「DATA-CENTER」- 数据中心 | DC | Data Center | 相关技术

认识

数据中心(Data Center),顾名思义就是数据的中心,其是个专门用来存储、处理、管理大量数据的设施,用来传递、展示、计算、存储海量数据信息,是企业处理和存储海量数据的地方。数据中心是一套复杂的设施,专门设计用于存储、管理和传输大量数据。

数据中心是个大型机房,企业利用通信运营商已有的互联网线路、带宽资源,建立标准化的数据中心机房环境,为企业、政府、个人提供计算、存储、安全等全方位的服务。

数据中心机房 数据中心机柜

组成

数据中心是整套包括机房在内复杂的设施,其通常由如下部分组成:大型服务器、网络设备、存储系统、其他相关设备

它通常包含成排的服务器、存储系统、网络设备以及确保这些系统稳定运行所需的电源和冷却系统。

它不仅包括计算机系统和其它与之配套的设备(例如,通信系统、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、各种安全装置。

数据中心的使用分层架构,通常:

  • L1 数据中心基础设施;
  • L2 数据中心的 ICT 设备;

基础设施 | L1

设备类型 | L2

数据中心设备(不包括数据中心基础设施)简单分为三类:计算设备、存储设备、网络设备。

数据中心机房内的关键设备包括:服务器设备、网络设备、存储设备等。

中小型数据中心,是指这些关键设备中,如服务器设备数量有限进而体现为物理空间小,网络设备需求量不大,后续扩容有限等特点。

现代数据中心主要包括以下几个部分:
1)计算系统,由大量的服务器设备组成,是数据中心的心脏,负责数据中心海量数据的处理。
2)存储系统,由不同类型的存储设备组成,存储设备是海量数据储存的地方,是用于信息储存的设备。
3)数据中心网络,由不同类型的网络设备组成,如交换机、防火墙等,负责联接数据中心内部的计算系统和存储系统,其间的数据交互都要通过数据中心网络实现。

设备类型:计算;存储;通信;

数据中心是由多个不同的组成部分组成的,这些组成部分包括:
1)服务器(计算):数据中心的核心组成部分是服务器,它们用于存储和处理数据以及运行应用程序。
2)存储设备(存储):数据中心还包括多种存储设备,如硬盘、磁带和闪存,用于保存数据。
3)网络设备(通信):数据中心还包括各种网络设备,如交换机、路由器和防火墙,用于管理和连接服务器和其他设备。

性质

对企业来说,数据中心实际上就是个人电脑的扩大版,承担着企业数据的计算、存储和转发的重任。
数据中心具有运行速度快、存储量大、安全性高等特点。
数据中心提供了高度安全、高可靠性和高性能的环境,以确保数据的安全性和可用性;

为了提高效率和可持续性,现代数据中心采用了各种技术和方法。例如,虚拟化技术可以将物理服务器划分为多个虚拟服务器,从而提高资源利用率。同时,数据中心也采用了节能技术和绿色能源解决方案,以减少能源消耗和环境影响;

数据中心的类别

数据中心作为信息技术的基础设施,其类型和规模随着企业需求和技术发展而多样化。从小型的本地服务器房间到大型的全球云服务设施,数据中心的设计和容量各有不同,以适应不同的业务需求和预算考虑。本章将探讨数据中心的不同类型和规模,以及它们如何影响企业的运营和技术战略。

数据中心的类型和规模是企业信息技术战略的关键组成部分。选择合适的数据中心不仅能够提高运营效率,还能确保数据的安全和合规性。随着技术的不断进步,数据中心的设计和运营也在不断演进,以满足日益增长的计算和存储需求。

1、按照功能划分的数据中心
企业级数据中心:这些数据中心通常由单一企业拥有和运营,专为该企业的需求设计。它们可能位于企业的办公地点或远程位置,专注于支持企业的关键应用程序和数据存储。
互联网服务提供商(ISP)数据中心:这些大型设施由互联网服务提供商拥有,为大量网站、应用程序和在线服务提供托管服务。
云数据中心:由云服务提供商运营,提供可扩展的计算资源和数据存储,供多个客户使用。它们通常分布在多个地理位置,以提供更好的性能和灾难恢复能力。
灾难恢复数据中心:专门设计用于在主数据中心发生故障时接管操作。这些中心可能规模较小,但必须具备运行关键系统的能力。

2、按照规模划分的数据中心
小型数据中心:可能只有几个机架的服务器,适合小型企业或远程办公地点。它们通常位于现有建筑内,空间和电力需求有限。
中型数据中心:拥有更多的机架和更复杂的基础设施,能够支持更大规模的运营。这些数据中心可能服务于中等规模的企业或作为大型企业的辅助设施。
大型数据中心:这些是高容量设施,可能包含数千个服务器机架,并且具备先进的冷却、电力和网络连接。它们通常由大型企业或云服务提供商运营,以支持全球范围内的服务。

数据中心的规模

从小型机房到大型设施,甚至是跨国级别的超大型中心。它们通常位于安全可靠的地理位置,配备了强大的物理安全措施和网络安全防护;

数据中心有哪些核心功能

数据中心的核心功能包括:

数据存储:安全地存储大量数据,包括企业运营数据、用户信息和应用程序数据。
数据处理:提供必要的计算资源,以快速处理和分析数据。
数据分发:确保数据可以高效地传输给需要它的用户和系统。
安全性:保护数据不受未授权访问和各种网络威胁。
可用性和冗余:确保数据中心的服务即使在硬件故障或其他问题发生时也能持续运行。

构造

数据中心可以是企业自建的,也可以是由第三方服务提供商运营的,后者通常被称为云数据中心。

IDC(Internet Data Center,互联网数据中心)是专门为互联网服务提供商(ISP)、云计算公司、企业等提供服务器托管、网络带宽、存储、计算及安全服务的专业化数据中心。它是现代数字化经济的核心基础设施之一,支撑着云计算、大数据、人工智能、物联网等技术的发展。

超融合 | Hyper-converged Infrastructure

超融合基础架构(Hyper-Converged Infrastructure,HCI) 是一种以软件定义为核心,将计算、存储、网络和虚拟化资源深度融合在同一套通用硬件平台上的架构。它通过分布式架构实现资源池化与统一管理,具备多种优势(高可用、易扩展、自动化、低成本、……),广泛应用于私有云、混合云、边缘计算、虚拟桌面等场景,是数据中心向云化和智能化演进的重要技术方向。

OCP Open Compute Project

Open Compute Project – Wikipedia

The Open Compute Project (OCP) is a collaborative community focused on redesigning hardware technology to efficiently support the growing demands on compute infrastructure.

目的:分享数据中心产品设计;

OCP projects:

  • Server designs
  • Data storage
  • Rack designs
  • Energy efficient data centers
  • Open networking switches

应用

数据中心为各种互联网服务和业务提供支持,并采用先进技术和方法来提高效率和可持续性;
数据中心扮演着关键的角色,支持各种互联网服务和业务运营。它们托管了大型网站、应用程序、云计算服务和企业的 IT 基础设施。
数据中心通过提供灵活的计算和存储资源,以及高速网络连接,使得用户能够迅速访问和处理数据;

提供高效处理信息和数据的方法

随着企业的发展,企业每天需要处理的数据量日益增加,办公室内个人计算机的处理能力已经不足以满足企业的需求。为了提供更为高效的处理信息和数据的方法,企业通过自建或租用数据中心将海量的数据进行集中处理,满足企业发展的需要。

金融、政府、大企业

数据中心在现代商业和技术中的作用

在商业领域,数据中心是企业运营不可或缺的一部分。它们支持关键业务应用程序,如客户关系管理(CRM)、企业资源规划(ERP)和供应链管理(SCM)系统。此外,数据中心也是推动数字化转型、大数据分析和物联网(IoT)等现代技术趋势的基石。

技术层面上,数据中心是云计算服务的基础,它们使得软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)等模式成为可能。随着移动设备的普及和 5G 网络的部署,数据中心在处理和分发海量数据方面的作用愈发凸显。

数据中心还对科学研究至关重要,它们为复杂的模拟和计算提供所需的大规模计算能力,从而推动了医学、天文学和气候科学等领域的进步。

改进

WIP

参考

HCIP-Data Center Network V1.0 培训材料
做数据中心产品必看的书籍? – 知乎
数据中心行业入门阅读书籍推荐(基础设施方面)- 知乎
双十一书单 | 这些实用的数据中心书籍收藏一波 – 知乎

教育培训:暂不考虑。我们仅是以了解为目的,在我们工作中,相关技术并非硬性要求,不需要过多投入;

书籍文献:

1)《数据中心手册》;作者: 耿怀渝(Hwaiyu Geng);出版社: 机械工业出版社;原作名: DATA CENTER HANDBOOK;译者: 黄冬梅;出版年: 2022-5-4;页数: 570;定价: 239.00 元;装帧: 精装;ISBN: 9787111697480
2)关于数据中心在运维、管理、建设方面,一个系列 1、2 两本:《数据中心基础设施运维 1》、《数据中心建设及管理》;
3)数据中心专业知识、节能方面的书籍,不过目前数据中心行业节能技术更新换代比较快,因此最好买近几年新出版的书籍:《绿色数据中心高效适用制冷技术及应用》、《数据中心节能技术应用指南》、《数据中心节能技术与应用》;
4)对于 IT、电气专业可以参考:《数据中心热点技术剖析》;
5)数据中心基础设施维护规程,不过读起来专业知识比较多,有些晦涩:《数据中心基础设施维护规程》
6)数据中心建设、设计类书籍:《新基建:数据中心规划与设计》、《数据中心建设与运行管理》

综合类:《数据中心手册》;作者:[美]耿怀渝(HwaiyuGeng)等著黄冬梅译;出版方:中国友谊出版公司;出版时间:2022-05-01;
设计类:《数据中心规划与设计》;作者:钟景华等;出版方:电子工业出版社;出版时间:2021-02-01;
运维类:《数据中心基础设施维护规程》;作者:中国通信企业协会通信网络运营专业委员会;出版方:电子工业出版社;出版时间:2016-07-01;
设计类:《数据中心供配电技术与设计》;作者:郭武;出版方:机械工业出版社;出版时间:2022-7-1;
节能类:《数据中心冷却节能技术》;作者:李国柱,王清勤,李俊明,赵旭东等;出版方:中国建筑工业出版社;出版时间:2021-11-1;
小说类:《从运维菜鸟到大咖》;作者:程小丹等;出版方:电子工业出版社;出版时间:2020-5-1;
设备类:《UPS 电源技术及应用》;作者:郭彦申,杨贵恒,张颖超,黄徐祎;出版方:化学工业出版社;出版时间:2021-8-1;
金融类:《银行数据中心基础设施建设与运维管理》;作者:龚伟华,王刚等;出版方:机械工业出版社;出版时间:2021-8-1;
暖通类:《绿色数据中心高效适用制冷技术及应用》;作者:黄翔,邵双全,吴学渊等;出版方:机械工业出版社;出版时间:2021-6-1;
监理类:《数据中心配套建设工程监理实务》;作者:赵忠强等;出版方:矿业大学出版社;出版时间:2020-6-1;
节能类:《数据中心节能技术与应用》;作者:张泉,李震等;出版方:机械工业出版社;出版时间:2018-8-1;
造价类:《电子建设工程预算定额》;作者:工业和信息化部电子工业标准化研究院;出版方:中国计划出版社;出版时间:2015-11-1;
建设类:《数据中心建设技术与管理》;作者:万大勇,蒋武,周杰刚;出版方:中国建筑工业出版社;出版时间:2022-9-1;
企业类:《京东数据中心构建实战》;作者:吕科;出版方:机械工业出版社;出版时间:2018-9-1;

官方文档

1)《电子计算机机房设计规范》(GB50174);

2)国际标准;
华为数据中心网络设计指南 | https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100023543?section=j008

企业数据中心建设相关的书籍

以下是一些与企业数据中心建设相关的书籍推荐:

  • 《数据中心手册》:这本书堪称数据中心领域的百科全书,由 7 个国家的 51 位专家精心编写。内容既深入到数据中心设计建设技术层面,又关注数据中心运营财务和战略指标,还涵盖了数据中心的前期咨询、选址、建设,以及后期的运维等全生命周期的基本原理、相关技术和策略。无论是数据中心的设计者、建设者、管理者还是投资者,都能从中获取丰富的知识,也是高校相关专业师生及其他人士了解该行业的入门材料。
  • 《数据中心建设与管理指南》:从数据中心生命周期和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。对于想要系统了解数据中心建设管理理论和实践方法的人来说,是一本很有价值的参考书籍。
  • 《新基建:数据中心规划与设计》:基于国内外数据中心建设标准,总结归纳了数据中心规划与设计的理论、方法和实践经验。主要内容包括数据中心概述、评价指标、网络及物理模型、可靠性可用性模型、能效和经济模型、基础设施规划等多个方面,适合数据中心规划、设计、施工等相关人员阅读。
  • 《银行数据中心基础设施建设与运维管理》:作为银行业信息化系列首批丛书之一,虽然重点是银行数据中心,但其中很多建设与运维管理的流程、方法、技术和经验具有普适性。系统地讨论了银行数据中心基础设施规划建设与运维管理的各个方面,对于企业数据中心建设在基础设施建设、运维管理等方面具有很好的借鉴意义。
  • 《数据中心热点技术剖析》:集结了开放数据中心委员会(ODCC)的部分优秀成果,探讨了数据中心基础设施、服务器和网络方面的热点技术。可以帮助读者了解数据中心行业的技术发展趋势和前沿技术,对于关注技术创新的企业数据中心建设者和管理者是很好的学习资料。
  • 《数据中台:让数据用起来》:数据中台是企业数据中心的重要组成部分,这本书是系统讲解数据中台建设、管理与运营的著作,旨在帮助企业将数据转化为生产力,顺利实现数字化转型。对于企业在数据中心建设中如何构建和运用数据中台具有指导意义。
  • 《云原生数据中台:架构、方法论与实践》:从云原生角度讲解数据中台的业务价值、产品形态、架构设计、技术选型、落地方法论、实施路径和行业案例。作者将在硅谷的大数据平台建设经验与在国内的数据中台建设经验进行深度融合,对国内企业的数据中台建设和运营具有很高的参考价值。