《管見》周立:企業(yè)數(shù)據(jù)中心技術(shù)發(fā)展與實(shí)踐


企業(yè)數(shù)據(jù)中心是支持企業(yè)開展計算活動和存放相關(guān)數(shù)據(jù)的物理設(shè)施,它包含計算機(jī)系統(tǒng)及所支撐的應(yīng)用系統(tǒng)、與互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備、電源與環(huán)境控制設(shè)備,以及確保安全的相關(guān)設(shè)備。
近年來,在云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能等新一代信息技術(shù)的融合應(yīng)用與各個行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的共同驅(qū)動下,數(shù)據(jù)中心投資規(guī)模穩(wěn)步增長。根據(jù)艾瑞咨詢的研究報告,中國數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模在2012—2020年期間年均增幅約30%左右。
對企業(yè)而言,租用第三方云服務(wù)商的設(shè)施構(gòu)建自己的數(shù)據(jù)中心是個快捷且安全的辦法,適合業(yè)務(wù)及規(guī)模變化較大的初創(chuàng)期企業(yè),而一些中大型企業(yè)適宜采用自建方式,一方面減少對第三方的依賴,為自身發(fā)展提供可靠的資源保障,另一方面可以為自己量身打造最合適的產(chǎn)品,進(jìn)一步提升自身的競爭力。
一、企業(yè)數(shù)據(jù)中心發(fā)展變遷史
上世紀(jì)八十年代前,計算機(jī)只有主機(jī)系統(tǒng),一個主機(jī)系統(tǒng)天然就是一個數(shù)據(jù)中心。自從微機(jī)開始繁榮,分布式應(yīng)用大行其道,自此之后,數(shù)據(jù)中心迅猛發(fā)展,從技術(shù)上看經(jīng)歷了三個主要階段:
1.傳統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)
這個階段PC在企業(yè)得到大量應(yīng)用,數(shù)據(jù)分散存放,產(chǎn)生了數(shù)據(jù)安全和可靠運(yùn)行方面的需求。應(yīng)運(yùn)而生的數(shù)據(jù)中心將各類服務(wù)器集中存放,配置相應(yīng)的訪問控制、病毒查殺、高可用冗余等設(shè)備和技術(shù)以及支撐環(huán)境。這個階段數(shù)據(jù)中心只是服務(wù)器的簡單堆迭。
2.虛擬化技術(shù)
這個階段虛擬化技術(shù)得到應(yīng)用。虛擬化技術(shù)源于早期的主機(jī)系統(tǒng),該技術(shù)可以在一臺主機(jī)上運(yùn)行多個操作系統(tǒng)。虛擬化技術(shù)可以將計算硬件資源軟件化,并以一定的顆粒度對計算機(jī)硬件資源進(jìn)行單元劃分,來實(shí)現(xiàn)對計算資源的高度利用。比如原來一臺計算機(jī)只能運(yùn)行一個操作系統(tǒng),經(jīng)過虛擬化之后,一臺主機(jī)便可以運(yùn)行多至數(shù)十個操作系統(tǒng)。
虛擬化技術(shù)的應(yīng)用大大提高了數(shù)據(jù)中心的資源使用效率,減少了對硬件的依賴,為應(yīng)用的遷移和恢復(fù)帶來了極大便利。
3.超融合架構(gòu)
超融合指的是在同一套單元設(shè)備中不僅僅具備計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器虛擬化等資源和技術(shù),且多套單元設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)聚合起來,實(shí)現(xiàn)模塊化的無縫擴(kuò)展,形成統(tǒng)一的資源池。
超融合數(shù)據(jù)中心的建設(shè)是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。超融合可以為數(shù)據(jù)中心提供從單一算力走向多樣化計算,進(jìn)而驅(qū)動AI計算、異構(gòu)計算快速發(fā)展,這在智能化、大數(shù)據(jù)、信創(chuàng)等場景中至關(guān)重要。而在存儲方面,超融合數(shù)據(jù)中心可以實(shí)現(xiàn)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的有效存儲。存儲產(chǎn)業(yè)的能力進(jìn)化,支持了超融合數(shù)據(jù)中心可以在分布式存儲的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共同管理甚至打通數(shù)據(jù)湖。針對超融合數(shù)據(jù)中心的存儲能力升級,可以有效消除數(shù)據(jù)孤島,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施成本下降。從計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、架構(gòu)、運(yùn)維管理等多方面看,超融合數(shù)據(jù)中心都已經(jīng)具備了技術(shù)優(yōu)勢。
二、近年發(fā)展趨勢
1.分布式化
多數(shù)據(jù)中心通過虛擬化技術(shù)構(gòu)成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心,企業(yè)將應(yīng)用程序和工作負(fù)載部署靠近業(yè)務(wù)發(fā)生地,并盡可能提供最好的業(yè)務(wù)結(jié)果,數(shù)據(jù)中心將變得越來越分散。
2.智慧化運(yùn)維管理
人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)有助于遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控數(shù)據(jù)中心。通過AI算法對數(shù)據(jù)中心的資源進(jìn)行調(diào)度管理保障負(fù)載均衡。通過引入深度學(xué)習(xí),自動診斷運(yùn)行工況,可及早報告隱患甚至排除部分故障。
新一代數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理軟件將具備智能化和自動化特性及能力,對管理范圍內(nèi)的各資源進(jìn)行整合、預(yù)測與分析,從而減少運(yùn)營所需的專業(yè)人員配置。
3.低碳環(huán)保
高能耗一直是數(shù)據(jù)中心的頑疾,雖然在能效比上已取得長足的進(jìn)步,但隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴(kuò)大,能耗問題始終是數(shù)據(jù)中心建設(shè)首要關(guān)心的問題。
三、遠(yuǎn)光公司數(shù)據(jù)中心實(shí)踐
遠(yuǎn)光軟件數(shù)據(jù)中心經(jīng)過二十多年的發(fā)展,從早期的僅存放域服務(wù)器和郵件服務(wù)器的簡易機(jī)房,發(fā)展到今天“兩級三地四中心”的分布式虛擬數(shù)據(jù)中心,經(jīng)歷基本與數(shù)據(jù)中心發(fā)展的三個階段契合。
1.兩級三地四中心分布式
遠(yuǎn)光軟件在珠海、北京、武漢三地建設(shè)了數(shù)據(jù)中心。其中,除原有珠??偛繄@區(qū)數(shù)據(jù)中心以外,目前在建的遠(yuǎn)光智能產(chǎn)業(yè)園數(shù)據(jù)中心將于2022年第四季度投入使用。新建設(shè)的數(shù)據(jù)中心將成為一級生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心,負(fù)責(zé)全司的各類核心生產(chǎn)業(yè)務(wù),以及對外提供的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)。其余三個二級數(shù)據(jù)中心則為各研發(fā)中心、分支機(jī)構(gòu)提供各類研發(fā)、實(shí)施過程中所需的資源及數(shù)據(jù)備份庫。四個數(shù)據(jù)中心之間采用專用的國內(nèi)電路雙線連接,保證資源可以協(xié)同分配,為公司研發(fā)生產(chǎn)提供強(qiáng)而有力的資源支撐。
2.服務(wù)云化
公司統(tǒng)一建設(shè)云服務(wù)平臺,包括了研發(fā)仿真云、算力云、桌面云、信創(chuàng)云及公共服務(wù)云。
研發(fā)仿真云通過虛擬化技術(shù)和容器技術(shù),為公司的研發(fā)提供各類仿真資源。
算力云主要為人工智能、大數(shù)據(jù)分析提供充足的算力資源。
桌面云保障在研發(fā)過程中,研發(fā)人員通過云服務(wù)終端進(jìn)行研發(fā)活動,研發(fā)過程中的全部數(shù)據(jù)均在云端,確保數(shù)據(jù)不落地,保證信息安全。
信創(chuàng)云支撐了公司產(chǎn)品的信創(chuàng)適配、測試與應(yīng)用。
公共服務(wù)云主要為公司各類生產(chǎn)業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供支撐。
3.數(shù)字化監(jiān)控、遠(yuǎn)程移動監(jiān)控
受疫情影響,本地化的遠(yuǎn)程辦公已經(jīng)成為公司的主要辦公模式。數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定、安全運(yùn)行,也成為公司業(yè)務(wù)連續(xù)性的重中之重。近幾年,在原來數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控平臺的基礎(chǔ)上,公司持續(xù)建設(shè)了性能監(jiān)測平臺、安全態(tài)勢感知平臺、電力監(jiān)控平臺等,實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)中心的電力供應(yīng)、運(yùn)行環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢等方面的數(shù)字化監(jiān)控。同時,通過自研的統(tǒng)一提醒平臺,實(shí)現(xiàn)了異常告警信息多渠道實(shí)時推送,有效地保障了運(yùn)維團(tuán)隊、安全團(tuán)隊對各類突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)。
4.AI能效管理,綠色低碳
在工業(yè)和信息化部發(fā)布的《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中,專門設(shè)置了“綠色節(jié)能”類別的發(fā)展指標(biāo),這也對數(shù)據(jù)中心的PUE(Power Usage Effectiveness,評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo))指標(biāo)提出了更高的要求。在新的一級數(shù)據(jù)中心建設(shè)中,遵循了綠色低碳的規(guī)范要求,通過模塊化數(shù)據(jù)中心的特性,結(jié)合智能化的能效管理,實(shí)現(xiàn)更高密度的空間利用,更精細(xì)化的溫度濕度管理,從而建設(shè)更綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。
結(jié)語
在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代,企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型將面對呈爆發(fā)式增長的數(shù)據(jù)。對數(shù)量巨大、來源分散、格式多樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和分析計算,傳輸和應(yīng)用需求也大幅度提升。數(shù)據(jù)中心不僅僅是支撐企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,還可以幫助企業(yè)獲得基于效率和敏捷性的競爭優(yōu)勢。遠(yuǎn)光軟件積極構(gòu)建更安全可靠、更穩(wěn)定高效、綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心,助力企業(yè)打造優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù),為越來越多的中國企業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供源源不斷的智慧支撐。