數(shù)據(jù)中心 又名：DataCenter

       在今后的發(fā)展中，數(shù)據(jù)中心也將會(huì)成為企業(yè)競爭的資產(chǎn)，商業(yè)模式也會(huì)因此發(fā)生改變。隨著數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的廣泛化，人工智能、網(wǎng)絡(luò)安全等也相繼出現(xiàn)，更多的用戶都被帶到了網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)的應(yīng)用中。隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)量的增多，人們也可以通過不斷學(xué)習(xí)積累提升自身的能力，是邁向信息化時(shí)代的重要標(biāo)志。

       或稱為服務(wù)器場（server farm），指用于安置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及相關(guān)部件的設(shè)施，例如電信和儲(chǔ)存系統(tǒng)。一般它包含冗余和備用電源，冗余數(shù)據(jù)通信連接，環(huán)境控制和安全設(shè)備。

歷史

　　數(shù)據(jù)中心在早期巨大房間內(nèi)的計(jì)算產(chǎn)業(yè)中是有根源的。早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作和維護(hù)都復(fù)雜，需要一個(gè)特殊的環(huán)境來操作。連接所有的組件需要很多電纜，進(jìn)而產(chǎn)生了供應(yīng)和組織的方法，例如標(biāo)準(zhǔn)支架來安放設(shè)備，提高的地板，以及電纜盤子（被安裝在頭頂上或升高的地板下）。同樣，舊的計(jì)算機(jī)需要大量的電源，不得不被冷卻以防止過熱。安全非常重要－計(jì)算機(jī)非常的貴，并且常常被用于軍事目的?？刂朴?jì)算機(jī)房間訪問權(quán)限的基本設(shè)計(jì)方針因此被設(shè)計(jì)。

　　在繁榮的微型計(jì)算機(jī)行業(yè)，尤其是在20世紀(jì)80年代，計(jì)算機(jī)開始四處發(fā)展，在很多案例中很少有或沒有操作需求。然而，隨著信息技術(shù)（IT）的發(fā)展，操作開始變得復(fù)雜，公司漸漸地認(rèn)識(shí)到需要控制IT資源。隨著客戶端－服務(wù)器計(jì)算的出現(xiàn)，在20世紀(jì)90年代微型機(jī)（被稱為servers）開始在舊計(jì)算機(jī)房間中尋找他們的位置。便宜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可用性，外加網(wǎng)絡(luò)電纜的新標(biāo)準(zhǔn)，使得在公司內(nèi)的一個(gè)房間中，使用分層設(shè)計(jì)來放置服務(wù)器這種可能，在這個(gè)時(shí)刻被公認(rèn)，并不斷流行開來。

　　數(shù)據(jù)中心的繁榮在dot-com泡沫中來臨了。公司需要快速的Internet連接，以及不斷的部署系統(tǒng)并出現(xiàn)在Internet上。安裝這種設(shè)備對(duì)于許多小公司是不可行的。許多公司開始建立非常大的設(shè)備，被稱為Internet數(shù)據(jù)中心（IDCs），它提供了商業(yè)上的系統(tǒng)部署和操作的解決方案。新技術(shù)和實(shí)踐被設(shè)計(jì)用來處理測量和如此巨大測量操作的操作需求。

　　從2007年起，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、構(gòu)建和運(yùn)作是一個(gè)眾所周知的學(xué)科。標(biāo)準(zhǔn)文檔來自于可信任的專家組，如電訊產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)，詳細(xì)說明數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的需求。眾所周知數(shù)據(jù)中心可用性的操作韻律學(xué)能夠用來評(píng)估商業(yè)中斷的影響。有許多開發(fā)在操作實(shí)踐中被完成，并且設(shè)計(jì)了友好環(huán)境的數(shù)據(jù)中心。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的需求

　　IT業(yè)務(wù)是大部份組織的業(yè)務(wù)中最關(guān)鍵的一個(gè)方面。主要的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是商業(yè)連續(xù)性；公司依靠他們的信息系統(tǒng)來運(yùn)作他們的業(yè)務(wù)。如果一個(gè)系統(tǒng)變的不可用，公司運(yùn)作可能被削弱或被完全停止。針對(duì)IT業(yè)務(wù)保證一個(gè)可靠的基礎(chǔ)構(gòu)造組織，將破壞的可能減到最小，是很必要的。信息安全也是一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，為了這個(gè)原因，一個(gè)數(shù)據(jù)中心不得不提供安全的環(huán)境以保證最小化一個(gè)安全突破口的可能性。一個(gè)數(shù)據(jù)中心為了它的主機(jī)環(huán)境的完整性和功能性，必須因此保持高標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)通過雙份冗余的光纖光學(xué)電纜和包含應(yīng)急備份發(fā)電電源被完成。

數(shù)據(jù)中心分類

　　TIA-942:Data Center Standards Overview描述了數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)的需求。最簡易的是Tier1數(shù)據(jù)中心，他基本上是個(gè)計(jì)算機(jī)房間，有基本的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝指引。大部份迫切需求的是Tier4數(shù)據(jù)中心，被設(shè)計(jì)為主機(jī)的任務(wù)評(píng)價(jià)在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)要完全的冗余并且要被劃分安全區(qū)域，這個(gè)安全區(qū)域要由生物學(xué)測量來控制訪問。另一個(gè)考慮是數(shù)據(jù)中心地下內(nèi)容的布置，為了數(shù)據(jù)安全也為了環(huán)境考慮，例如冷卻需求。

物理布局

　　一個(gè)數(shù)據(jù)中心占用一幢大樓的一個(gè)房間，一層或多層，甚至整棟大樓。大部份的設(shè)備常常放在具有19英寸的隔層的機(jī)架中。這些機(jī)架成排放置，形成一個(gè)走廊。這允許人們從前面或后面訪問隔層。服務(wù)器從1U的服務(wù)器到獨(dú)立筒倉的存儲(chǔ)設(shè)備在尺寸上有很大的不同，存儲(chǔ)設(shè)備要占掉很多塊地磚。一些設(shè)備，像大型計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備常常像他們的機(jī)架那么大，并被放在他們的旁邊。非常大的數(shù)據(jù)中心可以使用集裝箱來放置，每個(gè)集裝箱可以放置1000或者更多的服務(wù)器；當(dāng)有維修或升級(jí)需要的時(shí)候，整個(gè)集裝箱會(huì)被替換而不是維修單個(gè)的服務(wù)器。 本地編譯的代碼可以控制最小的上升限度。

　　數(shù)據(jù)中心的物理環(huán)境是嚴(yán)格受控的：

　　空調(diào)控制數(shù)據(jù)中心的溫度和濕度。ASHRAE"s “數(shù)據(jù)處理環(huán)境的熱量指導(dǎo)” 建議溫度在20-25 °C(68-75 °F) 并且濕度在40－55％，以數(shù)據(jù)中心最佳條件17 °C作為最大露點(diǎn)。電源會(huì)加熱數(shù)據(jù)中心里的空氣。除非熱量被移走，否則溫度會(huì)持續(xù)上升，導(dǎo)致電源設(shè)備故障。通過控制空氣溫度，服務(wù)器組件在擱板層保持著制造商說明的溫度/濕度范圍?？照{(diào)系統(tǒng)通過冷卻來回的在露點(diǎn)以下的空間空氣，幫助控制濕度。太濕的話，水開始在內(nèi)部組件上濃縮。假使空氣干燥，輔助潮濕系統(tǒng)會(huì)增加水蒸氣，如果濕度太低，將導(dǎo)致靜電放電問題，那將損壞組件。地下的數(shù)據(jù)中心比起常規(guī)的設(shè)計(jì)，能夠花費(fèi)更少而保持計(jì)算機(jī)設(shè)備冷卻。

　　現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心試圖使用節(jié)約裝置冷卻，在那里他們使用外界空氣來保證數(shù)據(jù)中心冷卻。華盛頓州現(xiàn)在有幾個(gè)的數(shù)據(jù)中心，一年11個(gè)月使用外部空氣冷卻所有的服務(wù)器。他們沒有使用冷卻機(jī)或空調(diào)，他們創(chuàng)造了勢(shì)能節(jié)省了數(shù)百萬。

　　備份電源由一個(gè)或多個(gè)不間斷電供應(yīng)和、或者柴油機(jī)組成。

　　為了防止單點(diǎn)故障，所有的電系統(tǒng)元素，包括備份系統(tǒng)，都典型的完全復(fù)制，并且關(guān)鍵服務(wù)器連接兩個(gè)電源（“A-Side" and "B-Side"）區(qū)域。這種安排常常用于完成系統(tǒng)的N＋1冗余。靜態(tài)電閘有時(shí)被用于在電源故障事件中保證瞬時(shí)轉(zhuǎn)換一個(gè)到另一個(gè)。

　　數(shù)據(jù)中心典型地使用升高60cm(2 ft)的地面，可移動(dòng)的方塊磚?，F(xiàn)在的趨勢(shì)是80－100cm(31.5-39.4in)，空閑區(qū)域的增加是為了更好的保證空氣流通。這種供應(yīng)是為了空氣在地下充分流通，作為條件系統(tǒng)的一部分，也是為電力電纜提供空間。在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中數(shù)據(jù)電纜典型是使用架空電纜。但是，有些出于安全原因還是將他們置與地板下，并且有必要增加在架子上的冷卻系統(tǒng)。更小/更少花費(fèi)的數(shù)據(jù)中心沒有升高地面而是使用相反的靜態(tài)地磚在地面上。機(jī)算計(jì)電纜常常放置在走廊中，以保證最大化的氣流效率。

　　數(shù)據(jù)中心的一個(gè)特征是防火系統(tǒng)，包含被動(dòng)的和主動(dòng)的設(shè)計(jì)元素，以及在業(yè)務(wù)中防火程序的執(zhí)行。煙檢測器都會(huì)被安裝，它可以在有火焰之前檢測到燜燒產(chǎn)生的煙的源點(diǎn)，而發(fā)出警報(bào)。這允許調(diào)查，中斷電源，并使得能夠在火災(zāi)變大之前，讓人使用滅火器滅火。一個(gè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)常常被用來控制火勢(shì)發(fā)展為大范圍的火災(zāi)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)要求在噴水滅火器下的清除的18”。和噴水滅火系統(tǒng)相比，清除事件滅火氣體系統(tǒng)有時(shí)被安裝用于早期火災(zāi)。被動(dòng)的消防保護(hù)元素包括在數(shù)據(jù)中心周圍的防火墻，所以大火能夠在大火保護(hù)系統(tǒng)失敗或沒有安裝的情況下較容易地控制在一定的范圍內(nèi)。

　　物理安全在數(shù)據(jù)中心里也表演了一個(gè)大角色。物理的訪問地點(diǎn)常常限制于被選擇的人員，包含安全控制系統(tǒng)。視頻監(jiān)視和永久安全警報(bào)常常用于大數(shù)據(jù)中心或者包含機(jī)密信息的數(shù)據(jù)中心。

流動(dòng)數(shù)據(jù)中心

　　現(xiàn)時(shí)網(wǎng)上商貿(mào)、搜尋、云端運(yùn)算公司需要快速部署數(shù)據(jù)中心，又或?yàn)?zāi)難恢復(fù)運(yùn)用，因此廠商開發(fā)了流動(dòng)數(shù)據(jù)中心（Portable Data Center）解決方案，能夠快速搬運(yùn)數(shù)據(jù)中心并在短時(shí)間內(nèi)安裝操作。

　　生產(chǎn)流動(dòng)數(shù)據(jù)中心的廠商和產(chǎn)品包括：Google的 Google Modular Data Center 、升陽計(jì)算機(jī)的 Sun Modular Datacenter 、 IBM的 Portable Modular Data Center 、思科系統(tǒng)的 Containerized Data Center、HP的 Performance Optimized Datacenter和北京天地云箱科技的云箱。

應(yīng)用

　　一個(gè)數(shù)據(jù)中心的主要目的是運(yùn)行應(yīng)用來處理商業(yè)和運(yùn)作的組織的數(shù)據(jù)。這樣的系統(tǒng)屬于并由組織內(nèi)部開發(fā)，或者從企業(yè)軟件供應(yīng)商那里買。像通用應(yīng)用有ERP和CRM系統(tǒng)。

　　一個(gè)數(shù)據(jù)中心也許只關(guān)注于操作體系結(jié)構(gòu)，或者也提供其他的服務(wù)。常常這些應(yīng)用由多個(gè)主機(jī)構(gòu)成，每個(gè)主機(jī)運(yùn)行一個(gè)單一的構(gòu)件。通常這種構(gòu)件是數(shù)據(jù)庫，文件服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器，中間件以及其他的各種各樣的東西。

　　數(shù)據(jù)中心也常常用于非工作站點(diǎn)的備份。公司也許預(yù)定被數(shù)據(jù)中心提供的服務(wù)。這常常聯(lián)合備份磁帶使用。備份能夠?qū)⒎?wù)器本地的東西放在磁帶上，然而，磁帶存放場所也易受火災(zāi)和洪水的安全威脅。較大的公司也許發(fā)送他們的備份到非工作場所。這個(gè)通過回投而能夠被數(shù)據(jù)中心完成。加密的備份能夠通過Internet發(fā)送到另一個(gè)數(shù)據(jù)中心，安全保存起來。

常見故障

　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)常見的通訊故障主要集中在：硬件故障、系統(tǒng)故障兩個(gè)類別：

　?。?）硬件故障：

　　數(shù)據(jù)中心是通過無數(shù)計(jì)算機(jī)硬件組成的，硬件出現(xiàn)問題，就會(huì)導(dǎo)致部分功能無法正常發(fā)揮或運(yùn)作。無論是設(shè)備、線路、端口，哪一點(diǎn)出現(xiàn)故障，都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通訊故障的出現(xiàn)。硬件方面的故障相對(duì)比較容易查找，例如線路故障，一般的成因就是線路明顯的老化或者破損，而影響到了整體網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營；再比如，端口故障，計(jì)算機(jī)端口作為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，若出現(xiàn)接觸不良、損壞等傳輸問題，就會(huì)影響到整體網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。硬件故障只要進(jìn)行逐一排查，就可以及時(shí)進(jìn)行更換處理，相對(duì)比較好解決。

　?。?）系統(tǒng)故障：

　　數(shù)據(jù)中心是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域比較熱門的研究之一，因此研究技術(shù)十分成熟。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主要包括TREE、FAT-TREE、BCUBE、FICONN等，主要采用模塊化、層次化、扁平化的設(shè)計(jì)思路與虛擬化的分割管理技術(shù)，將成千上萬臺(tái)設(shè)備，以單元為單位進(jìn)行劃分，逐一進(jìn)行管理。通過分層、遞歸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)結(jié)，盡可能的避免了所謂“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”的存在。這樣組合也形成了良好的冗余與容錯(cuò)性，如果其中出現(xiàn)故障的某一個(gè)或某幾個(gè)單元，沒有被檢測出來，也不至于影響數(shù)據(jù)中心的整體運(yùn)行。但是如果超出一定比例，就會(huì)在影響數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的高速運(yùn)行，拉慢網(wǎng)絡(luò)通訊的速度，所以仍舊需要針對(duì)性的查找故障進(jìn)行處理。 

故障處理

　?。?）分析故障現(xiàn)象：

　　一般來說由于構(gòu)成組件比較復(fù)雜，故障也呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)方式。因此想要對(duì)于故障進(jìn)行分析，就要先了解故障的現(xiàn)象。例如，應(yīng)用方面出現(xiàn)了支付系統(tǒng)支付不了，網(wǎng)頁難以打開等問題，那么就要逐一檢查相關(guān)的故障點(diǎn)，有哪幾個(gè)故障是上述表現(xiàn)，如，線路故障，端口故障等，就要更換線路、端口等設(shè)備。因此，需要針對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的幾種常見的故障進(jìn)行收集與整理，根據(jù)現(xiàn)象，進(jìn)行檢索、查找。

　?。?）測試并確認(rèn)故障范圍，進(jìn)行故障點(diǎn)定位。

　　所有的應(yīng)用業(yè)務(wù)是在這些物理硬件正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上開展的，其中某些硬件出現(xiàn)問題就會(huì)導(dǎo)致故障。根據(jù)故障的表現(xiàn)，需要針對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行篩選檢查，例如，對(duì)于服務(wù)器進(jìn)行測試，檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。針對(duì)問題表現(xiàn)，進(jìn)行逐一排除，最終敲定故障點(diǎn)所在位置。

　?。?）如果以上硬件故障都已經(jīng)排除，那么就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的故障，這一故障需要建立故障模型進(jìn)行診斷，根據(jù)PMC模型進(jìn)行定義。通過分層測試的方法，查找問題單元，即正常單元測試正常單元、正常單元測試故障單元、故障單元測試故障單元、故障單元測試正常單元等四種。其中后三種的檢測結(jié)果都是故障，因此就可以通過分層測量的方式，建立有限個(gè)單元，通過矩陣以及螢火蟲算法重點(diǎn)FAFD算法對(duì)于其他單元進(jìn)行診斷，最終確定故障的系統(tǒng)是哪個(gè)或者哪幾個(gè)單元的。當(dāng)然也可以通過鏡像、流量統(tǒng)計(jì)、抓包等其他手段確定故障所在的設(shè)備范圍，進(jìn)而縮小范圍，集中處理某一個(gè)或者幾個(gè)設(shè)備。

　?。?）收集重要的數(shù)據(jù)信息。

　　在進(jìn)行故障處理時(shí)，通過收集設(shè)備的日志、診斷、操作記錄等信息資料，將這些數(shù)據(jù)資料進(jìn)行匯總，條件允許的情況下，建立故障數(shù)據(jù)庫，對(duì)于常見問題可以做到“出現(xiàn)即處理”，對(duì)于沒有出現(xiàn)過的故障，可以繼續(xù)收集進(jìn)數(shù)據(jù)庫?？傊?，必要的信息收集，有利于日后更好的查找故障原因，確保數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)健康、平穩(wěn)運(yùn)行。