超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)

來(lái)源：數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)中心是為大規(guī)模運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，通常容納數(shù)十個(gè)(如果不是數(shù)百個(gè))物理服務(wù)器和虛擬機(jī)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心本質(zhì)上是一個(gè)更高的級(jí)別，它可以支持?jǐn)?shù)千臺(tái)服務(wù)器和數(shù)百萬(wàn)個(gè)虛擬機(jī)。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心可以容納數(shù)千臺(tái)服務(wù)器，其處理的數(shù)據(jù)比企業(yè)的數(shù)據(jù)中心設(shè)施多得多。然而，它們可能很難構(gòu)建和維護(hù)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的數(shù)量正在迅速增長(zhǎng)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心幾乎就像它聽(tīng)起來(lái)的那樣：這樣的數(shù)據(jù)中心可以過(guò)度擴(kuò)展并快速滿足大規(guī)模增長(zhǎng)的用戶需求。構(gòu)建這些數(shù)據(jù)中心的目的是處理比企業(yè)數(shù)據(jù)中心更多的數(shù)據(jù)，并具有使其獨(dú)特的各種功能。與企業(yè)或小型數(shù)據(jù)中心相比，在如何設(shè)計(jì)和維護(hù)它們方面也存在一些挑戰(zhàn)，例如先進(jìn)的自動(dòng)化和大的正常運(yùn)行時(shí)間需求。

什么是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心?

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)中心是為大規(guī)模運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，通常容納數(shù)十個(gè)(如果不是數(shù)百個(gè))物理服務(wù)器和虛擬機(jī)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心本質(zhì)上是一個(gè)更高的級(jí)別，它可以支持?jǐn)?shù)千臺(tái)服務(wù)器和數(shù)百萬(wàn)個(gè)虛擬機(jī)。BusinessResearch公司在一份分析報(bào)告中預(yù)測(cè)，全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將從2022年的357.2億美元增長(zhǎng)到2027年的767.3億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為16.5%。

超大規(guī)模計(jì)算采用了一種簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)方法，將計(jì)算、存儲(chǔ)和虛擬化層組合到單個(gè)計(jì)算環(huán)境中?；A(chǔ)設(shè)施水平聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器以最大化硬件，負(fù)載均衡器監(jiān)控設(shè)施需要處理的數(shù)據(jù)量。

總之，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心架構(gòu)被設(shè)計(jì)為非常精益和敏捷。這使得能夠跨基礎(chǔ)設(shè)施共享處理負(fù)載，并根據(jù)需要快速添加或刪除服務(wù)器或其他資源，以滿足容量需求。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的主要特性

超大規(guī)模架構(gòu)的方法可能因數(shù)據(jù)中心提供商而異，特別是當(dāng)大型參與者嘗試哪種方法最有效時(shí)。大多數(shù)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心都有一些共同的特征，其中包括：

• 更大的規(guī)模。由于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心可以支持?jǐn)?shù)千臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行，因此它們往往比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心要大得多。IDC公司的研究數(shù)據(jù)表明，典型的數(shù)據(jù)中心設(shè)施面積至少為1萬(wàn)平方米，一些大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心設(shè)施面積達(dá)到數(shù)十萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)平方米。

高密度服務(wù)器機(jī)架。

• 更大的面積并不是在超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心安裝更多服務(wù)器的唯一方法。大多數(shù)還使用專門的高密度服務(wù)器機(jī)架。這些服務(wù)器機(jī)架更寬，可以容納更多的組件，例如電源供應(yīng)商和硬盤驅(qū)動(dòng)器，有足夠的空間供工程師更換并根據(jù)需要定制。IDC公司的研究數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心至少擁有5000臺(tái)服務(wù)器。

強(qiáng)大的供電能力。

• 要支持如此多的IT設(shè)備，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心需要大量的電力。一些數(shù)據(jù)中心設(shè)施消耗了10億瓦的電力，足以為一個(gè)小城市供電。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心投資于最先進(jìn)的電源供應(yīng)商和HVAC系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)更高效的冷卻。超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心也經(jīng)常建在電費(fèi)便宜的地區(qū)，并遠(yuǎn)離關(guān)鍵的電網(wǎng)。
• 靈活性和模塊化。定制和更換數(shù)據(jù)中心組件的能力是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)施和IT設(shè)備靈活性的關(guān)鍵。這需要對(duì)個(gè)性化配置的承諾，這是昂貴的，但結(jié)果是高度改進(jìn)的模塊化，這使得在短時(shí)間內(nèi)更容易調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備。

自動(dòng)化。

• 考慮到這些數(shù)據(jù)中心的龐大規(guī)模，人工監(jiān)控根本是不可行的。許多超大規(guī)模企業(yè)嚴(yán)重依賴自動(dòng)化工具來(lái)分配資產(chǎn)、優(yōu)化工作負(fù)載、監(jiān)控和修復(fù)系統(tǒng)等。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的好處

有了這些功能，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，它們有多種方式轉(zhuǎn)化為實(shí)際好處：

• 靈活性和可擴(kuò)展性。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的最大優(yōu)勢(shì)是能夠水平向外擴(kuò)展，也可以垂直向上擴(kuò)展。這樣可以更好地平衡工作負(fù)載和提供更好的資源。隨著需求的增加或減少，無(wú)論規(guī)模大小，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心都很容易調(diào)整和匹配需求。

• 減少停機(jī)時(shí)間。

由于超大規(guī)模企業(yè)非常關(guān)注自動(dòng)化，而且手頭有這么多資源，因此減少了停機(jī)時(shí)間。運(yùn)營(yíng)環(huán)境受到嚴(yán)格控制，可以自動(dòng)從各種問(wèn)題中恢復(fù)。如果需求突然激增，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心可以滿足這些需求。許多冗余也在適當(dāng)?shù)牡胤?，以保持正常運(yùn)行時(shí)間不惜一切代價(jià)。

• 提高效率。

從運(yùn)營(yíng)到冷卻，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心都旨在以最高效率運(yùn)行。而且，由于自動(dòng)化程度的提高，他們可能不需要那么多的員工來(lái)管理。

• 先進(jìn)的技術(shù)。

隨著大型企業(yè)在超大規(guī)模架構(gòu)上的發(fā)展和迭代，他們所開(kāi)創(chuàng)的技術(shù)和最佳實(shí)踐有望滲透到規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心。反過(guò)來(lái)，這將使所有數(shù)據(jù)中心能夠更好地使用其物理空間，更快速地提供資源并減少其電力使用。

• 現(xiàn)收現(xiàn)付定價(jià)。對(duì)于超大規(guī)模的客戶，服務(wù)可以更加靈活。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心可以支持大級(jí)別的服務(wù)和隨著需求增長(zhǎng)的規(guī)模。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心面臨的挑戰(zhàn)

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的許多特性也代表了超大規(guī)模擴(kuò)展面臨的最大挑戰(zhàn)，包括空間、電力使用和先進(jìn)技術(shù)。

（1）土地和氣候限制

首先，超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心需要采用大量的土地，而該地區(qū)的電力便宜但可靠。超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心也不應(yīng)該在可能導(dǎo)致整個(gè)地方癱瘓的惡劣天氣的任何地方，更不用說(shuō)需要分層的安全措施來(lái)防止可能造成同樣后果的網(wǎng)絡(luò)攻擊和破壞。

（2）配置困難

定制也是一個(gè)挑戰(zhàn)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心環(huán)境仍處于起步階段。它們要求幾乎每個(gè)方面都是個(gè)性化和配置的，這需要大量的專業(yè)知識(shí)。除了先進(jìn)的硬件和電纜，建立超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的企業(yè)還需要在廣泛的研發(fā)方面進(jìn)行投資。雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，現(xiàn)代自動(dòng)化工具可以消除對(duì)專業(yè)知識(shí)的需求，但它們可能成本高昂且難以實(shí)現(xiàn)。

（3）過(guò)度建設(shè)或建設(shè)不足的風(fēng)險(xiǎn)

數(shù)據(jù)中心可能會(huì)過(guò)度構(gòu)建或不足。在前一種情況下，企業(yè)可能有閑置的資源，未充分利用的機(jī)器，甚至當(dāng)時(shí)是新的但在使用時(shí)已經(jīng)過(guò)時(shí)的設(shè)備。建設(shè)不足可能導(dǎo)致機(jī)器過(guò)載和大規(guī)模系統(tǒng)故障。

緊跟趨勢(shì)發(fā)展，為數(shù)據(jù)中心超大規(guī)?；龊脺?zhǔn)備數(shù)據(jù)中心支持超大規(guī)模計(jì)算存在相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，這意味著只有該領(lǐng)域最大的參與者才有可能負(fù)擔(dān)得起、建造和維護(hù)這些數(shù)據(jù)中心設(shè)施。然而，數(shù)據(jù)中心管理員應(yīng)該及時(shí)了解超大規(guī)模計(jì)算的最新進(jìn)展和趨勢(shì)，因?yàn)檫@種技術(shù)和最佳實(shí)踐正在逐漸普及。

業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)加速了超大規(guī)模據(jù)中心的未來(lái)發(fā)展，通過(guò)跟上其快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商可以從推動(dòng)該領(lǐng)域向前發(fā)展的市場(chǎng)和技術(shù)中受益。