数据中心概述 华为存储HCIA.docx

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数据中心概述华为存储HCIA

数据中心演进：

40年代：

ENIAC

50年代：

TRADIC

80年代：

模块化数据中心

现代：

云数据中心

数据中心发展雏形-ENIAC：

ENIAC是ElectronicNumericalIntegratorAndComputer（电子数字积分计算机）的简称，于1946年专为美国弹道研究实验室存储火力表而研制

在当时，没有其他计算机能胜任此重任。

该计算机拥有17468个真空管和7,200水晶二极管,1,500中转,70,000电阻器,10,000电容器，1500继电器，6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍

研制电子计算机的想法产生于第二次世界大战进行期间。

当时激战正酣，各国的武器装备还很差，占主要地位的战略武器就是飞机和大炮，因此研制和开发新型大炮和导弹就显得十分必要和迫切。

为此美国陆军军械部在马里兰州的阿伯丁设立了“弹道研究实验室”。

美国军方要求该实验室每天为陆军炮弹部队提供6张射表以便对导弹的研制进行技术鉴定。

事实上每张射表都要计算几百条弹道，而每条弹道的数学模型是一组非常复杂的非线性方程组。

这些方程组是没有办法求出准确解的，因此只能用数值方法近似地进行计算。

电子计算机正是在二次世界大战弥漫的硝烟中开始研制的。

如前面所述，当时为了给美国军械试验提供准确而及时的弹道火力表，迫切需要有一种高速的计算工具。

因此在美国军方的大力支持下，世界上第一台电子计算机ENIAC于1942年开始研制。

参加研制工作的是以宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫西利和埃克特为首的研制小组。

但即使在当时看来，ENIAC也是有不少缺点的：

除了体积大，耗电多以外，由于机器运行产生的高热量使电子管很容易损坏。

只要有一个电子管损坏，整台机器就不能正常运转，于是就得先从这1．8万多个电子管中找出那个损坏的，再换上新的，是非常麻烦的。

数据中心虚拟化技术商业化-TRADIC：

不同于真空电子管系统，首个晶体管计算机（TRADIC）在1954年研制成功，但更为高级的商业化系统出现时间则在1960s（上世纪六十年代），它引领了大型机（比如IBMSystem系列大型机）实现了突破性发展。

大型机主要为政府和军事用途而研制，对环境场地和安全系统有独特要求。

随着对系统性能的更高要求，人们逐渐希望能在相同的系统上能提供额外性能支持和资源共享，这样一来，虚拟化技术也就逐渐涌入了人们的视野

虚拟化的观念得到迅速普及，并且在大型机中的多任务处理机制得到进一步完善。

首个得到商业化应用的虚拟化技术在1972年的IBMVM/370OS上得到实现。

作为数据中心最为重要的技术之一，虚拟化技术的发展同样也可融入到整个数据中心发展历程当中

晶体管计算机是第二代电子计算机。

1954年，美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的计算机，取名“催迪克”（TRADIC），装有800个晶体管。

在20世纪50年代之前第一代，计算机都采用电子管作元件。

电子管元件在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。

于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。

晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。

使用晶体管后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机就更容易实现了

C/S结构计算模型与互联网：

20年前，微计算机产业迎来了一片繁荣的景象。

老一代的PC已经褪去了光辉，取而代之的是连接的网络设备，尤其是Client/Server技术模型的出现，使得主机代管和外部数据中心逐渐显现

上世纪90年代中期，互联网出现并对市场产生了巨大影响，也为接下来的十几年数据中心的部署提供了更多选择。

随着公司对互联网业务应用的支撑需求，网络连接和协作服务成为了企业部署IT服务的必备选择。

网络提供商和主机托管商在成百上千数据中心创建中得到广泛发展，数据中心作为一种服务模式已经为大多数公司所接受

C/S结构：

即Client/Server（客户机/服务器）结构，是大家熟知的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到Client端和Server端，降低了系统的通讯开销，需要安装客户端才可进行管理操作

客户端和服务器端的程序不同，用户的程序主要在客户端，服务器端主要提供数据管理、数据共享、数据及系统维护和并发控制等，客户端程序主要完成用户的具体的业务

开发比较容易，操作简便，但应用程序的升级和客户端程序的维护较为困难

B/S结构：

即Browser/Server（浏览器/服务器）结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。

在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现

客户端基本上没有专门的应用程序，应用程序基本上都在服务器端。

由于客户端没有程序，应用程序的升级和维护都可以在服务器端完成，升级维护方便。

由于客户端使用浏览器，使得用户界面“丰富多彩”，但数据的打印输出等功能受到了限制。

为了克服这个缺点，一般把利用浏览器方式实现困难的功能，单独开发成可以发布的控件，在客户端利用程序调用来完成

模块化数据中心出现：

数据中心近年兴起了模块化数据中心这种新形式，它将通常数据中心的设备都部署在集装箱里面，因此又名集装箱数据中心。

最有名的包括SunBlackbox——该集装箱数据中心中的280个服务器都被部署在20英寸柜的集装箱里面，并可被运往全世界各地

这种数据中心虽然没有传统的数据中心那么招人喜欢的恢弘气势，但它却仅需要传统数据中心1%的建造成本，拥有灵活的机动性，而且能大幅降低部署周期

模块化数据中心是基于云计算的新一代数据中心部署形式，为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器发展的趋势，其采用模块化设计理念，最大程度的降低基础设施对机房环境的耦合。

集成了供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环监控等子系统，提高数据中心的整体运营效率，实现快速部署、弹性扩展和绿色节能。

从配置形态上，可分为微模块产品MDC和集装箱数据中心产品CDC。

模块化数据中心能满足IT业务部门对未来数据中心基础设施建设的迫切需求，如标准化设计、组件工厂预制、快速上线部署、有效降低初期投资、模块内能源池化管理、动态IT基础设施资源高利用率、智能化运维管理、保障重要业务连续性，提供共享IT服务（如跨业务的基础设施、信息、应用共享等），快速响应业务需求变化，绿色节能型数据中心等。

模块化数据中心的突出优势：

高可靠性标准模块

模块化数据中心采用模块化、标准化和高可靠性设计，使得整个系统稳定度高，可依据客户需求与实际情况，在供电和制冷核心设备配置上，提供N+1、N+X、2N等设计方案，安全可靠，满足Tier3到Tier4各种等级的标准

云数据中心：

SaaS实现了基础架构带来的计算资源的需求向按需定购模式的转变。

该商业模式借助了网络基础架构和数据中心运营商，共同向用户提供大规模增长的数据带宽资源。

通过这些资源，可以为用户提供各种IT资源服务。

虽然一开始大家都没意识到这种发展有如此之迅猛，但云服务提供商比如亚马逊、以及其他几个基础架构服务商，基于云数据中心平台，都拥有海量的订购用户

数据中心基本组成模块：

什么是数据中心？

数据中心（DataCenter）通常是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理。

计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等通常认为是数据中心的关键设备。

关键设备运行所需要的环境因素，如供电系统、制冷系统、机柜系统、消防系统、监控系统等通常被认为是关键物理基础设施

维基百科对数据中心的定义为：

“数据中心是一整套复杂的设施，它不仅仅包括计算机、系统和其他与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。

”

数据中心分类：

数据中心是为了接入、承载服务器的业务而建设的基础设施

互联网数据中心（InternetDataCenter:

IDC）

企业数据中心（EnterpriseDataCenter:

EDC）

运营商的业务数据中心（ServiceDataCenter:

SDC）

数据中心的组成：

数据中心是一个面向业务的基础架构，是支持公司业务运营和未来成长的核心保障，主要包括以下几方面：

安全的网络架构

可靠的支持设施（机房，发电机、UPS，空调等）

整合的服务器/应用平台

集中的存储和备份

统一的系统管理平台

面向客户服务的运维管理组织和流程

数据中心典型架构：

数据中心逻辑架构：

核心网络区：

是数据中心网络的核心，连接内部各个服务器区域、企业的内部网络、合作单位的网络、灾备中心和外部用户接入的网络等

服务器区域：

部署服务器和应用系统的区域。

出于安全和扩展性的考虑，可以根据应用的类型分为：

生产业务区、办公业务区、测试业务区、DMZ区等

存储区域：

包括FCSAN和IPSAN的存储设备和网络

互联网络区域：

是把企业内部用户和外部用户接入到数据中心的区域。

出于安全和扩展性的考虑，根据互联的用户类型分为：

内部互联网络，合作单位互联网络，Internet互联网络。

内部互联网络通过园区网、广域网和企业总部、分支机构的网络互联。

合作单位互联网络通过城域专线、广域专线和合作单位的网络互联。

Internet互联网络实现互联网公众用户的接入、出差员工通过互联网安全接入、没有通广域网的办公点通过互联网安全接入

灾备中心互联网络区域：

是实现灾备数据中心互联的区域，主要是以传输设备实现与同城灾备中心的互联，以广域网专线实现与异地灾备中心的互联

运维管理区（管理区域）对网络、服务器、应用系统、存储管理的区域。

包括故障管理，配置管理，性能管理，安全管理等

数据中心物理结构：

数据中心基础设施发展趋势：

IT系统及信息化建设已经成为企业发展的推动力，也就是说，企业的发展——准确的说应该是其业务的发展，向IT系统及信息化建设提出不断的需求，它是数据中心发展的原动力

数据中心的发展——各种功能、业务的实现，也促进了企业的进一步发展。

同样，数据中心的发展对相关材料、技术提出新的要求；反过来，新的技术和材料的产生，使数据中心的新要求成为可能，满足数据中心发展的同时促进了企业的进步

举例来说，某企业业务的扩展，使其数据中心规模越来越大，日常的运维管理越来越繁琐，越来越复杂，成本也越来越高，风险越来越大；数据中心的智能化管理需求提到了日程上来。

数据中心智能化管理的需求，对相应的材料－比如数据的自动采集提出需求；对相应的数据库、应用处理程序和前端展示平台等技术提出需求。

随着新材料、新技术的成熟，数据中心智能化管理的实现，在提升数据中心本身的同时，排除了企业发展的瓶颈，促进了企业业务的进一步发展

从上面的例子可以看出，企业业务发展、数据中心发展和新技术/新材料的发展，三者之间是相辅相成、互相限制又互相促进的；同时，企业业务的发展是数据中心发展的原动力，即需求决定了发展

就近年来数据中心本身来说，主要变化有：

数据中心服务由单一服务向多功能服务方向发展；以前的数据中心服务功能相对单一，比如以前的计算中心，主要为企业的生产提供支撑；现在的数据中心，服务功能更多更全面，不但支撑企业的生产，同样为企业管理、企业培训及企业日常活动等多方面提供支撑，甚至可以对外提供服务；

数据中心基础设施组成：

数据中心基础设施系统分类：

云数据中心演进趋势：

传统数据中心挑战：

业务快速增长,机房功耗急剧上升，业务多、设备多

可扩展性差

制冷效率低

缺乏统一的监控管理

维护成本高：

运营成本已经占到IT总体预算的72%

流量剧增：

业务驱动：

举个华为全球数据中心的例子：

EDC：

东莞主数据中心及同城容灾中心

南京异地容灾中心

RDC：

按照100ms圈部署8个RDC，分别覆盖区域内业务：

英国/俄罗斯/巴林/南非，香港，美国/墨西哥/巴西

SR：

SR分为三类

基地类（SR1）：

上海/北京/成都/杭州/印度/西安/武汉/苏州

法律遵从类（SR2）：

多伦多、澳大利亚

其它类（SR3）

业务需要什么样的数据中心？

主要讲两个：

架构越来越开放，架构开放，保护现有投资，未来容易兼容第三方

面向服务型，分布式的数据中心演进，后面引出VDC和分布式

数据中心的发展阶段：

随着信息化的高度整合集中，网络技术的发展，100G网络带宽平台的实现，数据中心将最终围绕云计算技术展开业务，趋势于虚拟化、自动化、智能化方向发展

“云计算”是下一代数据中心的平台，具备以下特征：

新颖的商业服务模式：

IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）

无限扩展的计算资源：

IT资源通过网络可随时获取、按需使用、易于扩展

革新性的IT&CT技术：

虚拟化、分布式计算、智能化、自动化

服务型云数据中心：

技术趋势—开放，灵活的服务型数据中心

云数据中心特点（优势）：

提升IT设备利用率

简化管理

快速部署业务，更敏捷地支撑企业业务发展。

绿色节能

云数据中心的发展趋势：

下一代数据中心整体架构：