数据中心报告

数据中心的发展趋势

数据中心，作为互联网行业的基础服务体系，是承载云计算与未来业务发展的重要载体。 随着网络建设的不断发展， 数据中心越来越重要， 企业对于数据中心的依赖性越来越强， 企

业业务相关数据越来越庞大， 新形势下对数据中心的要求越来越高。 所谓数据中心，是一套

由计算机及相关配套设备所组成的，

以储存、传递、展示、加工处理数据为主要目的的完善

系统工程。本文将追溯数据中心的发展历程， 阐述当下对数据中心新的要求，

从而总结未来

数据中心的发展趋势。

1. 数据中心的发展历程

数据中心的发展历史并不长，是人类社会进入 21世纪以后刚刚出现的新生事物。

但是，其短短的十几年发展历程仍然可以划分为三个阶段：

第一阶段是数据中心的外包业务时期。在这一阶段，数据中心刚刚产生，业务围比 较狭窄，提供的服务大部分属于场地、电源、带宽等资源的出租服务和维护服务等，服 务所面向的客户群体主要是一些大型的企业和特殊行业

2007年后数据中心进入第二阶段，数据中心的业务围得到了拓展， 除了在基础资源

的出租服务和维护服务上，也产生了一些增值业务，数据中心的服务模式也变成了“基 础资源出

租业务+增值业务”的服务模式。增值业务的种类包括托管、服务 器托管、应

用托管、网络加速、网络安全方案、负载均衡、虚拟专用网等。

第三阶段，数据中心的概念被进一步拓展，功能更加多样化。这一阶段的数据中心， 以虚拟化、综合化、大型化为主要特征。目前，数据中心正处于第二阶段向第三阶段转 型的过渡阶段。

2. 大数据行业环境分析

全球流量正在以极快的速度发展，以国为例，三大运营商骨干网从 2009年以前的

10G 带宽技术、2010年推广40G 带宽技术、2012年实施100G 骨干波分技术、2015 年测试

400G 技术，宽带增速以倍数级增长。

未来，随着5G 铺开，视频业务、物联网、 VR AR 等应用会在未来逐渐落地，流量

增长将持续上演，思科的数据显示，到2020年，固网和移动数据流量将达目前的

2倍

和5倍。

图 2.全球 IP 流量（Petabytes/ 月，2015-2020 年）

Mobile data

■ Managed IP ■ Fixed Internet

IDC预测显示，全球数据中心数量将在2017年达到860万（目前约400-500 万），其型数据中心（产量超过9000架的空间或有超过225000平方英尺的计算空间）的占比将超过70%数据中心数量大幅增加。

流量方面，思科的数据显示，到2020年，全球进行云计算的数据总流量将达到网络数据总流量的92%数据中心的数据流量将达到14.1 ZB,是2015年的5倍，这对

数据中心部的信息传输和处理提出了很高的要求

图3.全球数据中心流量（Zettabytes /年，2015-2020 年）

目前全球数据中心以40G、100G模块为主（国目前正在测试25G）,数据中心部（芯

片部、芯片与芯片之间、机架部、机架与机架之间等）的传输以电信号传输为主。

数据中心流量的爆发式增长，对数据中心部传输提出了新的要求，未来数据中心必定很快向

200G、400G甚至更高的传输速度演进。铜线的这一传输极限未来将无法满足数据中心通信

和云计算产业的发展需求，需要更快的传输速度，数据中心部的光进铜退成为必然。

2016年8月，Intel宣布其硅光子模组（100G收发器）正式投入商用，代表数据中心的铜线架构将快速被高速光纤的硅光架构取代。

云计算的发展也为数据中心提出了新的要求，云计算是分布式处理（Distributed Computing ）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing ）的发展，它通

过互联网络，将计算处理的数据，拆分成无数个小的计算模块，经过多方位的快速运算后，再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分析之后将处理结果回传给用户。云存储是在云

计算（cloud computing ）概念上延伸和发展出来的一个新的概念。

随着产业规模的扩大，数据中心的耗能越来越大，据估算，2015年中国数据中心电力

消耗达到1000亿度，堪比三峡水电站的年发电总量。据不完全统计，我国数据中心总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的 1.5%,其多数数据中心的PUE仍普遍大于2.2 ,

与国际先进水平相比有较大差距，节能潜力巨大。

3. 数据中心的发展趋势

数据爆炸式增长以及云计算的发展，使云存储顺势而生。云存储是指通过集群应用、网

格技术或分布式文件系统等功能，将网络量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储是一个由网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网、和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心，通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务

3.1云存储的结构模型

存储层是云存储的基本部分，相当于云存储的心脏部分，其 他的功能与应用都是围绕

此部分来设计的。各个存储设备通过网络设备连接在一起， 存储设备可以是 FC 光纤通道存

储设备，也可以是 NAS 和iSCSI 等IP 存储设备。管理这些存储设备的，是一个名为“存 储设备管

理”的系统，它的任务就是负责实现储设备 的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理

以及硬件设备的状态监控和故障维护。

基础管理层，就是云存储的大脑部分，云存储的大部分功能， 都是以管理层为前提来

完成的，这部分也难实现。基础管理层，通过自身设定好的规则，来完成文件之间的集群、 交互、文

件分布和计算等功能，

协调多个云存储设备之间的协同工作任务。

同时，基础管理

层还要负责数据之间的备份，保证云存储中数据的安全等等。

云存储相比以往的存储设备， 大的优势就是能为客户提供不同的应用接口， 比如提供视

频监视的平台、IPTV 和视频点播应用平台及远程数据备份应用平台等。

任何一个授权用户都可以通过公用应用接口登录云存储系统， 享受云存储服务。不同的 云存储运营单位提供的访问类型和访问手段也不尽相同。

3.2云存储安全模型

大数据中心云存储安全模型由云计算服务器、 用户（数据所有方）和可信第三方（属性

发布机构）等构成。

3.2.1云计算服务器

为保证业务系统和用户数据的安全， 云计算服务器必须先通过安全审查， 才有资格能向

用户提供云计算服务；

它负责对用户运行状况和所提供的云计算服务进行监管，确保能够

持续满足用户安全需求；合同关系结束后，应依据用户

业务和数据的迁移需求提供相关服

访问层

应用接「】层

基础管理坛

存储层

网轿（广城网或耳联网｝接入.用门认逬、权隈肯砰

公用AFI 接口*吨用软件、陆b s-ervic?

集群索统 分布式文件系貌 M 胳计笄

内客分发

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数据加医 缺据备I 分

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