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数据中心:全面云化的新一代互联网基础笔记

热度:51   发布时间:2024-03-07 19:00:58.0

一,数据中心基础
数据

是对事实观察的结果,是用于表示客观事物的未经加工的原始素材按类型可分为:定位的数据(如坐标), 定性的属性(如属性).定量的数据,定时的数据等
计算能力正在成为一种生产能力,而数据正在成为最大的生产资料数据将成为企业最重要的资产,没有之一。企业通过数据为客户提供服务,创造新的商业价值,产生竞争优势。数据时代企业核心竞争力:获取数据,处理数据,交换数据。

数据中心

传统定义包括计算机设备,服务器设备,网络设备,存储设备等关键设备,供电系统,
机柜系统,制冷系统,消防系统,监控系统等物理基础设施。数据时代定义:企业的"数据银行",企业的客户中心,利润中心和服务中心。

二,数据中心发展史

据IDC报告,数据中心经历三大发展阶段:
第一平台:20世纪50年代,以大型计算机及其附属的机房为主要代表
第二平台:20世纪80年代,个人计算机的诞生而崛起,发展出了网络化的客户机/服务器模式
第三平台:2010年前后,移动设备和社交媒体兴起,产生了大数据和云计算业态

数据中心发展雏形——ENIAC

ENIAC是electronic numerical integrator and computer电子数字积分计算机的简称,
于1946年专为美国弹道研究实验室存储火力表而研制,
参加研制工作的是以宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫西利和埃克特为首的研制小组。
ENIAC也是有不少缺点的:除了体积大,耗电多以外,由于机器运行产 生的高热量使电子管很容易损坏。
只要有一个电子管损坏,整台机器就不能正常运转。

数据中心虚拟化技术商业化——TRADIC

首个晶体管计算机TRADIC是贝尔实验室在1954年研制成功,
正好因为商业化系统出现时间在1960年左右,于是引领了大型机实现了突破性发展。
主要是为政府和军事而研制,对环境场地和安全系统有独特要求,
随着对性能的要求,人们希望在相同的系统上提供额外性能支持和资源共享,于是,虚拟化技术也就逐渐进入人们视野。首个得到商业化应用的虚拟化技术在1972年的IBM VM/370 OS上得到实现。

C/S结构计算模型与互联网

上世纪90年代中期,互联网对市场产生了巨大影响
网络提供商和主机托管商在成百上千的数据中心创建中得到发展,作为一种服务模式被大多数公司所接受。
C/S结构
1.通过将任务合理分配到Client端和Server端,降低了系统的通讯开销,需要安装客户端才可进行管理操作。
2. 服务器端主要提供数据管理、数据共享、数据及系统维护和并发控制等,客户端程序主要完成用户的具体的业务。
3. 开发比较容易,操作简便,但应用程序的升级和客户端程序的维护较为困难。
B/S结构
1.Browser/Server (浏览器/服务器) 结构,是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。
在这种结构下,用户界面完全通过WWW浏览器实现;
2.客户端基本没有专门的应用程序,应用程序基本在服务器端,这样应用程序的升级和维护可以在服务端完成,维护方便。

能耗问题的出现

PC的繁荣和数据中心的出现,需要占用更多的场所,增加能耗
在2002年,数据中心就已经消耗了美国1.5%的能源,并以每年10%的速度递增,
为此,数据中心所有者开始部署更加经济高效,绿色环保的基础设施,
2007年,大型数据中心运营商开始采用可循环的能源技术,比如风能,太阳能等,来支撑数据中心的日常运作。

模块化数据中心的出现

将数据中心的设备都部署在集装箱里面,因此又名集装箱数据中心。
最有名的包括Sun Blackbox——该集装箱数据中心中的280个服务器都被部署在20英寸柜的集装箱里面。
它却仅需要传统数据中心1%的建造成本,拥有灵活的机动性,而且能大幅降低部署周期。
模块化数据中心是基于云计算的新一代数据中心部署形式,其采用模块化设计理念,最大程度的降低基础设施对机房环境的耦合。
集成了供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环监控等子系统,提高数据中心的整体运营效率,实现快速部署、弹性扩展和绿色节能。
从配置形态上,可分为微模块产品MDC和集装箱数据中心产品CDC。

数据中心通过连接客户端,服务器和存储系统的经典三层结构,

其中数据网络(即局域网和广域网)负责连接客户端到服务器,存储网络(即SAN和NAS)负责连接服务器到存储设备
从而形成了两个独立的网络。
在PC/服务器模式下,众多服务器组成服务器集群,
将原本分散的计算能力有机的组织在一起,完成单机所无法完成的任务。

云计算,大数据,全网互联,人工智能等新技术不断发展,计算和存储要求也不断提高。数据中心的发展和人们使用计算资源的应用模式息息相关。
数据中心的转型都体现在他的计算模式和数据存储模式的巨大改变上.

云数据中心

SaaS实现了基础架构带来的计算资源的需求向按需定购模式的转变。
该商业模式借助了网络基础架构和数据中心运营商,共同向用户提供大规模增长的数据带宽资源。

三,数据中心发展趋势

数据中心发展的推动要素:业务需求的变化和技术的发展

数据中心成为业务的支撑中心,要求高可用,可靠性,平滑演进,提供全球化支撑。
成为业务的利润中心,通过数据资源及处理能力帮助业务部门降低成本,提高竞争力,发现新的增长点,提高运营和管理效率。

创新中心的角色,利用数据分析和商业智能技术,帮助业务部门发掘新的业务机会,创新业务手段和工具,从而实现全新的客户体验。

技术的发展,提出自由度的要求,能提供敏捷和弹性服务;时间的要求,能够保存不同时刻的状态及数据;空间的要求,提供跨地域无差异化的业务体验
依据技术及业务发展产生云数据中心。云数据中心管理的是虚拟化之后的一系列计算资源。

云数据中心的五个发展阶段:标准化–>大集中–>虚拟化–>自动化–>业务编排

云数据中心:

1,由实变虚,
2,由纵变横(计算由顺序变为分布式处理;系统架构由纵向扩展变为横向扩展)
3,云使数据中心"伸缩自如"
4,一切皆服务 
IaaS(Infrastructure as a Service)基础架构资源以服务形式交付
PaaS(Platform as a Service)  支撑平台以服务的形式交付
Saas(Software as a Service)  软件以服务的形式交付
DCaaS(Data Center as Service)  数据中心以服务的形式交付5,开放互联,开源协作

三,数据中心的基本架构

包括基础设施层,虚拟化层,资源管理层,云服务层和虚拟数据中心

基础设施层

由各种物理设备组成,通常包括各种类型的服务器,存储系统,网络设备,备份设备,安全设备等,是云数据中心的基础,提供所有物理资源。

虚拟化层

基础设施层的物理设备被虚拟化成逻辑资源,并按资源类型和功能特征纳入不同的虚拟资源池,以便向上层应用提供服务

资源管理层

主要是云管理软件,FusionManager,向上对接厂商虚拟化平台,乡下呈现统一资源目录

云服务层

两部分:服务中心(SC)和运维中心(OC)
服务中心提供资源的统一编排和自动化管理能力
运维中心面向云数据中心的业务进行场景化的运维操作和可视化的状态/风险/效率分析,并且基于此分析能力提供主动和可预见的运维决策

虚拟数据中心

可将多个物理数据中心逻辑地合并,也可将一个物理数据中心逻辑地拆分,从而支持多租户的使用场景。
也可以先组合再拆分,使每个虚拟中心都具有跨地域的服务能力。此为分布式虚拟云数据中心的概念。

核心技术:

虚拟化技术

最基础最核心技术之一,最初目的是为了提高硬件的利用率。
通过虚拟化软件(Hypervisor)来管理所有计算,存储和网络硬件。
解决一个核心问题:解耦合(将负载与支撑它的实体或硬件资源分离)

软件定义

常用的VM就是软件定义的计算机。软件定义存储,软件定义网络,软件定义数据中心,将来云里软件将定义一切。

数据中心最多的是物理服务器,服务器要求

内芯强大:多核CPU,TB级内存,多个硬盘插槽,PCIe SSD,多个板载,外置I/O模块
稳定可靠:冗余的硬件部件,磁盘RAID,内存镜像,远程控制卡紧密融合:融合架构,超融合架构

五,华为云数据中心解决方案

云数据中心汇聚了IT和ICT的最新发展成果,华为提供了以客户为中心;聚焦ICT基础设施,提供创新的云技术;成为客户优选伙伴;积极参与云生态建设

分布式云数据中心
异构虚拟化管理
SDN网络拉通
多租户VDC自助运营
标准化的云服务和自动化部署
安全合规

四层架构:基础设施层,虚拟化层,云服务层,云管理层

华为认证 HCIA–>HCIP–>HCIE