前言：

數(shù)據(jù)中心作為信息數(shù)據(jù)處理的最集中場(chǎng)所，數(shù)據(jù)中心當(dāng)仁不讓成為云計(jì)算最受依賴的開墾地，當(dāng)云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心結(jié)合到一起，自然給數(shù)據(jù)中心帶來了很多變化，數(shù)據(jù)增長永無止境，對(duì)于企業(yè)而言，如何讓數(shù)據(jù)中心變得更加靈活，同時(shí)降低能耗與運(yùn)營成本，已經(jīng)變成了發(fā)展過程中面臨的重大難題，為了解決這一問題，隨之出現(xiàn)了云數(shù)據(jù)中心，因此，如何建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心顯得尤為重要，云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施各部分的架構(gòu)應(yīng)該是什么樣的呢？又該如何科學(xué)化的系統(tǒng)建設(shè)呢？那么，打造云計(jì)算數(shù)據(jù)中心都需要具備哪些條件呢？

（一）如何建設(shè)云數(shù)據(jù)中心

在電力和節(jié)能方面，基礎(chǔ)設(shè)施需要充分適應(yīng)云計(jì)算的業(yè)務(wù)發(fā)展客觀規(guī)律，按照最優(yōu)化效率建設(shè)綠色的數(shù)據(jù)中心。何為“綠色數(shù)據(jù)中心”？不僅建筑需要節(jié)能，數(shù)據(jù)中心也是如此，嚴(yán)重的電力不足，使得機(jī)房頻頻出現(xiàn)能耗危機(jī)，綠色數(shù)據(jù)中心突然間從“無人所知”升至“家喻戶曉”。

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，62%的企業(yè)認(rèn)為，他們的數(shù)據(jù)中心面臨著諸如散熱、供電、成本等問題；23%的企業(yè)認(rèn)為，其數(shù)據(jù)中心供電和散熱能力不足，限制了IT基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展，或無法充分利用高密度計(jì)算設(shè)備；19%的被訪企業(yè)認(rèn)為，其數(shù)據(jù)中心的耗電量太大，費(fèi)用超高，無法負(fù)擔(dān)；還有17%的企業(yè)認(rèn)為，機(jī)房溫度過高，影響了計(jì)算設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，隨之導(dǎo)致一系列問題的出現(xiàn)。因此，大多數(shù)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心設(shè)施最嚴(yán)重的問題是：運(yùn)算密度的提高導(dǎo)致用電密度的迅速加大，數(shù)據(jù)中心總體擁有成本隨服務(wù)器的增加而成倍增加，過去的數(shù)據(jù)中心運(yùn)算能力是目標(biāo)，用電是“一般商品”，現(xiàn)在和未來的數(shù)據(jù)中心運(yùn)算能力是“一般商品”，用電是焦點(diǎn)。

因此我們需要綠色數(shù)據(jù)中心。綠色數(shù)據(jù)中心的含義就是要提高數(shù)據(jù)中心的能源效率，盡量減少數(shù)據(jù)中心的整體用電量；增大數(shù)據(jù)中心整體用電中用于IT系統(tǒng)比例；盡量減少用于非計(jì)算設(shè)備（電源轉(zhuǎn)換、冷卻等）的用電消耗，還有新出現(xiàn)的集裝箱式數(shù)據(jù)中心，集供電、制冷、網(wǎng)絡(luò)、安防、監(jiān)控等系統(tǒng)于一身，為數(shù)據(jù)中心需求量身打造，具有極高的系統(tǒng)冗余度和完整度，其可靠性完全不亞于甚至高于整體數(shù)據(jù)中心需求，為數(shù)據(jù)中心機(jī)房快速投產(chǎn)和應(yīng)用提供了一體化式解決方案。

（二）云計(jì)算建設(shè)環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施各部分的架構(gòu)

在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)上，應(yīng)堅(jiān)持區(qū)域化、層次化、模塊化的設(shè)計(jì)理念，使網(wǎng)絡(luò)層次更加清楚、功能更加明確。根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的作用進(jìn)行區(qū)域劃分，可以從以下幾方面進(jìn)行規(guī)劃。

1、按照數(shù)據(jù)的等保級(jí)別來劃分。比如等保二級(jí)和等保三級(jí)應(yīng)劃分不同的網(wǎng)絡(luò)安全域，使用不同的安全策略，來對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。

2、按照面向用戶的不同，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還可以劃分為內(nèi)部核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)專網(wǎng)、VPN安全接入域、公眾服務(wù)網(wǎng)等區(qū)域。

3、）按照網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中設(shè)備作用的不同，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以劃分為核心層、匯聚層、接入層。

4、按照各業(yè)務(wù)的應(yīng)用關(guān)聯(lián)關(guān)系及業(yè)務(wù)的安全隔離需求綜合考慮，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在邏輯上可以劃分為業(yè)務(wù)區(qū)、前置區(qū)、管理區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、外聯(lián)接入?yún)^(qū)、內(nèi)網(wǎng)交互區(qū)等。

此外，如果有兩地三中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在數(shù)據(jù)中心部署虛擬化云計(jì)算之后，還需要大二層來打通不同的數(shù)據(jù)中心。這就需要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向扁平化方向發(fā)展，最終的目標(biāo)是在任意兩點(diǎn)之間盡量減少網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的數(shù)目，消除網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的復(fù)雜性和減少網(wǎng)絡(luò)延遲。不過，目前大二層技術(shù)仍未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其推廣應(yīng)用還有待更多的實(shí)踐。

（三）云計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)

云計(jì)算平臺(tái)為部署和運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)提供所需的基礎(chǔ)設(shè)施資源和相應(yīng)的應(yīng)用基礎(chǔ)環(huán)境，所以應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)人員無需關(guān)心應(yīng)用的底層硬件和應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施。并且可以根據(jù)應(yīng)用需求的變化，云計(jì)算平臺(tái)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整和擴(kuò)展應(yīng)用系統(tǒng)所需的資源。完整的應(yīng)用平臺(tái)包含如下系統(tǒng)功能架構(gòu)。

1、應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境：底層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、WEB前端、中間件平臺(tái)、分布式運(yùn)行環(huán)境、多種類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)資源伸縮

2、應(yīng)用全生命周期支持提供JAVA開發(fā)、SDK、IOS等流程化環(huán)境，加快應(yīng)用的開發(fā)、測(cè)試和部署。

公共服務(wù)：以API形式提供公共服務(wù)，如隊(duì)列服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)和緩存服務(wù)等。

監(jiān)控、管理和計(jì)量：提供資源池、應(yīng)用系統(tǒng)的管理和監(jiān)控功能，精確計(jì)量應(yīng)用使用所消耗的計(jì)算資源。

3、集成、復(fù)合應(yīng)用構(gòu)建能力

除了提供應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境外，還需要提供連通性的服務(wù)、整合服務(wù)、消息服務(wù)和流程重組服務(wù)等，來實(shí)現(xiàn)用于構(gòu)建SOA架構(gòu)風(fēng)格的復(fù)合應(yīng)用。云計(jì)算核心是計(jì)算能力的集中和計(jì)算資源的規(guī)模性突破，云計(jì)算平臺(tái)對(duì)外提供的計(jì)算類型決定了云計(jì)算中心的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)。

從云端客戶需求看，云計(jì)算中心通常需要提供以下幾種類型的計(jì)算能力，其服務(wù)器系統(tǒng)可采用三（多）層架構(gòu)：

（1）一是高性能的、穩(wěn)定可靠的業(yè)務(wù)級(jí)計(jì)算，主要處理緊耦合復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，這類計(jì)算不僅包括對(duì)外的數(shù)據(jù)庫、商務(wù)智能數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵服務(wù)，也包括自身賬戶、計(jì)費(fèi)等核心系統(tǒng)，通常由企業(yè)級(jí)大型服務(wù)器提供；

（2）二是面向眾多普通應(yīng)用的通用型計(jì)算，用于提供低成本計(jì)算解決方案，這種計(jì)算對(duì)硬件要求較低，一般采用高密度、低成本的X86集成服務(wù)器，以有效降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本和終端用戶的使用成本；三是面向科學(xué)計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等業(yè)務(wù)，提供百萬億、千萬億次計(jì)算能力的高性能計(jì)算，其硬件基礎(chǔ)是高性能集群。

（四）云計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)

云計(jì)算采用數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中存儲(chǔ)的模式，在云計(jì)算平臺(tái)中，數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)是一個(gè)非常重要的問題，在實(shí)際使用的過程中，需要將數(shù)據(jù)分配到多個(gè)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)磁盤當(dāng)中。而能夠達(dá)到這一目的存儲(chǔ)技術(shù)，當(dāng)前主要有兩種方式，一種是使用類似于Google File System的集群文件系統(tǒng)，另外一種是基于塊設(shè)備的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN系統(tǒng)。

GFS是由 Google公司設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的一種分布式文件系統(tǒng)，基于大量安裝有Linux操作系統(tǒng)的普通PC構(gòu)成的集群系統(tǒng)，整個(gè)集群系統(tǒng)由一臺(tái)Master和若干臺(tái)ChunkServer構(gòu)成。在SAN連接方式上，可以有多種選擇。一種選擇是使用光纖網(wǎng)絡(luò)，能夠操作快速的光纖磁盤，適合于對(duì)性能與可靠性要求比較高的場(chǎng)所。

另外一種選擇是使用以太網(wǎng)，采取iSCSI協(xié)議，能夠運(yùn)行在普通的局域網(wǎng)環(huán)境下，從而降低成本。采用SAN結(jié)構(gòu)，大量的數(shù)據(jù)傳輸通過SAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，局域網(wǎng)只承擔(dān)各服務(wù)器之間的通信任務(wù)，這種分工使得存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器和局域網(wǎng)資源得到更有效的利用，使存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度更快，擴(kuò)展性和可靠性更好。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心在設(shè)施交付效率上有較高要求，隨著行業(yè)的快速發(fā)展，很快會(huì)以月，甚至以周為單位要求應(yīng)用系統(tǒng)的交付，這與傳統(tǒng)的以年為周期的交付有很大區(qū)別，定制、模塊化、業(yè)務(wù)耦合性強(qiáng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)模式，將大幅提高初產(chǎn)效率，并將首次實(shí)施周期縮短到六個(gè)月以內(nèi)，續(xù)產(chǎn)效率(擴(kuò)建/增設(shè))控制在三個(gè)月以內(nèi)。

（五）打造云計(jì)算數(shù)據(jù)中心需要具備的條件

（1）高密度

云計(jì)算是一種集中化的部署方式，要在有限空間內(nèi)支持高負(fù)載，刀片式服務(wù)器等高密。

（2）高可靠性

云計(jì)算要求其提供的云服務(wù)連續(xù)不中斷，“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)更可靠。同樣，在機(jī)房環(huán)境設(shè)施方面，也提出了對(duì)機(jī)房環(huán)境高可靠性的要求。

（3）靈活快速擴(kuò)展

“云”的規(guī)模可以動(dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。其數(shù)據(jù)中心必須具有良好的伸縮性，同時(shí)，為了節(jié)省投資，最好能邊成長邊投資。

（4）自動(dòng)化資源監(jiān)控和測(cè)量

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心應(yīng)是24×7無人值守的、可遠(yuǎn)程管理的，這種管理涉及到整個(gè)數(shù)據(jù)中心的自動(dòng)化運(yùn)營，它不僅僅是監(jiān)測(cè)與修復(fù)設(shè)備的硬件故障，而是要實(shí)現(xiàn)從機(jī)房風(fēng)火水電環(huán)境、服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)到應(yīng)用的端到端的基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一管理。

（5）降低運(yùn)維成本

由于云計(jì)算是收費(fèi)服務(wù)，必然存在市場(chǎng)與竟?fàn)?，如要想在市?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，云計(jì)算服務(wù)必須具有良好的性價(jià)比。因此，好的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心必須是低運(yùn)維成本的數(shù)據(jù)中心。

總結(jié)：

打造云數(shù)據(jù)中心，你選滿足這些條件了嗎？總之，建立新一代云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)以云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的高效率、低運(yùn)行成本，靈活的業(yè)務(wù)適應(yīng)性和服務(wù)可用性為目標(biāo)，分階段的建設(shè)與實(shí)施。當(dāng)然隨著社會(huì)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)也會(huì)不斷調(diào)整和優(yōu)化。

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