側(cè)完成，實際上均是由數(shù)據(jù)中心承擔(dān)了該部分工作。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存在資源利用率低、自動化程度低、能耗過高等一系列問題，無法有效承載云計算業(yè)務(wù)。隨著各類云計算業(yè)務(wù)的應(yīng)用與推廣，對數(shù)據(jù)中心提出了新的要求。云數(shù)據(jù)中心率先在Google、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)公司的自有業(yè)務(wù)中獲得成功應(yīng)用，并成為這些企業(yè)的核心競爭力之一，同時亞馬遜、微軟等業(yè)界巨頭也正嘗試(初期實踐)利用云數(shù)據(jù)中心對公眾提供包括IaaS、PaaS和SaaS在內(nèi)的云計算服務(wù)，電信運營商也嘗試通過對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的云化升級解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的系列問題，使其能更好地承載云計算業(yè)務(wù)。

　　云數(shù)據(jù)中心是指以客戶為中心、以服務(wù)為導(dǎo)向，基于高效、低能耗的IT與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，利用云計算技術(shù)，自動化地按需提供各類云計算服務(wù)的新一代數(shù)據(jù)中心。云數(shù)據(jù)中心是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的升級，是新一代數(shù)據(jù)中心的演進方向。云數(shù)據(jù)中心具有資源池化、高效智能、面向服務(wù)、按需供給、綠色低碳五大特點。通過虛擬化等技術(shù)，云數(shù)據(jù)中心內(nèi)的IT資源和網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)資源的池化，用戶僅需對邏輯資源進行相關(guān)操作而無需關(guān)注底層實際物理設(shè)備。利用虛擬化、分布式技術(shù)，廉價的X86架構(gòu)服務(wù)器在云數(shù)據(jù)中心獲得了廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)高效廉價的信息承載、存儲與處理，同時管理系統(tǒng)的自動化及用戶自服務(wù)功能的提供，使云數(shù)據(jù)中心更加 “智能”。云數(shù)據(jù)中心的整體架構(gòu)以服務(wù)為導(dǎo)向，通過松耦合的方式實現(xiàn)多服務(wù)的綜合承載與提供，實現(xiàn)由提供資源向提供服務(wù)的轉(zhuǎn)變。底層基礎(chǔ)架構(gòu)在資源池化的基礎(chǔ)上根據(jù)實際需求實現(xiàn)資源的動態(tài)伸縮，并提供完備的、細顆粒的計費功能。另外，通過模塊化的設(shè)計以及虛擬化等綠色節(jié)能技術(shù)，云數(shù)據(jù)中心的設(shè)備投入成本以及運營維護成本都獲得降低，實現(xiàn)低PUE值的綠色低碳運營。云數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，在網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)提供和綠色節(jié)能等方面都存在較大改進。

　　整體上說，云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)具備扁平化、融合化、智能化和高速化的特點。隨著虛擬化技術(shù)和分布式計算技術(shù)在云數(shù)據(jù)中心的廣泛應(yīng)用，流量模型發(fā)生了改變，以虛擬機遷移、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)備份、協(xié)同計算等為典型代表的應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)中心內(nèi)及數(shù)據(jù)中心間除“南北向”流量以外，還出現(xiàn)了越來越多的“東西向”流量。為了應(yīng)對流量模型的變化，云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)呈現(xiàn)扁平化的趨勢，從傳統(tǒng)的“接入-匯聚-核心”三層架構(gòu)向“接入-匯聚”二層架構(gòu)演進，減少了服務(wù)器間信息交互的延遲并增加了可靠性，使得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)更快捷。同時，為了滿足虛擬機遷移等業(yè)務(wù)需求，在數(shù)據(jù)中心內(nèi)需要構(gòu)建超大型的二層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)故障快速收斂，提高鏈路利用率，簡化管理，減少設(shè)備配置量，并且能夠根據(jù)實際情況實現(xiàn)端口的彈性擴容，以滿足云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)需求。IETF的TRILL協(xié)議和 IEEE的SPB(Short Path Bridging)協(xié)議正嘗試解決網(wǎng)絡(luò)的二層透明環(huán)境部署問題。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中同時存在異構(gòu)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))和存儲網(wǎng)絡(luò)(SAN)，兩者間相互獨立，由此帶來了成本、擴展性、管理等諸多問題。隨著無損以太網(wǎng)和FCoE的出現(xiàn)，新一代基于萬兆的無損以太網(wǎng)將融合數(shù)據(jù)中心的存儲網(wǎng)絡(luò)形成全業(yè)務(wù)的統(tǒng)一交換。數(shù)據(jù)中心原本異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)將合并到一套網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理合并與簡化，降低了成本。使網(wǎng)絡(luò)融合成為云數(shù)據(jù)中心的一個重要特點。在服務(wù)器虛擬化技術(shù)中，利用虛擬交換機實現(xiàn)虛擬機與物理服務(wù)器及物理接入網(wǎng)絡(luò)間的網(wǎng)絡(luò)連接。虛擬交換機一般由虛擬機監(jiān)控器(VMM)通過軟件模擬實現(xiàn)。這種實現(xiàn)方式占用CPU 資源，導(dǎo)致虛擬機性能下降，同時還會帶來虛擬機的流量監(jiān)管、虛擬機的網(wǎng)絡(luò)策略實施以及虛擬交換機管理可擴展性等問題。另一種實現(xiàn)方式是通過在物理網(wǎng)卡上增加特定的處理芯片，采用硬件方式實現(xiàn)虛擬交換機功能。這種方式減少了CPU 開銷，但仍然不能有效解決虛擬機流量監(jiān)管、網(wǎng)絡(luò)策略實施及管理可擴展性問題。以IEEE 802.1Qbg 和802.1BR 標(biāo)準(zhǔn)為代表的解決方案受到業(yè)界的關(guān)注。這類方案的核心思想是把大量策略以及安全和管理方面的工作從VMM或者物理網(wǎng)卡轉(zhuǎn)移到與物理服務(wù)器連接的物理以太交換機。在云數(shù)據(jù)中心，物理交換機與物理服務(wù)器之間的鏈路中將同時傳輸來自多個虛擬機的數(shù)據(jù)。另外，除了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量，鏈路中還增加了虛擬機運行時所需要的系統(tǒng)流量。實現(xiàn)物理交換機對虛擬機的動態(tài)感知，是云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)區(qū)別傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的另一大特點。高密度的虛擬機數(shù)量帶來單位空間和單位網(wǎng)絡(luò)接口劇增，驅(qū)動服務(wù)器I/O向10G發(fā)展并達到10G線速，接入層的高性能吞吐驅(qū)動云計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持更高性能，云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將推動基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進入超高速時代。

　　云計算促使IT和CT的界限日趨模糊，業(yè)界出現(xiàn)了以Vblock為代表的整合計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和管理功能的一體化基礎(chǔ)設(shè)施垂直解決方案，這類解決方案在行業(yè)客戶中獲得了一定應(yīng)用，被認為是基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展趨勢之一。同時，整合通風(fēng)、制冷等配套設(shè)備的集裝箱式和模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案也逐漸走進人們的視線。該方案以其模塊化、便捷化的特點吸引了業(yè)界的關(guān)注。從整體上說，對于這類垂直一體化的解決方案，一方面簡化了底層基礎(chǔ)設(shè)施的配置與管理難度，降低了運行維護環(huán)境與要求，但另一方面，這類垂直解決方案在兼容性與擴展性上存在一定限制，標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，容易出現(xiàn)提供商“鎖定”的情況。

　　傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)以帶寬、機架等基礎(chǔ)資源出租為主，在云數(shù)據(jù)中心模式下，將實現(xiàn)從資源出租向服務(wù)提供的轉(zhuǎn)變。用戶不再關(guān)注某類具體資源或硬件的情況，而是通過統(tǒng)一的門戶，在服務(wù)目錄中選擇相應(yīng)的服務(wù)，在一定SLA的保障下，使用邏輯資源及各類應(yīng)用。云主機與云存儲將代替機架與帶寬出租等資源性業(yè)務(wù)成為云數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)服務(wù)(業(yè)務(wù))，基于該類服務(wù)還可提供包括網(wǎng)絡(luò)加速優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫中間件、解決方案等一系列的增值服務(wù)(業(yè)務(wù))。以亞馬遜的AWS為例，EC2和EBS、S3分別是其虛擬主機與云存儲服務(wù)，基于該服務(wù)，衍生出CloudFront(網(wǎng)絡(luò)加速)、Elastic Load Balancing(動態(tài)負載均衡)、SimpleDB(簡單數(shù)據(jù)庫)、Relational Database Service(關(guān)系數(shù)據(jù)庫)、Simple Email Service(簡單郵件服務(wù))等增值服務(wù)。云數(shù)據(jù)中心將提供更細顆粒度的計費單元。以虛擬主機服務(wù)(業(yè)務(wù))為例，用戶既可以選擇傳統(tǒng)的包月或包年模式，也可以根據(jù)實際的使用時間(精確到小時級)付費。

　　云數(shù)據(jù)中心相對于傳統(tǒng)IDC而言更加綠色節(jié)能，具體體現(xiàn)在芯片、物理設(shè)備、虛擬設(shè)備、機柜、數(shù)據(jù)中心等多個層級。在芯片級，隨著低功耗的CPU、內(nèi)存、硬盤、SSD(固態(tài)硬盤)等低功耗節(jié)能組件的使用，將有效降低設(shè)備的能耗。在物理設(shè)備級，高轉(zhuǎn)換效率電源模塊的使用提高了電源轉(zhuǎn)換效率，同時優(yōu)化的散熱風(fēng)道也使得設(shè)備散熱效率提高。在虛擬設(shè)備級，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了資源共享，提高了單臺設(shè)備利用率。由于虛擬機具備動態(tài)遷移的功能，故可通過關(guān)閉利用率較低的設(shè)備并將應(yīng)用集中到部分物理服務(wù)器上從而進一步降低能耗。在機柜級，通過提高機柜計算、存儲密度，以及對IT設(shè)備用電功耗進行精細化管理，利用數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)機柜級功耗的峰值控制，在性能和功耗之間取得平衡點，并可通過高壓直流供電提高電源轉(zhuǎn)換效率并降低能耗。在數(shù)據(jù)中心級，通過對設(shè)備用電及環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)進行分析診斷，調(diào)整機房布局，動態(tài)優(yōu)化送風(fēng)、除濕和制冷，降低能耗，使用新興配電和冷卻技術(shù)，降低數(shù)據(jù)中心的PUE值，在合適應(yīng)用場景還可以利用模塊化數(shù)據(jù)中心、集裝箱數(shù)據(jù)中心，通過水冷、冷媒等散熱方式降低機房的PUE值。

　　傳統(tǒng)IDC向云數(shù)據(jù)中心演進是一個漸變的過程，而不是一場一蹴而就的變革。云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)必將對傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)產(chǎn)生較大沖擊，對于傳統(tǒng)IDC服務(wù)提供商而言，如何平衡兩者間的關(guān)系，實現(xiàn)IDC業(yè)務(wù)的平滑升級，是必須面對的一道難題。目前云數(shù)據(jù)中心解決方案一般是利用功能相對單一的平臺滿足一定規(guī)模的用戶需求，兼容性和標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。另外，云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)模式被市場廣泛接受，商業(yè)模式趨于成熟也需要一個過程?，F(xiàn)階段，建議傳統(tǒng)IDC服務(wù)提供商通過試點的方式逐步探索云IDC業(yè)務(wù)的商業(yè)模式與市場接受度，積累運營、維護、建設(shè)經(jīng)驗，培育客戶群，同時在內(nèi)部建立相適配的管理體制與流程，提高運營能力，揚長避短，有效聚焦客戶需求場景，利用“云計算”主流成熟技術(shù)，分階段實現(xiàn)傳統(tǒng)IDC業(yè)務(wù)向云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的升級，降低技術(shù)和時間風(fēng)險。在設(shè)計云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)時，應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)因素?；跇I(yè)務(wù)、資源、能力需求，自動快速適配云數(shù)據(jù)中心離不開網(wǎng)絡(luò)的支持，網(wǎng)絡(luò)覆蓋、帶寬供給能力和自動調(diào)配水平制約著云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的執(zhí)行。國外領(lǐng)先的IDC運營商紛紛將云計算與網(wǎng)絡(luò)能力深度整合。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的出現(xiàn)，為云數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)IT資源與網(wǎng)絡(luò)資源的融合提供了一個新的思路。

　　云計算正重新定義網(wǎng)絡(luò)與IT 邊界，產(chǎn)業(yè)鏈價值正在向內(nèi)容、應(yīng)用提供商聚集，更多IT 廠商涉足運營，云數(shù)據(jù)中心逐漸成為各方爭奪的焦點之一，市場前景被廣泛看好。產(chǎn)業(yè)鏈各方應(yīng)攜手共同促進商業(yè)模式的成熟，市場接受程度以及標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性的提高，使云數(shù)據(jù)中心早日規(guī)模應(yīng)用，加快社會信息化進程。www.tzku.cn/