数据中心是企业用来存放关键业务应用程序和信息的物理设施。随着它们的发展，重要的是要从长远考虑如何保持它们的可靠性和安全性。什么是数据中心？数据中心通常被认为是一个单一的东西，但实际上它们是由许多技术元素组成的。这些可以分为三类：?计算：运行应用程序的内存和处理能力，通常由高端服务器提供?存储：重要的企业数据通常存放在数据中心，存储在从磁带到固态硬盘，并有多个备份?网络：数据中心组件与外界的互连，包括路由器、交换机、应用交付控制器等。这些是IT需要存储和管理最关键的关键系统的地方到公司的持续经营部分。因此，数据中心的可靠性、效率、安全性和持续增长往往是重中之重。软件和硬件安全措施都是必须的。除了技术设备外，数据中心还需要广泛的基础设施来保持硬件和软件的正常运行。这包括电源子系统、不间断电源(UPS)、通风和冷却系统、备用发电机以及连接外部网络运营商的电缆。数据中心架构任何大公司都可能拥有多个数据中心，可能分布在多个地区。这使组织能够灵活地备份信息以应对自然灾害和人为灾害，例如洪水、风暴和恐怖威胁。数据中心架构可能需要做出一些艰难的决定，因为选项几乎是无限的。一些关键考虑因素包括：?企业是否需要镜像数据中心？?需要多少地理多样性？?如果发生中断需要多长时间才能恢复？?扩展需要多少空间？?您应该租用私有数据中心还是使用相同的位置/托管服务？?带宽和功率要求是什么？?是否有首选供应商？?需要什么样的人身安全？这些问题的答案有助于确定要建造多少个数据中心以及在何处建造。例如，曼哈顿的一家金融服务公司可能需要继续运营，因为任何中断都可能造成数百万美元的损失。公司可能会决定在附近建立两个数据中心，比如一个在新泽西州，一个在康涅狄格州，它们相互镜像。随着公司分拆另一个，一个可能会完全关闭而不影响运营。然而，可能不需要即时访问信息的小型专业服务公司可以在其办公室拥有一个主数据中心，并每晚将信息备份到全国各地的备份站点。如果发生中断，它将启动一个恢复信息的过程，但其紧迫性不同于依赖实时数据获得竞争优势的企业。虽然数据中心通常与企业和网络规模的云提供商相关联，但实际上任何公司都可以拥有数据中心。对于某些SMB，数据中心可能是位于其办公空间内的一个房间。行业标准为帮助IT主管了解应部署哪种类型的基础设施，美国国家标准协会(ANSI)和电信行业协会(TIA)于2005年发布了数据中心标准，该标准定义了四个独立的层并提供了设计和实施指南。一级数据中心基本上是经过改造的服务器机房，其中四级数据中心具有最高级别的系统可靠性和安全性。可以在此处找到每种类型的数据中心的描述。数据中心目前正在经历一场重大变革，未来的数据中心将与大多数组织所熟悉的数据中心大不相同。企业正变得越来越动态和分布式，这意味着支持数据中心的技术需要具有灵活性和可扩展性。随着服务器虚拟化的日益普及，数据中心横向移动的流量（东西向）使传统的客户端-服务器流量相形见绌，后者流入和流出（南北向）。这给数据中心经理带来了挑战，而且更多的挑战即将出现。以下是一些关键技术，它们将使数据中心从静态和僵硬的环境演变为能够满足数字企业需求的敏捷设施。边缘计算和微型数据中心边缘计算是一种越来越流行的范例，传统上在集中式数据中心完成的大部分计算工作都发生在更靠近收集数据的网络边缘的地方。这意味着需要近乎实时操作的应用程序所需的延迟和数据带宽更少。微型数据中心是一个紧凑的单元，可以物理收集、处理、分析和存储数据，将数据带到收集数据的设备附近，并将它们放在现场进行边缘计算。微型数据中心的部署支持许多应用，包括5G网络、物联网推广和内容分发网络。微型数据中心领域有许多供应商，其中一些具有相邻领域的背景，例如基础设施即服务(IaaS)或托管服务。微型数据中心通常（但不总是）作为预组装设备出售，“微型”涵盖了相当广泛的规模。它们的范围从19英寸机架到40英尺集装箱，管理可能由供应商处理或外包给托管服务提供商(MSP)。云的作用过去，企业可以选择构建自己的数据中心或使用托管服务提供商或MSP。后一种方法改变了拥有和运营数据中心的经济性，但部署和管理必要技术所需的较长交付周期仍然存在。AmazonWebServices和MicrosoftAzure等云服务提供商IaaS的兴起为企业提供了一种选择，只需单击几下鼠标即可在云中提供虚拟数据中心。2019年，企业每年在云基础设施服务上的支出首次超过了在物理数据中心硬件上的支出，其中超过一半的服务器销往云提供商的数据中心。但是，本地数据中心不会很快消失。在UptimeInstitute2020年的一项调查中，58%的受访者表示，他们的大部分工作负载仍在企业数据中心，在那里他们因缺乏对公共云的可见性和正常运行时间而苦苦挣扎。以责任为由拒绝转机。许多组织通过使用混合云方法获得两全其美的方法，其中一些工作负载被卸载到公共云，而其他需要更多实际操作控制或安全性的工作负载仍在本地数据中心运行。根据Flexera2020年云计算状况报告，接受调查的组织中有87%拥有混合云战略。软件定义网络(SDN)数字企业的敏捷程度取决于其最不敏捷的组件，通常是网络。通过分离网络控制平面的最佳路由（它决定如何将数据包从一个点转发到另一个点），可以使网络更加高效和灵活。它们可以很容易地在软件中进行优化，以适应不断变化的网络负载。这种被称为软件定义网络（SDN）的架构可以应用于数据中心。通过配置和管理数据中心硬件的网络控制器可以更快地配置数据中心，通常使用简单的语言命令来消除耗时且容易出错的手动配置。超融合基础设施(HCI)数据中心的运营挑战之一是必须将服务器、存储和网络设备的正确组合组合起来以支持要求苛刻的应用程序。然后，一旦部署了基础架构，IT运营部门就需要弄清楚如何在不中断应用程序的情况下快速扩展。HCI通过提供基于商品硬件的易于部署的设备来简化此过程，这些硬件在单个硬件中提供处理能力、存储和网络。可以通过添加更多节点来扩展体系结构。HCI可以提供许多优于传统数据中心的优势，包括可扩展性、云集成以及更轻松的配置和管理。容器、微服务和服务网格应用程序的开发通常会因为配置基础设施以在其上运行而变慢。这会严重阻碍组织迁移到DevOps模型的能力。容器是一种虚拟化整个运行时环境的方法，允许开发人员在自包含系统中运行应用程序及其依赖项。容器非常轻便，可以快速创建和销毁，因此非常适合测试应用程序在特定条件下的性能。容器化应用程序通常被分成单独的微服务，每个微服务封装一小组功能，这些功能相互作用形成一个完整的应用程序。协调这些单独容器的工作落在一种称为服务网格的架构形式上，虽然服务网格做了很多工作来从开发人员那里抽象出复杂性，但它需要自己的照顾和维护。服务网格自动化和管理应该集成到一个全面的数据中心网络管理系统中，尤其是当容器部署变得越来越多、越来越复杂和具有战略意义时。微分段传统数据中心的所有安全技术都是其核心，因此随着流量的流入和流出，它会通过安全工具来保护业务。数据中心内横向流量的增加意味着流量会绕过防火墙、入侵防御系统和其他安全系统，从而使恶意软件得以迅速传播。微分段是一种在数据中心内创建多个数据段的方法，其中资源组可以彼此隔离，以便在发生违规时，数据段包含损坏。微分段通常在软件中完成，这使得它非常灵活。Non-VolatileMemoryExpress(NVMe)在日益数字化的世界中，一切都在更快地进行，这意味着数据需要更快地进出数据中心存储。小型计算机系统接口(SCSI)和高级技术附件(ATA)等传统存储协议已经存在了几十年，并且已经达到了极限。NVMe是一种存储协议，旨在加速系统和固态驱动器之间的信息传输，从而大大提高数据传输速率。NVMe不仅限于连接到固态存储芯片：nvmeoff结构(nvmeof)允许创建超高速存储网络，其延迟可与直连存储相媲美。GPU计算中央处理器(CPU)几十年来一直为数据中心基础设施提供动力，但摩尔定律正面临物理限制。此外，分析、机器学习和物联网等新工作负载推动了对超越CPU能力的新计算模型的需求。图形处理单元(GPU)曾经仅用于游戏，但由于它们能够并行处理多个线程，因此运行方式截然不同。因此，GPU在现代数据中心找到了一席之地，这些数据中心越来越多地承担着具有挑战性的人工智能和神经网络的任务。这将导致数据中心架构发生一系列转变，从它们连接到网络的方式到它们的冷却方式。数据中心对于几乎任何规模的企业的成功都至关重要，这一点不会改变。然而，数据中心的部署方式和支持技术的数量正在发生根本性的变化。加速这种转变的技术是未来所需要的。
