1.2 数据中心的研究范围与定义

1.2.1 数据中心的定义

数据中心是伴随着网络不断发展的需求而发展起来的，为各个行业提供大规模、高质量、安全可靠的专业化服务器托管、空间租用、网络带宽批发以及ASP、电子商务等应用服务。

数据中心在大型主机时代就已出现，20世纪60年代，大型主机时期出现的重要数据的灾难备份中心可以说是数据中心的雏形。20世纪90年代中期，美国Exodus提出的“数据中心”，是通过托管、外包或集中方式向企业提供大型主机的管理维护，以达到专业化管理和降低运行成本的目的。现在的数据中心业务模型已经超出了原来的范畴，它将向用户提供更加全面的、更加个性化的服务，以满足不同客户的个性化需求。

现在，数据中心是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等的有机组合。从应用层面看，包括业务系统、基于数据仓库的分析系统；从数据层面看，包括操作型数据、分析型数据以及数据与数据的集成/整合流程；从基础设施层面看，包括服务器、网络、存储设备和整体IT运行维护服务。数据中心不同层面提供的服务示意图见图1-3。

1.2.2 数据中心的组成

数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。数据中心是由于数据大集中而形成的集成IT应用环境，是数据处理、数据交换与数据存储的中心，也是企业的业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等的有机组合。

从数据中心的组成来看：应用层面上包括业务系统、分析系统；数据层面上包括操作型数据、分析型数据、数据间的集成整合；基础设施层面包括服务器、网络、数据存储器和整体IT运行维护服务。

从数据中心逻辑架构来分，具体包含应用架构、数据架构、执行架构、基础架构（物理架构）、安全架构和运维架构。

应用架构是指数据中心和它所支撑的应用系统间的关系。数据架构是指应用系统数据的构成、存储方式，同时也有数据标准等。执行架构是指数据仓库在运行时所拥有的关键功能，包括数据的访问、获取与整合。基础架构（物理架构）指的是为应用系统提供支撑的硬件平台，具体包含服务器、网络、数据存储器等设施。安全架构包含在运维、应用、数据、基础设施等各个过程中，指的是为系统硬件平台及应用系统等方面提供整体安全性的所有技术及服务功能。运维架构为整个系统搭建了统一的管理平台，主要针对信息维护人员，同时提供管理维护工具，比如一系列的管理流程。

1.2.3 数据中心的作用

数据中心产生于业务的发展、管理需要，如Apple公司的App Store。App Store涉及的开发平台、存储、下载、收费与分成等功能产生了整合不同业务系统中客户数据的需求。这个需求会导致数据存储量增大，对数据处理能力要求高，网络带宽要求大，数据的安全性要求更高，进而对机房条件、电源条件、人员和管理能力都有相应的提高。App Store的实现原理见图1-4。

又如Facebook有超过5亿用户，每月的访问次数达到5700亿次，要为数量极大的客户提供服务，以至于原来任何单一型号的计算机、存储设备都无法满足其处理要求，这就需要有集成多台计算机、存储设备、网络设备的能力，为客户提供服务。

物联网（the Internet of Things）把感测器装配到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上，通过网际网路连接起来，进而运行特定的程序，达到远程控制或者实现物与物的直接通信。由于每个人周围的设备可以达到1000～5000个，所以物联网可能要包含500亿～1000万亿个物体，在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网连接。这些新应用的出现也将会带来大量的数据存储与传输的需求。

1.2.4 投资建设数据中心的条件及影响

通过建设多个数据中心，形成一个网络，具有多方面的优势：

1）在不同地点建多个数据中心，可以越来越多地避免灾难（如大地震、雪灾、恐怖袭击、大停电、海啸、海底电缆断裂和飓风等）。还可以避免业务中断的损失，如停机的损失增大、品牌的损失、生产力的损失及不良的社会影响。

2）在不同地点建多个数据中心，可以获得公司整体的业务策略，规模效应带来的成本节约，引进先进的技术，增强数据中心的环境，提高和政府、服务商等的关系。另外，大规模数据中心与小规模数据中心相比，在建设成本和运营成本方面具有一定的优势。不同规模数据中心建造单价见表1-1。

3）从接入网络和带宽方面在数据中心中的作用来看，独立第三方建设的数据中心可以同时接入任何运营商的宽带，比运营商独立建造的数据中心在宽带选择和资源上有更大的优势。

4）由于设备小型化，导致所需数据中心空间减小，可以在有限的范围内做更多的业务服务。需求的增长速度远远高于设备小型化的速度。另外，设备小型化速度会越来越慢，并趋于平稳不变。我国网络发展与设备小型化的比例关系见表1-2。