网络工程师必知：什么是数据中心？

目前，每年都会产生数十亿的数据，企业需要管理海量数据以保持竞争力、为客户提供最佳服务并带来创新。

使用高效的数据中心可以帮助企业满足对数据和资源的持续需求，以便他们能够高效地运行 IT 运营并为未来的需求做好准备。

由于每个企业都有不同的需求，因此可以使用不同类型的数据中心来满足这些需求。

在本文中，我将讨论什么是数据中心及其类型，以便您可以根据自己的要求和预算选择最佳类型。

• 什么是数据中心？
• 数据中心是如何工作的？
• 数据中心的类型
  • 1、托管数据中心
  • 2、企业数据中心
  • 3、托管数据中心
  • 4、云数据中心
  • 5、边缘数据中心
  • 6、超大规模数据中心
• 什么是数据中心层？
• 为什么需要数据中心？
• 结论

什么是数据中心？

数据中心是企业网络设备的专用空间，其中包含计算机系统和相关组件，例如存储和电信系统，包括用于信息交换、电源、安全设备和环境控制系统（如灭火和空调系统）的备用组件和强大的基础设施。

政府和私营公司利用数据中心存储数据并与连接的系统、端点和客户共享数据，他们主要依靠数据中心以最佳速度、稳定性和安全性运行 IT 运营。

数据中心是在 1940 年代左右开发的，例如 ENIAC——最早需要维护和操作的复杂计算机之一，它们价格昂贵，并且经常用于军事目的，在 1980 年代，当 IT 运营开始增长时，组织需要技术来控制其 IT 资源、网络和数据流，他们开始维护被称为数据中心的特殊“计算机房”。

它的使用在 2000 年代加速，当时相关组织需要超快的互联网连接和 IT 操作，他们开始建造大型设施以增强能力，现在，数字化转型为我们提供了虚拟或云数据中心，以支持 IT 任务的速度、成本效率和可靠性。

数据中心是如何工作的？

数据中心由通过通信和网络设备在外部和内部连接的虚拟或物理服务器（或强大的计算机系统）组成，以存储和传输数字信息，它包含几个用于不同目的的组件：

• 网络：它是指数据中心的组件与外部世界之间的互连，包括路由器、应用交付控制器、防火墙、交换机等。
• 存储：组织的数据存储在数据中心，用于存储的组件是磁带驱动器、硬盘驱动器、带备份的固态驱动器 (SSD) 等。
• 计算：指运行应用程序所需的处理能力和内存，通过功能强大的计算机提供以运行应用程序。

IT 需要这些组件来存储、处理和管理组织的关键信息并在运营中提供帮助，由于组织严重依赖数据中心，因此维护数据中心的安全性、效率和可靠性是组织的首要任务之一。

此外，必须借助电源子系统、冷却系统、电缆、备用发电机、UPS 等软件和硬件系统将数据中心设施保持在最佳状态。

此外，组织部署数据中心服务以确保组件以最佳性能和完整性工作，为此，他们使用防火墙、防病毒系统等网络安全系统，并利用负载平衡和自动故障转移等机制来确保性能。

数据中心的类型

您可以根据拥有方式、使用的技术和能源效率遇到不同类型的数据中心，组织使用的一些主要数据中心类型是：

1、托管数据中心

在托管数据中心中，第三方服务提供商直接向组织提供计算、数据存储和其他相关服务，以帮助他们运行和管理其 IT 运营，服务提供商部署、监控和管理此数据中心模型，通过托管平台提供功能。

您可以从托管设施、云数据中心或固定托管站点获取托管数据中心服务，托管数据中心可以是部分托管的，也可以是完全托管的。

• 如果它是部分管理的，则组织将对数据中心服务和实施进行管理控制。
• 但是，如果它是完全管理的，那么所有后端数据和技术细节都由服务提供商管理和控制。

适用于：托管数据中心的理想用户是大中型企业。

好处：您不必处理定期维护、安全和其他方面的问题。数据中心提供商负责维护网络服务和组件，升级系统级程序和操作系统，并在出现任何问题时恢复服务。

2、企业数据中心

企业数据中心是指支持单个组织的 IT 运营的私有设施。根据其便利性，它可以位于场外或场内。这种类型的数据中心可能由位于全球不同位置的多个数据中心组成，以支持组织的关键功能。

例如，如果企业拥有来自全球不同地区的客户，他们可以在离客户更近的地方建立数据中心，以实现更快的服务。

企业数据中心可以有子数据中心，例如：

• Intranet 控制主要企业数据中心内的数据和应用程序。企业将这些数据用于他们的研发、营销、制造和其他功能。
• 外联网在数据中心网络内执行企业对企业的交易。该公司通过VPN或专用 WAN访问服务。
• 互联网数据中心用于支持运行 Web 应用程序所需的服务器和设备。

适合：顾名思义，企业数据中心非常适合具有全球扩张和卓越网络需求的企业，这是因为他们有足够的收入来支持他们在多个地点的数据中心。

好处：它对企业有利，因为它允许他们跟踪关键参数，如功率和带宽利用率，并帮助更新他们的应用程序和系统，它还有助于公司更多地了解他们的需求并相应地扩展他们的能力。

但是，构建企业数据中心设施需要大量投资、维护需求、时间和精力。

3、托管数据中心

托管数据中心或“colo”是企业可以从数据中心所有者那里租用的设施，以支持 IT 运营以支持应用程序、服务器和设备，如今，它变得越来越流行，特别是对于没有足够资源来构建和管理自己的数据中心但仍然需要它的组织而言。

在 colo 中，您可以使用功能和基础设施，例如建筑、安全、带宽、设备和冷却系统。它有助于将网络设备连接到不同的网络和电信服务提供商。

托管设施在 2000 年代左右开始流行，当时组织希望外包一些运营但有一定的控制。即使您从数据中心提供商那里租用了一些空间，您的员工仍然可以在该空间内工作，甚至可以与其他公司服务器连接。

适用于：托管数据中心适用于大中型企业。

好处：您可以从托管服务器中获得一些好处，例如：

• 支持您的业务增长的可扩展性；您可以轻松地添加或删除服务器和设备。
• 您可以选择在离客户最近的全球不同地点托管数据中心，以提供最佳体验。
• 托管数据中心通过强大的服务器、计算能力和冗余提供高可靠性。
• 它还可以为您节省资金，因为您不必在多个位置从头开始构建大型数据中心。您可以根据您的预算和当前需求将其出租。
• 您无需处理设备安装、更新、电源管理等数据中心维护工作。

4、云数据中心

如今，最流行的数据中心类型之一是云数据中心，在这种类型中，云服务提供商运行和管理数据中心以支持业务应用程序和系统。它就像一个虚拟数据中心，比托管数据中心更有优势。

流行的云服务提供商是Amazon AWS、Google、Microsoft Azure、Salesforce 等。当数据上传到云服务器时，云服务提供商会在多个位置复制和分割这些数据，以确保它永远不会丢失，他们还备份您的数据，因此即使出现问题，您也不会丢失数据。

现在，云数据中心可以分为两种类型——公共的和私有的。

• AWS 和 Azure 等公共云提供商通过互联网向公众提供资源。
• 私有云服务提供商提供定制的云服务。它们为您提供对私有云（他们的云环境）的单一访问。示例：Salesforce CRM。

适用于：云数据中心几乎适用于任何类型或规模的任何组织。

好处：与物理或本地数据中心相比，使用云数据中心有很多好处，包括：

• 具有成本效益，因为您无需大量投资从头开始构建数据中心，只要您需要，您只需为您使用的服务付费。
• 无需维护，他们将负责一切，从安装系统、升级软件、维护安全到备份和冷却。
• 提供了灵活的定价计划，您可以按月订阅并以更简单的方式了解您的支出。

5、边缘数据中心

最近，边缘数据中心仍处于开发阶段，它们是较小的数据中心设施，靠近组织所服务的客户。它利用边缘计算的概念，使计算更接近生成数据的系统，以实现更快的操作。

边缘数据中心的特点是连接性和规模，允许公司以更快的速度和最小的延迟向本地用户提供服务和内容。它们连接到中央大型数据中心或其他数据中心，未来，边缘数据中心可以支持自动驾驶汽车和物联网，以提供更高的处理能力并改善消费者体验。

适合：中小型企业

好处：使用边缘数据中心的好处是：

• 边缘数据中心可以有效地分配高流量负载
• 可以缓存请求的内容并最小化用户请求的响应时间。
• 还可以通过有效地分配流量负载来帮助提高网络可靠性。
• 数据中心通过将计算放置在更靠近源的位置来提供卓越的性能。

6、超大规模数据中心

超大规模数据中心非常庞大，并容纳了数千台服务器，旨在通过添加更多设备和设备或增加系统功率来实现高度可扩展性。

随着数据生成的增加，对超大规模数据中心的需求也在增加，企业现在处理大量数据，而且数据量开始上升，因此，为了存储和管理这类数据，他们需要一个巨大的数据中心，而超大规模似乎是它的正确选择。

适用于：超大规模数据中心最适合需要存储和管理大量数据的大型企业。

优势：最初，数据中心提供商为大型公共云服务提供商设计超大规模数据中心。虽然他们可以自己建造，但租用超大规模数据中心有很多好处：

• 提供了更大的灵活性；公司可以根据当前的需求扩大或缩小规模，没有任何困难。
• 加快上市速度，使他们能够以最好的服务取悦客户。
• 免于维护需求，因此他们不会将时间浪费在重复性工作上，而是将时间用于创新。

除了这五种主要类型的数据中心之外，您还可能遇到其他类型的数据中心，让我们快速浏览一下它们。

运营商酒店 是属于特定区域的整个数据流量的主要互联网交换点。与普通的 colo 相比，运营商酒店专注于更多的光纤和电信提供商。它们通常位于市中心，拥有成熟的光纤基础设施。

然而，创建这样一个密集的纤维系统需要大量的精力和时间，这就是它们很少见的原因。

微数据中心：它是边缘数据中心的精简版。它可以更小，如办公室，以处理特定位置的数据处理。

传统数据中心：它们由机架中的多台服务器组成，执行不同的任务，如果您需要更多冗余来管理您的关键应用程序，您可以在此机架中添加更多服务器。从 1990 年代开始，在此基础架构中，服务提供商获取、部署和维护服务器。

随着时间的推移，他们会添加更多服务器以提供更多功能，它需要使用监控工具监控操作系统，这需要一定的专业知识。此外，它需要修补和更新，并验证它们的安全性。所有这些都需要大量投资，更不用说额外增加了供电和冷却成本。

模块化数据中心：这是一个便携式数据中心，这意味着您可以将其部署在需要数据容量的地方，除了电源和冷却功能外，它还包含提供可扩展性的模块和组件，您可以添加模块、将它们与其他模块组合或将它们集成到数据中心。

模块化数据中心可以有两种类型：

• 集装箱式或便携式数据中心将设备安排到运输集装箱中，然后运输到特定位置。它有自己的冷却系统。
• 另一种类型的模块化数据中心将设备或装置布置成具有预制组件的容量。这些组件可以快速构建在一个位置并添加更多容量。

什么是数据中心层？

另一种根据正常运行时间和可靠性对数据中心进行分类的方法是按数据中心层级，Uptime Institute 在 1990 年代开发了它，有 4 个数据中心层。让我们了解他们。

第 1 层：第 1层数据中心具有“基本容量”并包括 UPS，它具有较少的冗余和备份组件以及用于冷却和电源的单一路径，它还涉及更长的停机时间，并且可能缺乏能效系统。它提供至少 99.671% 的正常运行时间，这意味着每年有 28.8 小时的停机时间。

第 2 层：第 2层数据中心具有“冗余容量”，并提供比第 1 层更多的冗余和备份组件。它还具有单一的冷却和电力路径。它们通常是私有数据中心，也缺乏能源效率。第 2 层数据中心可以提供至少 99.741% 的正常运行时间，这意味着每年有 22 小时的停机时间。

第 3 层：第 3层数据中心是“可同时维护的”，确保任何组件都可以安全移除而不会影响流程。它具有不同的冷却和供电路径，以帮助维护和更新系统。

第 3 层数据中心具有冗余系统以限制操作错误和设备故障。他们利用不间断电源系统为服务器和备用发电机连续供电。因此，它们提供至少 99.982% 的正常运行时间，这意味着每年 1.6 小时的停机时间和 N+1 冗余，高于第 1 层和第 2 层。

第 4 层：第 4层数据中心具有“容错性”，可以保护生产能力免受任何故障类型的影响。即使在中断期间，它也需要两倍数量的组件、设备和资源来维持连续的服务流。

无法承受停机时间的组织的关键业务运营使用第 4 层数据中心来提供最高级别的冗余、正常运行时间和可靠性。

4 级数据中心提供至少 99.995% 的正常运行时间，这意味着每年 0.4 小时的停机时间和 2N 冗余，这非常棒。

为什么需要数据中心？

对信息、高处理能力和更多存储的需求正在增长。尽管迁移到云端是实现这一目标的绝佳方式，但这并不意味着现在不需要数据中心，你需要一个系统来处理和存储数据，它甚至可以发生在云中，这就是我们现在拥有云数据中心的原因。

无论是云还是本地，如今每个企业都需要数据中心，包括教育机构、医疗保健系统、电信公司、政府组织、金融机构、零售商等，以利用这些优势：

1、高效的数据管理和存储

随着业务的增长，存储数据的需求也在增加，数据中心可以服务于这个目的，也可以满足有效的管理。此外，数据中心提供了存储和管理数据的创新方法，以支持云计算的实施。

此外，数据中心拥有强大的备份系统，您的数据可以复制并分布在不同的位置。它还可以创建备份的备份，以确保您永远不会丢失数据。

2、数据安全

随着网络犯罪数量的增加，数据安全对于每个企业都至关重要。因此，组织需要能够监控其系统、应用程序和数据并定期更新它们以减少攻击面。

借助高效且支持安全的数据中心，组织可以监控其系统并尽早识别攻击（如果有），以便立即采取补救措施。数据中心提供商通过使用防火墙、监控、入侵者管理、访问管理、故障转移系统和物理安全来确保安全。

3、成本效益

停电或其他干扰可能造成数十亿美元的损失，通过使具有系统的数据中心能够承受此类条件，您可以节省成本。它比浪涌保护器和发电机更有效，因为它们需要更高的能量来维持和启动，并且会受到功率尖峰和电气干扰的影响，从而增加成本。

通过从数据中心提供商处获取服务，您可以进一步降低成本。这样，您不必从头开始构建数据中心或维护和更新组件。它们还具有灵活的定价模式，因此您可以根据您所使用的服务的要求和预算选择一个计划。

结论

我希望以上有关数据中心及其类型的信息可以帮助您理解这些概念，以便您确定最适合您的业务的方式。

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