芻議云計(jì)算時(shí)代的數(shù)據(jù)中心建設(shè)

李春澤

興化市電子政務(wù)中心 江蘇興化 225700

近幾年，隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和壯大，人們開(kāi)始廣泛應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，極大便利了人們的工作和生活?，F(xiàn)階段，建設(shè)數(shù)據(jù)中心這項(xiàng)工作十分重要，借助提供出來(lái)的高效率、低時(shí)延、高寬帶服務(wù)，有利于方便高效管理企業(yè)。綜合利用數(shù)據(jù)中心和計(jì)算技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，還能將更好的服務(wù)提供出來(lái)，促進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)全面發(fā)展和進(jìn)步。

一、云計(jì)算

云計(jì)算是有機(jī)結(jié)合網(wǎng)格計(jì)算、分布計(jì)算、并行計(jì)算的一種大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是現(xiàn)階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的商業(yè)化模式。云計(jì)算必須依靠數(shù)據(jù)中心支持，如果離開(kāi)云數(shù)據(jù)，云計(jì)算不能借助本單位或者企業(yè)自身數(shù)據(jù)，促進(jìn)生產(chǎn)組織規(guī)律的形成。從本質(zhì)上看，云數(shù)據(jù)可以集合各個(gè)企業(yè)和機(jī)關(guān)單位數(shù)據(jù)，同時(shí)集中運(yùn)算各方面數(shù)據(jù)資源，進(jìn)而得出具有較強(qiáng)代表性的計(jì)算結(jié)果，有利于提升參考價(jià)值[1]。

運(yùn)行過(guò)程中的云計(jì)算必須遵守分布式數(shù)據(jù)處理要求，這樣才能促進(jìn)計(jì)算結(jié)果安全性與可靠性的提高。對(duì)于用戶而言，可以將其在日常消費(fèi)中生成的各項(xiàng)數(shù)據(jù)安全記錄在云數(shù)據(jù)服務(wù)中，無(wú)須擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失導(dǎo)致的隱私泄露問(wèn)題。云數(shù)據(jù)必須脫敏處理用戶生成的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這樣才能向有需求數(shù)據(jù)資源的企業(yè)直接提供脫敏數(shù)據(jù)，實(shí)際上是指企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)必須依靠數(shù)據(jù)資源支持，并且防止產(chǎn)生泄露用戶隱私問(wèn)題。通過(guò)對(duì)此種集約化數(shù)據(jù)處理方式的應(yīng)用，不僅促進(jìn)數(shù)據(jù)資源使用效率的提升，還能從本質(zhì)上改變數(shù)據(jù)結(jié)果性質(zhì)，最終從更高層面體現(xiàn)出用戶數(shù)據(jù)資源的指導(dǎo)價(jià)值。

二、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心建設(shè)目標(biāo)

第一，建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心之前，必須形成一個(gè)便于管理、安全使用、持續(xù)更新和擴(kuò)展各項(xiàng)計(jì)算與存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)維服務(wù)環(huán)境，保證此環(huán)境中所有用戶都得到硬件方面支持。

第二，安全穩(wěn)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的形成。對(duì)于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心而言，其內(nèi)部存儲(chǔ)設(shè)備必須具有較強(qiáng)穩(wěn)定性和高效性，不僅借助各種手段使故障出現(xiàn)概率不斷降低，還要避免出現(xiàn)故障問(wèn)題的存儲(chǔ)設(shè)備產(chǎn)生丟失數(shù)據(jù)問(wèn)題，這要求相應(yīng)配套網(wǎng)絡(luò)能夠上傳和下發(fā)數(shù)據(jù)，保證用戶可以實(shí)時(shí)提取各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

第三，將系統(tǒng)化存儲(chǔ)體系構(gòu)建出來(lái)，有利于壓縮處理云計(jì)算數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各項(xiàng)數(shù)據(jù)，壓縮后數(shù)據(jù)會(huì)大幅度縮小體積，通過(guò)使用高端存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)施二次存儲(chǔ)操作。通過(guò)對(duì)另一部分存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用，進(jìn)而重點(diǎn)壓縮數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)二次存儲(chǔ)的程序被稱為備份數(shù)據(jù)，能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性的提升[2]。

三、云計(jì)算應(yīng)用特點(diǎn)和作用

第一，有利于共享交換數(shù)據(jù)。很多企業(yè)為進(jìn)一步發(fā)展，借助投入大量的IT成本，將數(shù)據(jù)中心和信息系統(tǒng)構(gòu)建出來(lái)，在具體運(yùn)作中，想要盤(pán)活對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)資源，必須通過(guò)行業(yè)共享與交換才能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。借助構(gòu)建出來(lái)的數(shù)據(jù)中心，可以將安全、高效、集約制度和技術(shù)保障提供給此項(xiàng)工作，并且防止出現(xiàn)重復(fù)采集數(shù)據(jù)情況，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)信息化建設(shè)整體水平的提高。

第二，促進(jìn)基礎(chǔ)支撐環(huán)境需求的提升。當(dāng)前，云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展主流方向，這要求有機(jī)結(jié)合已有信息化系統(tǒng)，借助應(yīng)用的硬件模塊化、虛擬技術(shù)，統(tǒng)一調(diào)度分配計(jì)算資源、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)，不僅提高系統(tǒng)建設(shè)開(kāi)發(fā)效率，還能降低系統(tǒng)整體能耗水平，進(jìn)而提高基礎(chǔ)支撐環(huán)境利用率。

第三，結(jié)合多服務(wù)器。云數(shù)據(jù)中心建設(shè)并不是簡(jiǎn)單集合多臺(tái)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器。真正的云數(shù)據(jù)中心是多臺(tái)服務(wù)器組成的集群，其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)是新型應(yīng)用程序。此集群中能夠?yàn)閷?duì)象直接提供服務(wù)的包括Paas、Saas、Iaas，這同樣是云計(jì)算環(huán)境提供的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

第四，面向服務(wù)的多數(shù)據(jù)中心。云環(huán)境下可以提升服務(wù)吞吐量，在降低用戶延遲前提下滿足用戶需求，進(jìn)而同時(shí)服務(wù)多個(gè)數(shù)據(jù)中心，比如將副本存儲(chǔ)狀態(tài)更新、全備份服務(wù)等提供給對(duì)象，從客觀角度出發(fā)，保證多個(gè)數(shù)據(jù)中心將服務(wù)提供給用戶。

第五，成本節(jié)約。云存儲(chǔ)過(guò)程中允許企業(yè)從實(shí)際情況出發(fā)，購(gòu)買或者租用云存儲(chǔ)方式，進(jìn)而有利于節(jié)約數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本。

第六，訪問(wèn)量的增加。一旦大幅度增加用戶訪問(wèn)量，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)中心難以應(yīng)對(duì)問(wèn)題。應(yīng)用云存儲(chǔ)服務(wù)之后，借助虛擬化、集群技術(shù)可以科學(xué)調(diào)用存儲(chǔ)資源，通過(guò)合理分配存儲(chǔ)模塊和服務(wù)器，很好解決上述問(wèn)題[3]。

四、云計(jì)算服務(wù)體系與故障處理

(一)體系結(jié)構(gòu)

1.核心服務(wù)層

以服務(wù)類型為依據(jù)，可將核心服務(wù)層劃分為三個(gè)子層：其一，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，運(yùn)營(yíng)商提供給用戶計(jì)算、存儲(chǔ)等資源，借助對(duì)Internet的應(yīng)用，可將完善的服務(wù)資源獲取到。其二，平臺(tái)就是服務(wù)，提供給用戶完整或部分應(yīng)用程序軟件研發(fā)平臺(tái)，也即是將服務(wù)提供給用戶。其三，軟件就是服務(wù)，運(yùn)營(yíng)商在云端安裝的軟件就是服務(wù)，同時(shí)將其提供給用戶，用戶通過(guò)訪問(wèn)Internet就可以應(yīng)用。

2.服務(wù)管理層

確保核心服務(wù)層的可靠性、安全性與可用性是服務(wù)管理層的重要功能?？紤]云計(jì)算平臺(tái)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、龐大規(guī)模，無(wú)法對(duì)用戶服務(wù)質(zhì)量需求進(jìn)行滿足。因此，為滿足服務(wù)需求，云計(jì)算服務(wù)商借助服務(wù)水平協(xié)議的制定，積極協(xié)商用戶。與此同時(shí)，綜合應(yīng)用計(jì)費(fèi)管理和資源監(jiān)控管理等措施[4]。

3.用戶訪問(wèn)接口層

命令行、web門戶、web服務(wù)等方式都是用戶訪問(wèn)接口內(nèi)容，云計(jì)算通過(guò)對(duì)web門戶的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)用戶借助瀏覽器隨時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)資源目的。命令行與web服務(wù)能夠?qū)?yīng)用程序開(kāi)發(fā)接口提供給終端設(shè)備。

(二)故障處理

數(shù)據(jù)中心具有龐大規(guī)模、復(fù)雜結(jié)構(gòu)，多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型，這對(duì)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)軟件提出要求，必須對(duì)此種復(fù)雜狀態(tài)進(jìn)行適應(yīng)，這樣才能夠包容較高組件故障率。通常情況下，重啟服務(wù)器頻率在年均1.2～16次范圍內(nèi)，這時(shí)就會(huì)大大降低磁盤(pán)年均故障概率?？紤]組件故障概率比較高，只有在云備份和遠(yuǎn)程控制等技術(shù)支持下，數(shù)據(jù)中心才能有效解決上述問(wèn)題，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)，也就是系統(tǒng)內(nèi)數(shù)臺(tái)甚至更多機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，如果產(chǎn)生故障，保證在60分鐘之內(nèi)迅速恢復(fù)。反之，不僅損害責(zé)任、服務(wù)、信譽(yù)，還無(wú)法履行其他相關(guān)方面責(zé)任，導(dǎo)致不可挽回的后果。由此可知，云計(jì)算綠色數(shù)據(jù)中心具有十分顯著優(yōu)勢(shì)[5]。

五、云計(jì)算時(shí)代數(shù)據(jù)中心建設(shè)問(wèn)題

云計(jì)算時(shí)代開(kāi)始有一些問(wèn)題出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，不利于云計(jì)算的穩(wěn)定發(fā)展，大大降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)水平。云計(jì)算時(shí)代數(shù)據(jù)中心建設(shè)問(wèn)題主要包括：第一，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)問(wèn)題。三層結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，具有高時(shí)延、嚴(yán)重影響存儲(chǔ)程序問(wèn)題，必須應(yīng)用平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)施改進(jìn)與優(yōu)化操作。第二，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)存在分離數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)問(wèn)題，給整合數(shù)據(jù)中心資源，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心發(fā)展帶來(lái)不利影響。第三，虛擬化問(wèn)題。引入虛擬化技術(shù)的主要目標(biāo)是合理利用設(shè)備，提高數(shù)據(jù)中心硬件設(shè)施利用率。第四，安全問(wèn)題。云計(jì)算時(shí)代，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)具有更多不確定性，加上開(kāi)放性比較強(qiáng)，極大地增加了數(shù)據(jù)中心的安全問(wèn)題。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心建設(shè)過(guò)程急須解決的問(wèn)題就是如何保證數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。第五，高能耗問(wèn)題。云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，大幅度增加數(shù)據(jù)中心運(yùn)行能耗。由此看來(lái)，想要促進(jìn)數(shù)據(jù)中心的持續(xù)健康發(fā)展，必須探索一條高效、綠色、節(jié)能技術(shù)之路，保證成功建設(shè)新數(shù)據(jù)中心。

六、云計(jì)算時(shí)代的數(shù)據(jù)中心建設(shè)

(一)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

對(duì)于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心建設(shè)實(shí)際需求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用無(wú)法進(jìn)行很好滿足，不利于數(shù)據(jù)中心建設(shè)，造成數(shù)據(jù)中心無(wú)法通過(guò)利用拓?fù)溆行Э朔湓诮ㄔO(shè)發(fā)展中的傳統(tǒng)樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不足，嚴(yán)重限制大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和發(fā)展。由此看來(lái)，為滿足未來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)過(guò)程中對(duì)高可靠性、高寬帶、低成本、低時(shí)延、便于管理的要求，人們可將胖樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、Dcell、VL2等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索出來(lái)，從而有效創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)推廣工作。這樣在引入和應(yīng)用新技術(shù)之后，可以在建設(shè)數(shù)據(jù)中心時(shí)使業(yè)務(wù)擴(kuò)展范圍不斷擴(kuò)大，有利于數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定發(fā)展。

(二)設(shè)計(jì)云服務(wù)方案

軟件即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)、基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)是數(shù)據(jù)中心的三種服務(wù)模型。

基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)的英文縮寫(xiě)是laaS，它是一種以Web為基礎(chǔ)的資源交付方法，其資源中的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等將資源池建設(shè)出來(lái)。用戶以自己的業(yè)務(wù)需求為依據(jù)，申請(qǐng)和使用數(shù)據(jù)中心資源[6]。

(三)節(jié)能技術(shù)

運(yùn)行數(shù)據(jù)中心過(guò)程中，必然會(huì)產(chǎn)生較大能耗，這使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不斷降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源和保護(hù)資源目標(biāo)。由此看來(lái)，降低能耗是建設(shè)數(shù)據(jù)中心的重要目標(biāo)。重建數(shù)據(jù)過(guò)程中，環(huán)境溫度是各個(gè)企業(yè)在選擇位置時(shí)首要考慮的問(wèn)題，同時(shí)需以當(dāng)?shù)貧夂驐l件為依據(jù)，應(yīng)用對(duì)應(yīng)節(jié)能措施[7]。

(四)虛擬化技術(shù)

在有效集成之后通過(guò)對(duì)硬件資源的重新分配和提取，借助虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)橛行Ю脭?shù)據(jù)中不同設(shè)備和資源提供保障。以虛擬化技術(shù)特殊需求為依據(jù)，借助科學(xué)合理應(yīng)用各種虛擬化技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)行有效改善，使數(shù)據(jù)量得以增加。在建設(shè)數(shù)據(jù)中心過(guò)程中應(yīng)用虛擬化技術(shù)，可以解決其發(fā)展中產(chǎn)生的多種問(wèn)題，促進(jìn)設(shè)備利用效率的提高，節(jié)約數(shù)據(jù)中心運(yùn)維成本，使能耗得以下降，為穩(wěn)定性和安全性提供保障。以數(shù)據(jù)中心可靠性和連續(xù)性為依據(jù)，能夠?qū)⑷轿恢С痔峁┏鰜?lái)，有利于在云計(jì)算背景下促進(jìn)數(shù)據(jù)中心的合理建設(shè)與發(fā)展。

七、云計(jì)算時(shí)代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展

第一，以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的重建，將新標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建出來(lái)，不僅可以促進(jìn)效率的提高，還可以實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能目的。

第二，借助應(yīng)用完善的基礎(chǔ)硬件設(shè)施，能夠促進(jìn)具有統(tǒng)一特征互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的形成，從而提供出必備功能，以滿足未來(lái)發(fā)展中的工作需求。云計(jì)算的建設(shè)與發(fā)展需要以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，從而將有力幫助提供給運(yùn)營(yíng)商。

第三，通過(guò)對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心技術(shù)的應(yīng)用，借助各類技術(shù)支持，有利于獲得內(nèi)外應(yīng)用服務(wù)，進(jìn)而突破云計(jì)算中心技術(shù)，增強(qiáng)實(shí)際運(yùn)用的有效性。

第四，廣泛應(yīng)用此技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)合理分配資源，還能在此基礎(chǔ)之上防止出現(xiàn)浪費(fèi)資源或者資源無(wú)用情況，同時(shí)使其成為互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)核心。

第五，應(yīng)用未來(lái)技術(shù)過(guò)程中，在特定行業(yè)中云計(jì)算技術(shù)除了擁有更廣行業(yè)應(yīng)用范圍之外，還能以我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為基礎(chǔ)，保障兩者進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，數(shù)據(jù)中心對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)和生活具有至關(guān)重要的作用和價(jià)值。現(xiàn)階段，想要建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，必須解決高耗能、延時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題，促進(jìn)服務(wù)能力的提升，為服務(wù)高效率、高可靠性提供保障，使企業(yè)單位構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的成本不斷下降，促進(jìn)綠色節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心貢獻(xiàn)更多力量。