数据中心发展趋势及其关键技术PPT课件.ppt

数据中心 姓名 魏家旭学号 162080059 数据中心的概念 数据中心通常是指在一个物理空间内实现信息的集中处理 存储 传输 交换以及管理 是数据的集散中心和商务智能分析展现平台 数据中心的演变 第一代数据中心 二十世纪六十年代的主要为科研和国防领域科学计算服务的大型计算机专用机房第二代数据中心 1990年前后 计算机设备进入塔式服务器和小型机房的时代 并出现了专业分工的机房设备制造企业和机房工程实施服务企业 第三代数据中心 2000年前后 第一次出现了真正意义上的 数据中心 即以提供互联网数据处理 存储 通讯为服务模式的互联网数据中心 IDC 第四代数据中心 而如今 云计算的到来 正引领数据中心进入第四代发展阶段 云计算数据中心时代 数据中心现状 据Gartner统计数据显示 截止到2010年底 全球的数据中心总量为339万个 其中美国的数量为96万 而西欧的数量也达到了68万 两者之和接近全球总量的一半 而中国约有45 6万个数据中心 占全球总量的8 全球及几个国家的数据中心数量 数据中心现状 2008 2013年全球IDC市场规模及增长 亿美元 数据显示 2013年 全球IDC市场仍将保持平稳增长的趋势 其整体市场规模已经达284 4亿美元 增速为11 4 增长动力的主要来源于亚太地区 数据中心现状 2008 2013年中国IDC市场规模及增长 亿元 2008 2013年 中国IDC市场规模增长了近6倍 年均增长率超过了30 其中 2013年中国IDC市场规模己达到262 5亿元 增速相比2012年有明显提升 达到24 7 增长因素主要来源于云计算 大数据业务的发展 互联网客户需求的增加等 传统数据中心面临转型 当前很多企业是按照20世纪90年代标准建设的数据中心 在结构的可靠性 能耗和制冷系统方面都不能满足扩展和升级的需要 使得企业面临高能耗和高运营成本的问题 这些数据中心都面临着转型和升级 传统数据中心面临转型 在数据中心的升级转型中 美国依然走在前面 艾默生网络能源于2011年8月公布了一项调查的结果表明 在被调查的240家数据中心经营者中 绝大多数数据中心都采用了虚拟化 只有8 的数据中心没有对任何服务器进行虚拟化 传统数据中心面临转型 我国的数据中心大多数为企业自建自用 为第三方提供服务的IDC数据中心机房全国大概有500多个 其中70 以上为3家基础电信运营商所有 主要集中在北京 上海 广东 江苏 浙江 山东 四川 湖北等经济相对发达 业务量大 带宽资源充足的省市 而且这些数据中心的平均能耗效率 PUE 在2 2 2 3 远高于发达国家的1 5的水平 PUE PowerUsageEffectiveness的简写 是评价数据中心能源效率的指标 PUE值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标 PUE值越接近于1 表示一个数据中心的绿色化程度越高 传统数据中心面临的主要挑战 能耗压力 绿色成长 信息安全 资源整合 庞杂的系统导致运维效率低下 各种存储 计算及信息资源难以共享 通过技术改造 尽可能少的投入前提下 提高效能 简化管理 实现绿色成长 不断增加的电力开支 数据中心面临耗电和散热的挑战 数据中心作为企业IT系统的核心 安全更加受到关注 未来数据中心发展特征 实现资源整合 集中化管理 保障业务连续性 降低安全风险 节能与节省空间 建设目标 主要技术 需求特点 传统机房升级改造 改建 扩建 模块化 标准化绿色节能技术智能管理信息安全虚拟化云计算SOA技术应用等 绿色 安全 高效 智能 新一代数据中心 云数据中心 定义 基于标准构建模块 通过模块化软件实现自动化7 24h无人值守计算与管理 并以供应链方式提供共享的基础设施 信息与应用等IT服务 云数据中心 什么是云数据中心 云计算数据中心是一种基于云计算架构的 计算 存储及网络资源松耦合 完全虚拟化各种IT设备 模块化程度较高 自动化程度较高 具备较高绿色节能程度的新型数据中心 云数据中心的特点首先是高度的虚拟化 这其中包括服务器 存储 网络 应用等虚拟化 使用户可以按需调用各种资源 其次是自动化管理程度 包括对物理服务器 虚拟服务器的管理 对相关业务的自动化流程管理 对客户服务的收费等自动化管理 最后是绿色节能 云计算数据中心在各方面符合绿色节能标准 一般PUE值不超过1 5 云数据中心关键技术 绿色节能模块化虚拟化自动化运维 绿色节能 1 绿色数据中心鉴于全球气候日趋变暖 能源日趋紧张 能源成本不断上涨 数据中心这个企业中的高能耗部门正面临着降低能耗 提高资源利用率 节约成本的严峻挑战 构建节能型的数据中心受到越来越多的数据中心管理人员和IT厂商的关注 并成为未来数据中心发展的必然趋势 绿色数据中心主要关注两个方面 一是能耗和效率 二是含有害物质的设备和材料的循环使用和合理处理 新概念 模块化 传统的数据中心往往让人们联想起宽敞的机房和排列整齐的机架 而近年来出现的新一代数据中心是将服务器 存储 网络设备等全部集成装箱处理 目前 众多企业 如IBM HP Google SGI 思科 微软等巨头纷纷涉足 Sun的 Blackbox 数据中心 2006年10月 Sun在 黑盒子计划 中提出了集装箱数据中心的概念 将构成数据中心的一些基本原件 包括计算机硬件 供电和冷却设备等全部装入一个20英尺长 8英尺宽 8英尺高的标准集装箱中 Sun的 黑盒子 可以容纳最多250台SunFireT1000或x64服务器 最高7TB内存 1 5PB硬盘存储空间或2PB磁带存储空间 只要接通网络 供电和冷水管线就可以开始运作 黑盒子 可以容纳近10吨的硬件设备 可以承受9倍地球重力的冲击 IBM 便携式模块化 数据中心 IBM于2008年推出其模块化数据中心产品 2009年12月 IBM在拉斯维加斯举办的第28Gartner数据中心大会上展示了名为 PortableModularDataCentre PMDC 便携式模块化数据中心 的数据中心 便携式模块化 数据中心密封而且隔热 适应于多种环境 无论有没有电 有没有冷却装置 甚至在冰原和沙漠也可以工作 模块化的优点 低成本易运输容易搭建易扩展高能源效率不苛求环境 虚拟化 以淘宝为例 淘宝的各种新业务划分很细 比如秒杀 竞价等业务 目前的业务种类有几百个之多 并且每天还在不断推出新的业务 每上一个新业务 不可能新增太多的服务器等系统资源 而是采取在原有的资源池中增加业务 这就需要用到虚拟化技术 虚拟化 现有的较成熟的虚拟化技术主要分为服务器虚拟化 也称为操作系统虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 应用虚拟化 也称为桌面虚拟化 四种 服务器虚拟化 关于服务器虚拟化的概念 各个厂商有自己不同的定义 然而其核心思想是一致的 即它是一种方法 能够通过区分资源的优先次序并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率 从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源 有了服务器虚拟化技术 用户可以动态启用虚拟服务器 又叫虚拟机 每个服务器实际上可以让操作系统 以及在上面运行的任何应用程序 误以为虚拟机就是实际硬件 网络虚拟化 网络虚拟化是目前业界关于虚拟化细分领域界定最不明确 存在争议较多的一个概念 总的来说 分为纵向分割和横向整合两大类概念 网络虚拟化 纵向分割 早期的 网络虚拟化 是指虚拟专用网络 VPN 允许远程用户访问组织的内部网络 就像物理上连接到该网络一样 随后的网络虚拟化技术随着数据中心业务要求发展为 多种应用承载在一张物理网络上 通过网络虚拟化分割 称为纵向分割 功能 使得不同企业机构相互隔离 但可在同一网络上访问自身应用 从而实现了将物理网络进行逻辑纵向分割虚拟化为多个网络 网络虚拟化 横向分割 将多个网络节点进行整合 称为横向整合 虚拟化成一台逻辑设备 提升数据中心网络可用性 节点性能的同时将极大简化网络架构 使用网络虚拟化技术 用户可以将多台设备连接 横向整合 起来组成一个 联合设备 并将这些设备看作单一设备进行管理和使用 存储虚拟化 所谓虚拟存储 就是把多个存储介质模块 如硬盘 RAID 通过一定的手段集中管理起来 所有的存储模块在一个存储池中 得到统一管理 形成一个资源池 应用虚拟化 应用虚拟化依赖于服务器虚拟化 在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化 生成大量的独立的桌面操作系统 虚拟机或者虚拟桌面 同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备 用户终端通过以太网登陆到虚拟主机上 只需要记住用户名和密码及网关信息 即可随时随地的通过网络访问自己的桌面系统 从而实现单机多用户 虚拟化数据中心优势 降低成本 服务器数量 网络设备 机房面积 空调制冷 机房总投资 减少成10 30 减少成10 30 减少成10 30 减少成10 30 减少成10 30 减少成10 30 电源设备UPS 虚拟化数据中心优势 性能更加可靠 服务器运行可靠性 宕机 数据安全性 服务器应用效率 故障率 零 大幅度提高 大幅度提高 大幅度降低 大幅度提高 上一个新的应用 出现故障 自动化解决 2 3分钟增加一台服务器 零投入 虚拟化数据中心优势 低运营费用 电费 新增一台服务器 机房管理人员 零费用 工作量大幅减少 数据中心维护费用 减少成10 30 减少成10 30 通过虚拟化进行服务器整合意味着客户能够将这样的环境 没有利用虚拟化之前是300台服务器 使用虚拟化后 整合成8台服务器 一个机架 改造成这样简捷的配置 自动化运维 随着数据中心的规模越来越大 数据中心各种软件 硬件的数量急剧上升 当业务需要迁移 设备需要统一配置 故障需要及时检查排除 流程需要跟踪时 如何高效管理这样海量的设备和应用 需要通过自动化的手段来实现 还是以淘宝网为例 这个日均4亿次网页访问量 日均交易额达到7亿元 全年交易额达2000亿元的互联网巨头 其业务背后是遍布全国的8个数据中心 上万台服务器 几千台交换机 海量存储等 如此大容量的设备基于统一的IP标准协同集中工作 这是传统数据中心不能比拟的 因此需要更智能化的设备管理 自动化运维 部署对计算