【IT168 图书连载】以下内容来自由顾大伟、郭建兵、黄伟主编的《数据中心建设与管理指南》一书，由万国数据科技发展(昆山)有限公司授权IT168发布。该书是国内首部系统论述数据中心建设与管理的专著，从数据中心生命周期和数据中心可持续发展的六个基本要素出发，全面阐述了数据中心建设、管理的科学体系和方法论，以及企业级数据中心的评价体系。该书内容符合中国数据中心建设现状和发展趋势，内涵丰富，具有原创性和很强的实用性，是国内数据中心建设与应用的权威指导书。IT168数据中心频道将以每天一章的频度陆续发布，敬请大家关注。
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1.1 国内数据中心现状
1.1.1 信息化推动中国数据中心快速发展
信息化社会的根本特征，在于社会的生产、生活等各领域的活动，广泛通过网络化的信息系统来实现。各种社会活动能否正常开展，取决于相应的信息系统能否连续运行和有关数据是否真实完整。就我国当前的实际状况而言，社会活动的一些领域如果离开信息化手段，已不能正常运转。很多重要行业，信息化手段也成为其提高生产、管理、质量和效益的必备手段。我国已逐步步入信息化社会。
随着信息化社会的发展，机构的信息资源整合在加速，由此引发的数据中心需求在不断增长，我们看到数据中心已成为机构信息系统的物理载体和核心资源。
从20世纪末开始，国内金融、电信、税务、海关等行业纷纷将数据进行整合。目前，数据集中已经成为国内电子政务、企业信息化建设的主流趋势。数据集中是管理集约化的必然要求，是企业优化业务流程的必要手段。数据中心建设已成为数据集中趋势下的必然产物。数据中心是一个庞大的系统工程，它承担着计算、存储、应用等职能，数据中心将成为信息化建设的新热点和核心内容。
据计世资讯的调查，基于630个样本，国内真正建设成为数据中心的占14.4%，目前正在建设的有12%，大部分在规划阶段和没有建设计划。数据中心的投资规模，达到100万元人民币至500万元人民币的有34%，500万元人民币至1000万元人民币的有11.7%，2000万元人民币以上的有9.6%。数据中心在我们国家的大规模建设刚刚起步，同时以很高的速度在增长。目前国内每年数据中心投入的增长率在20%以上。
在中国数据中心行业结构方面，电信、金融行业数据中心的建设较早，投入较大，应用相对成熟，目前这两大行业数据中心建设投入占据了50%以上的份额。2008年，在金融、电信、政府、企业等行业数据集中化管理的带动下，中国数据中心建设进一步加快，数据中心建设进入一个快速发展阶段。
随着信息技术的发展，近年来，无论是芯片、架构、系统还是软件都取得了很大进步，刀片系统、多核技术、虚拟化应用、冷却技术、智能管理软件等新技术层出不穷，对传统数据中心应用和管理带来极大地冲击;另一方面企业业务模式也发生了极大变革，急需建设新一代数据中心来适应这一变化。
赛迪顾问认为：展望未来5年的中国数据中心市场，中国经济环境的良好走向、IT应用建设的不断深入、产品技术的发展，以及市场日趋理智竞争等，都将使得中国下一代数据中心市场释放出新的活力。预计到2013年，中国下一代数据中心市场规模将超过977亿元人民币，2009至2013年的复合增长率将会达到24.5%。
1.1.2 现有数据中心存在的问题
数据中心作为机构信息系统的运行中心、测试中心和灾备中心，承担着机构的核心业务运营、信息资源服务、关键业务计算、数据存储和备份，以及确保业务连续性等重要任务。机构对数据中心的依赖性日渐加强，然而现实情况并不尽如人意，现有的数据中心普遍存在以下问题。
1. 数据中心的可靠性和可用性不足
数据大集中在节约整体成本、提高IT效率的同时，也对数据中心的可靠性和可用性提出了更高的需求。如果核心数据中心发生瘫痪，将造成机构的业务停顿，企业对数据中心基础设施和运行维护的要求更高。近几年，银行、保险、证券、民航等行业相继出现了一些数据中心故障，造成了很大的社会影响和经济损失，很多数据中心的可靠性和可用性令人担忧。
即使是灾备建设做得较好的电信、银行等行业，目前也只有少数企业初步实现了应用层面的灾难备份策略，极少数企业真正实施过业务连续性计划的演练。整体来看，绝大多数企业在重大灾难面前对于快速实现灾难恢复和业务连续性计划缺乏具体的措施和对策。
2. 数据中心的可持续发展能力严重不足
随着IT技术的高速发展，新一代高密度服务器和存储设备不断涌现。伴随着业务扩展和信息化程度的提高，如今的数据中心已不再只是支持某些单一的应用或是日常的数据存储和计算功能，而是要为整个业务运营系统的正常运行提供支撑和服务。机构IT技术和业务发展对数据中心基础设施的等级标准和服务能力提出了更高的要求。Gartner公司预计，在未来的五年里，全球最大的1000家企业中，70%以上不得不对数据中心进行重大改造。
目前，大多数机构数据中心无法做到资源的灵活分配，而在资源共享、提高设备利用率等方面也不能完全实现。据统计，近半数以上的数据中心超过20%的服务器处于闲置状态或利用率极低。造成这种状况的根本原因是，传统的数据中心通常构建在各种独立的信息技术之上，各个系统之间无法相互通信。同时由于资源无法共享，致使服务器和存储系统的性能无法得到充分的利用。
3. 数据中心的专业化运维管理水平不高
目前的数据中心与以往相比，规模更为庞大，结构也更加复杂。传统的数据中心运维管理水平普遍较低、专业化程度不高，显然已无法适应机构对数据中心合规性、可用性、经济性和服务性的要求，严重影响到数据中心的生命周期。根据调查结果显示，绝大部分企业的数据中心管理都遭遇到了相当大的问题。引入IT服务管理国际标准(如ITIL信息技术基础架构库等)，并初步实施的机构只占极小的比例。多数机构的数据中心管理表现一般，整体架构存在缺陷，效率低下。因此，如何改进和提高现有的管理手段以达到专业化运维管理水平，借助国际上成熟的理论和标准进一步加强风险控制成为当务之急。
4. 数据中心的能耗成本居高不下
目前，数据中心的能耗成本居高不下，并呈现急速上升之势。造成这种局面的因素有很多，例如服务器的利用率不高，数据中心的供电系统设计不合理等。国内不少数据中心的电力成本每年超过了千万元。2007年我国IT产品的总耗电约为300亿~500亿千瓦时，几乎相当于三峡电站一年的发电总量。根据麦肯锡公司2008年最新研究表明，2007年全球数据中心的能源费用总额为86亿美元，预计2010年能源费用的总额将达到115亿美元。“绿色节能”已成为数据中心的主要诉求。
5. 数据中心的绩效评估困难
到目前为止，数据中心建设作为提升机构核心竞争力的手段已被更多的企业决策者们所认同，但是绩效评估现状多少有些令人沮丧。少则千万、多则上亿元的资金投入并没有在财务绩效方面有显著的改善和提升，有些企业反而陷入了无休止的系统维护升级和资金被迫不断投入的窘境之中。
数据中心全生命周期战略绩效的评估是让企业决策者们能够全面、准确地认识企业IT绩效的关键所在。企业的IT建设最终是通过对企业业务的促进来实现其绩效评估的，因此，数据中心的绩效评估不仅重视财务数据的评估，还应当从过程、创新、用户满意度以及短期和长期效益等多个层面进行全面评估，并且从数据中心可持续发展的角度来分析IT建设对机构运营的战略影响。
1.2 数据中心发展趋势
1.2.1 数据中心发展历程
从业务功能上划分，在数据中心基础设施的基础上，结合不同的应用需求，具有数据处理、灾难备份、网络服务、开发测试、用户支持等功能。从数据中心功能变迁进化的角度，数据中心经历了三种形态的发展，即计算中心、信息中心和服务中心。
1. 计算中心，即数据存储和简单计算阶段，出现于20世纪60年代
最初，数据中心通常被称为计算中心，在称为“机房”的空间中放置一个或多个服务器，其主要功能是数据存储(或称：数据存放)和简单计算，存储数据的介质主要有磁鼓、磁带和磁盘。其主要特点是：功能单一，仅仅用于数据或电子文档的集中存放和管理。
这一阶段的“机房”缺乏建设标准;采用稳压器供电，缺乏供电安全措施;采用风道送风，无精密的温湿度控制系统。IT设备普遍使用16位以下微型计算机或计算能力百万次量级的大中型或小型计算机。需要说明的是，在此阶段，某些特殊领域“机房”的设备设施已超越“数据存储和简单计算”阶段。例如，核武器研制、航天器研制等领域。
2. 信息中心，即数据处理及业务应用阶段，出现于20世纪80年代
该阶段数据中心大多被称为“信息中心”。其功能有了较大的扩展，数据存储能力大幅提高;基于网络通信技术和数据开发利用技术的MIS(管理信息系统)、Call Center(呼叫中心)、MRP Ⅱ(制造资源计划管理系统)、CRM(客户关系管理系统)、ERP(企业资源计划管理系统)等应用系统开始普及，数据中心开始承担核心计算、数据存储备份和业务支撑等功能，以满足机构业务发展的需要。数据中心的可用性有较大的提高。在该阶段，数据中心的重要性逐渐显现，对某些行业(如金融行业)而言，数据中心已成为必不可少的业务支撑平台。
这一阶段的“机房”有了针对性的标准和规范;供电系统也在不断完善，引入并大量使用UPS;开始配备综合监控系统;数据中心制冷从集中冷却逐步发展到大量采用恒温恒湿的专用空调;采用新风系统和机房正压防尘。计算机的计算能力达到千亿次量级，并逐渐小型化，服务器成为数据中心设备主体;网络设备进入数据中心并大量应用，多台服务器联网使用。
3. 服务中心，即服务性数据中心阶段，出现于21世纪初
随着信息化建设的不断深入，机构对信息系统和数据完整性的依赖程度越来越高。机构对数据中心的可用性和服务性的要求更高，IT服务管理成为一种标准化的工作，并借助IT技术实现集中的自动化管理;同时IT绩效成为IT服务管理工作的一部分，IT服务质量成为关注重点。在这个阶段，数据中心不仅是成本中心，更是机构信息化的服务中心。该阶段数据中心除承担核心计算、数据存储及备份外，开始承担机构的核心业务运营支撑、信息资源服务及业务连续性管理等功能。
1.2.2 新一代数据中心的发展趋势
新一代数据中心与传统数据中心有着几方面差异：首先，现有的数据中心基本上是基于比较低的标准进行建设的;其次，原来机构往往把数据中心建设工作看成是一个装修工程，新一代数据中心则是把数据中心建设看成一个系统工程，而且主要是关于机电设施建设的系统工程，它不仅要有一个足够强壮的供电系统、制冷系统以及动态分配系统，还能满足IT高可用性、高连续性、高灵活性要求。
对于新一代数据中心，目前国内外均没有统一和权威的定义，各厂商从自身的发展策略和产品线出发，提出了各自的看法。国际上普遍认为新一代数据中心必须具备如下几个基本特征：虚拟化、整合、绿色节能、安全、自动化、性能优化等，也就是说，只有符合这些特点的数据中心，才能够称之为新一代数据中心。我们认为，新一代数据中心应当具备如下特点。
1. 灵活性
灵活性是新一代数据中心的重要指标之一，同时也是机构业务变更过程中的必然需求。机构在扩展、增加业务时，必然要对IT资源做出动态调整。业务增加时资源不能及时提供，或者业务减少时资源不能及时收回，都会对机构运营带来不良影响。
虚拟化技术是实现业务灵活性的重要手段，使用较少的硬件和电力能耗，而能实现更大处理能力。大量的机构为了资源整合采用了虚拟化产品，这些产品能够使虚拟化应用扩展到服务器以外的领域，包括存储和网络设备。
2. 绿色节能
能耗是数据中心主要的运维成本，建设绿色数据中心，可以达到节省运维成本、提高数据中心容量、提高电源系统的可靠性及可扩展的灵活性等效果。理想状态下，通过虚拟化、刀片服务器、水冷方式等多种降耗方式，在满足同等IT设备供电情况下，绿色数据中心可以降低空调能耗20%~45%。因此，绿色数据中心是新一代数据中心发展的重要方向之一。至于如何实现数据中心的绿色环保，从芯片、服务器、存储到网络设备厂商，甚至是软件厂商，都在通过更优化的设计，力图在提升产品性能的同时，推出更为节能的产品，以帮助数据中心实现节能降耗。服务商可以从数据中心生命周期的角度，从建设到运维，全面实施绿色节能策略。
3. 模块化
新一代数据中心应当具备模块化的特征，这些模块是基于标准的，能够被灵活地采购和获取，具有极高的安全特性，尤其重要的是应该采用面向服务的架构，从而使机构可以更加灵活、动态地部署新业务和应用。
数据中心采用模块化方式构建将更灵活，更适应未来数据中心发展的需要。我们完全没有必要再将数据中心看成一个单一整体，我们可以将数据中心按应用、服务类型和资源耗费率将数据中心分成多个功能区域。各个功能区域在不影响其他区域运行的情况下，可以动态升级和维护。比如，按照密度可以分为高密度区和普通密度区，在高密度区，地板承重、冷却系统及电源供给配置都更高，可以满足更高要求的数据中心服务需求。当然，还有很多其他分类方式，比如，按照应用类型，可以将数据中心分为运行中心、测试中心、灾备中心等独立区域。
4. 整合
整合是新一代数据中心领域需关注的重要管理手段。机构可以通过重新设置服务器，提高服务器利用效率或者采用新型刀片服务器等多种方式提升数据中心的利用效率。机构也可以通过采用虚拟化技术及关闭高能耗、低效率数据中心等手段整合数据中心资源。
5. 自动化
新一代数据中心应当具备快速服务交付能力，实现可视性、可控性的自动化管理;同时，能够提供更高的效率、更经济的成本和更快的响应速度，使机构能够轻松应对服务变化和发展的需要。在新一代数据中心中，需要自动化管理工具对大量和复杂的IT管理任务进行智能化和自动化的部署。新一代自动化管理技术将涵盖桌面设备、服务器、网络、存储与备份等平台设备，减少人工干预，从而有效避免人为错误导致的断电和其他问题的发生。
6. 稳定和安全
早期的数据中心基础设施无法从中断事故中快速恢复，同时，网络攻击和网络病毒给数据中心的安全制造了诸多的麻烦。系统稳定和安全必将成为新一代数据中心的基本属性。虚拟化技术在系统的可靠性方面扮演着越来越重要的角色，它能够整合各种异构的资源。当某个系统出现故障时，可以实现动态迁移，从而保障应用的不中断运行。
7. 虚拟化和云计算
新一代数据中心应该具备虚拟化的特征，虚拟化将打破IT用户和IT资源之间的束缚，让复杂的系统简化。虚拟化是影响新一代数据中心发展的重要技术之一。虚拟化的优势在于有效地提高了数据中心的利用效率，降低了投资成本，整合、优化了现有服务器的资源和性能，可以灵活、动态地满足业务发展的需要。虚拟化让数据中心所承载的基础设施资源可以像水、像电一样随意取用。与虚拟化紧密相连的商业模式是云计算，云计算的核心就是虚拟化资源共享。
