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      什么是数据中心层？数据中心的类型

      2023-04-17 11:38 作者：joseph wu 阅读量：1470

      数据中心定义：数据中心是一个集中的物理设施，用于存储企业的关键应用程序和数据。常见的数据中心定义是计算和网络设备用于收集、处理和存储数据，以及分发和启用资源访问的位置。

      数据的作用越来越大

      现在几乎每一次业务和个人交互都需要电子数据交换。即使是打电话、读书或看电视等传统任务现在也基本上是数字化的。对新数字信息不断增长的需求需要大量存储在数据中心的计算和网络设备。

      数据中心自计算机诞生之初就已存在，但随着技术变得更便宜、更小和更先进而发生了巨大的变化。早期的数据中心通常由一台巨大的超级计算机组成，但现代版本现在拥有数千台连接到各种通信网络的服务器。

      这种转变主要是由数据量的指数增长推动的。例如，IDC 的 数据时代 论文预测，从 2018 年到 2025 年，数据水平将增长十倍。它预测到 2025 年将存在 175 泽字节的数据，如果您尝试以当前的平均互联网速度下载，将需要 18 亿年去下载。

      现在，大量数据连接到多个数据中心、边缘以及公共云和私有云。但它仍然必须存储在某个地方。因此，现代数据中心一如既往地至关重要。但是，它必须发展以跨主要本地设施、各种云位置和云提供商进行通信。因此，现代数据中心基础设施已经从本地物理服务器发展为支持多云环境中的应用程序和工作负载的虚拟基础设施。

      鉴于企业现在拥有的大量客户数据以及它们所支持的应用程序和服务器资源的重要性，数据中心现在有专用的 数据中心防火墙 来保护它们。

      数据中心的组成部分

      服务器和 IT 设备

      任何数据中心的基本组件通常包括网络安全系统、防火墙、路由器、服务器、存储系统和交换机。所有数据中心的核心共性是服务器。数据中心服务器是装有更多内存的高性能计算机。它速度更快，处理器功能更强大。一个服务器或一组服务器可以专用于单个任务、多个应用程序或特定客户端。

      硬盘、固态和机械磁带驱动器等存储设备对于帮助任何数据中心运行这些服务器非常重要。另一个重要的组成部分是网络和通信设备，这是维持服务器之间的高带宽网络所必需的。它由路由器、交换机、网络接口控制器和无数英里的电缆组成，这些电缆有助于信息流经数据中心。

      除了这种硬件之外，数据中心还依靠软件来运行它。这包括在其服务器上运行的各种操作系统和应用程序、集群框架软件（如 MapReduce 或 Hadoop）以及用于减少物理服务器数量的虚拟化软件。

      设施系统

      在物理位置，数据中心机房需要安全系统来防止未经授权的访问。他们通常受到警报、生物识别扫描仪、大门、安全门和安保人员的保护。该站点将配备火灾警报器、洒水器和安全措施等应急设备，以保护数据中心免受服务器、风扇等噪音的影响。

      除了安全之外，数据中心还依赖能效系统和设备来保持设施的平稳运行。这包括备用电池和发电机等电力设备以及不间断电源。处理空气质量和温度的冷却系统和设备，例如空气处理器、冷却器、风扇、传感器以及水管和水箱，可确保服务器高效运行。

      数据中心层

      什么是数据中心层？Uptime Institute 是一家专注于提高关键业务基础设施的性能、效率和可靠性的咨询组织，它定义了四种数据中心设施层级分类。这些层被公认为数据中心性能要遵循的行业标准。投资于此认证流程有助于数据中心证明合规性并向客户展示其在设施管理方面的专业知识。

      第 1 层：基本能力

      一级数据中心提供支持办公室 IT 所需的基本容量级别。它需要不间断电源 (UPS) 来应对停电、骤降和尖峰、IT 系统区域、在办公时间以外运行的专用冷却设备以及用于停电的发动机发电机。

      一级设施可防止人为错误，但对意外故障或中断提供有限的保护，并且必须完全关闭以进行维修和维护。因此，它提供 99.671% 的正常运行时间，没有冗余，并且每年将经历 28.8 小时的停机时间。

      第 2 层：冗余容量

      二级数据中心提供更好的物理事件保护。它们通过冷却系统、能量发生器和储存装置、燃料箱和泵等设备提供维护和安全以防止中断。与一级设施一样，意外停机会影响系统，导致每年 99.749% 的正常运行时间和 22 小时的停机时间。

      第 3 层：同时可维护

      与 Tier 1 和 2 数据中心不同，Tier 3 设施在需要维护或更换设备时不需要关闭。它具有冗余组件和分发路径，确保它是可同时维护的。

      Tier 3 数据中心更适合大型企业，可以防范大多数物理事件。它提供 99.982% 的正常运行时间，具有 N+1 容错能力，可提供至少 72 小时的断电保护，并且每年的停机时间少于 1.6 小时。

      第 4 层：容错

      第 4 层数据中心具有独立的、物理隔离的系统，可创建冗余容量组件和分配路径。这可确保计划内或计划外的中断不会影响设施和 IT 运营。Tier 4 设施中的所有 IT 设备都必须具有容错电源设计，并且建筑物需要持续冷却以保持环境稳定。

      Tier 4 数据中心通常适用于大型企业。它提供 99.995% 的正常运行时间，每年停机时间仅为 26.3 分钟。它还提供 2N+1 全冗余基础架构和 96 小时断电保护。

      数据中心如何运作

      数据中心集中了组织的 IT 运营和设备，以确保在安全位置存储、共享和管理大量数据。它们为企业提供了查看、备份和存储数据的灵活性，以及​​保护数据免受自然和人为灾难的影响。数据中心接收、存储和发送数据以支持关键业务应用程序和支持数据密集型服务，例如：

      • 人工智能、大数据和机器学习
      • 数据存储、备份、恢复和管理
      • 电子商务活动和交易
      • 文件共享和电子邮件
      • 实时协作和生产力工具

      数据中心的组件需要庞大的基础设施来支持其硬件和软件。这包括电源和冷却设备，以及与外部网络和安全设备（例如防火墙和入侵保护）的连接。应用程序性能由交付保证机制保护，该机制通过自动故障转移和负载平衡提供可用性和弹性。

      数据中心的类型

      企业可以在各种类型的数据中心中构建或存储数据。这些包括：

      1.托管设施

      数据中心的一种类型是托管设施，它出租数据中心提供商拥有的空间。数据中心基础设施由建筑物所有者托管，其中包括用于带宽、冷却系统、网络、电力和安全的设备和服务。租用空间的公司或服务提供商负责安装和管理防火墙、数据中心服务器和存储等组件。

      2. 企业

      最大类型的数据中心之一是企业数据中心，这是一种由企业建造、拥有和运营的设施，供自己使用。该设施可以位于组织自己的站点，但通常位于场外提供主要连接、电源和安全性的位置。建设和装备企业数据中心需要大量的资本投资，但可以让组织根据自己的特定要求进行设计。

      3.超大规模数据中心

      超 大规模数据中心 旨在提供云和大数据存储所需的超大规模计算。超大规模设施使主要的云参与者能够为其客户提供强大、可扩展的应用程序和存储服务。这些设施通常至少有 10,000 平方英尺的规模，并有超过 500 个机柜和 5,000 台服务器在超高速网络上运行。超大规模数据中心和企业数据中心之间的主要区别是在超大规模设施中使用的高光纤网络。

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