高校数据中心发展历程

　　我国高校数据中心的建设开始于80年代初期，改革开放引进第一批国外计算机设备进行配套建设。由于当时计算机成本高，高达几十万美金，且当初的设备异常娇贵，对电力、温湿度等环境的要求极高。因此，最早引进此类计算机的高校基本按照国外机房标准建设了设备运行机房，成为我国高校最早的数据中心雏形。这些数据中心实施了专业机房设计、专业防静电地板、UPS不间断电源、机房精密空调等;在人员配置上，具有专业的机器管理人员、机房管理人员以及系统管理人员，人员层次多，配置上严格参照国外当时数据中心人员标准配备。同时，各校围绕引进设备的管理还纷纷成立计算中心等教学辅助部门。

　　进入80年代末90年代初，随着Internet和数字地球理论的出现，网络技术开始在高校流行，并大大推进了计算机及其相关应用的普及。一些顺应网络发展的公司，如Sun、Oracle、Microsoft等软、硬件公司，逐渐壮大，其应用和设备也随即在高校流行。高校信息化建设也随着网络东风进入一个全新的阶段——网络及网络应用建设阶段。由于Unix 服务器相对大型机突出的性价比，其对环境的需求不高，加之网络设施急剧膨胀，致使高校机房空间严重不足，各校机房开始急速扩张。大面积建设网络需要大量的资金投入，迫使各高校在新数据中心机房建设上降低了质量标准，导致这一阶段数据中心机房建设普遍低质量，低性能，服务能力较低。

　　2000年左右，随着我国国家经济条件的改善，特别是“211”和“985”专项建设经费的投入，高校信息化又进入了一个大发展时期。IT系统迅猛发展，以Intel为代表的IA 架构服务器性能价格比赶超Unix服务器。集中式数据存储开始受到高校的重视，各高校数据中心开始关注数据存储安全与数据存取效率。虚拟化技术开始进入高校数据中心，许多高校开始使用服务器虚拟化技术来缓解大量服务器需求增加的压力。

　　云计算技术的兴起，掀起新一代数据中心的改革浪潮，无单点故障、多层次设施环境、高安全风险，热负荷集中、自动化服务成为新一代数据中心要直接应对的难题。

　　下一代数据中心的几个关键技术

　　我国高校数据中心经历了近30年的漫长历程，随着新技术、新应用的层出不穷而快速发展，并逐渐走向成熟。

　　随着高密度刀片计算技术、虚拟化技术、集中数据存储技术、高要求的应用安全技术、云计算技术的迅速发展，高校数据中心已经越来越难以承载当前各类业务的综合需求。高密度计算刀片对电力需求旺盛、产生的点热负荷高，对制冷和供电又有着特殊的需求。虚拟化技术方便了运行维护人员对设备的分配需要，提高了设备的利用率，也因服务层次的增加，带来管理上更为复杂的层次关系，使管理问题越发成为数据中心设备和应用维护的瓶颈。集中数据存储技术提高了存储资源的利用率与存储效率，同时也带来了集中式技术所特有的风险，所有核心应用共进退，造成维护人员压力大。应用安全愈发受到各界的关注，高校等级保护等要求的提出和实施，提高了高校信息化安全意识，但也给信息安全的管理提出了新的挑战。

　　根据当前IT发展的普遍认识，可将影响下一代数据中心发展的要素概括为如下六点，如图所示：

　　基于服务设计的IT系统。即以更完善、更智能、更高效为原则而设计的IT 运行框架，包括所知的刀片系统、网络系统、存储系统，这些系统被整合在一起，采用标准化、模块化和可扩展的平台进行搭建，在统一的平台系统下，贯彻方便用户使用的服务理念。例如，部分厂商已提供统一的刀片计算平台，内含计算刀片(CPU内存资源)、存储刀片(磁盘资源)、网络刀片(以太网和FC网络资源)、管理刀片(提供整体全面的管理工具)，基本实现了单一平台、统一展现、集中管理、标准服务。

　　绿色的计算。顾名思义，绿色计算是为了降低能耗，节能环保，也是最近几年得到业内普遍认可的IT发展方向。节能环保不仅需要考虑IT系统的能效比，还应重点考虑数据中心机房周边环境(位置、朝向等)、整体结构设计、供电系统选型、制冷系统部署等多方面因素。电力和制冷在信息化高速部署实施的过程中承受巨大的压力，数据中心管理者往往只看到IT系统的能耗情况，而不了解一般数据中心中IT系统能耗约占整个数据中心能耗的一半，另一小部分在UPS和制冷系统中被消耗。目前大部分数据中心的能效比只达到1.5,只有特殊设计的数据中心能够达到1.2甚至更低，如google最新设计的数据中心能效比已经达到1.15。一个设计优秀的数据中心能够节约大量能源，提供更高的运算能力，支撑更庞大的计算系统，达到高可靠性和高可用性。

　　统一的管理。管理是最初考虑但又最易被忽视的环节，一个庞大、复杂的数据中心，涵盖了IT运行的方方面面，尤其在虚拟化盛行的今天，应用及系统的管理成二叉树组合，管理者已经无法充分了解所管理数据中心运行情况的明确信息。如何了解数据中心所有系统、应用、乃至设施的转运情况，成为数据中心管理和使用无法回避的问题，也是提高数据中心透明化管理的必由之路。因此，建立一套具有统一管理思路、标准管理界面的数据中心管理系统，是下一代数据中心发展的必备因素。

　　主动的安全。信息化是把双刃剑，既提供了丰富、方便、海量的信息，也提供了一扇便捷、可能的偷窥之门。信息化与安全相辅相成，出发点决定其目的所在，信息化更关注自由度、灵活性，安全则需要封闭、硬性的规矩。常规安全是按照可能的因素制订政策和规范，其在一定阶段内有较好的效果。但信息社会知识快速更新，新的安全风险很快形成，需要新的安全政策和规则以随需应变，往往数据中心安全事故已经发生，而造成管理人员被动反应。一种基于主动发现的安全策略孕育而生，利用统一的管理工具，制定适当的风险策略，主动侦测、发现，根据实际情况制定多种环境下的联动规则，形成简易智能分析库，一旦有风险出现，这套机制将保障系统及时发现问题，并第一时间通知责任人，甚至自动基于知识库信息执行必要的防范措施。

　　IT虚拟化。虚拟化已然成为数据中心未来发展的关键因素，离开虚拟化谈下一代数据中心毫无意义，这一点已得到绝大多数数据中心管理人员的认同。随着近几年服务器和桌面虚拟化应用的兴起，越来越多的数据中心管理人员从虚拟化中得到了便利。利用虚拟化技术，数据中心管理人员将不再纠结于因业务需求不定而产生的频繁购置设备问题，也不用对如何保障应用安全而担心，因为服务器虚拟化可提供海量的服务器资源，随用随配;桌面虚拟化可提供统一、可控的应用运行场景。此外，在存储虚拟化领域，也出现了一些不依赖于某个厂商的透明化、分布式存储资源的虚拟化技术;在磁带库领域，也早已出现虚拟带库管理;在安全领域，防火墙等设备也早有设备虚拟化的概念和应用。总之，虚拟化已经渗透到数据中心的每个环节，离开虚拟化，下一代数据中心将无从谈起。

　　自动化的部署。下一代数据中心将是复杂、庞大的系统集群，特别是虚拟化技术的应用，服务器管理的数量将急剧增加，既加重了数据中心管理人员的管理负担，也延长了搜寻故障所需的时间。随着云计算技术的推广，云服务理念引入数据中心建设之中，基于用户服务的数据中心需要一套高效的数据中心自动化部署和管理架构体系，能够按需分配资源与权限，甚至按需分配业务，实现自动化配置和服务，简化流程，减少人员需求，降低总体成本，并提升用户体验。