以后的數(shù)據(jù)中心會(huì)是在怎樣的

在全球范圍內(nèi)，最終用戶和組織正在生成和使用前所未有的大量數(shù)據(jù)。但是，要了解全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)速度以及對(duì)存儲(chǔ)、管理和訪問所有數(shù)據(jù)的影響可能具有挑戰(zhàn)性。

許多商業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)者的廣泛應(yīng)用正在推動(dòng)這一指數(shù)級(jí)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，包括萬物互聯(lián)（IoE）、人工智能、社交媒體，以及對(duì)流媒體內(nèi)容交付的需求。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC公司的預(yù)測(cè)，到2025年，平均每人每天的數(shù)字互動(dòng)次數(shù)將接近5，000次，而目前的數(shù)字互動(dòng)次數(shù)是700到800次，這有助于推動(dòng)全球數(shù)據(jù)領(lǐng)域的擴(kuò)展，從2018年的33ZB增長(zhǎng)到2025年的175ZB，1ZB大約等于1萬億個(gè)GB。

數(shù)據(jù)大規(guī)模增長(zhǎng)的重大挑戰(zhàn)

這種快速增長(zhǎng)的速度為數(shù)據(jù)管理帶來了一系列艱巨的挑戰(zhàn)。由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求超過了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能力，更不用說終端設(shè)備和云計(jì)算計(jì)劃越來越多地被用來處理數(shù)據(jù)。許多服務(wù)器設(shè)備已經(jīng)沒有存儲(chǔ)空間，并且在不遠(yuǎn)的將來，智能手機(jī)可能會(huì)擁有越來越多的設(shè)備存儲(chǔ)空間，而每個(gè)人仍然希望即時(shí)按需訪問所需的任何信息。

圖1預(yù)期的超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增長(zhǎng)

從5G到人工智能再到自動(dòng)駕駛汽車的成功實(shí)現(xiàn)，取決于可靠、有彈性和可持續(xù)的低延遲或零延遲。隨著全球各地用戶對(duì)云計(jì)算服務(wù)依賴程度的提高，網(wǎng)絡(luò)延遲將成為關(guān)鍵的性能指標(biāo)。

這些新的需求迫使云計(jì)算將其功能擴(kuò)展到存儲(chǔ)之外的數(shù)據(jù)交付中，這給IT基礎(chǔ)設(shè)施帶來了快速而顯著的發(fā)展壓力。僅舉一個(gè)例子，澳大利亞最近推出了一個(gè)全新的國(guó)家寬帶網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足需求，因?yàn)閿?shù)據(jù)流在七年的建設(shè)過程中增長(zhǎng)非常快。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的發(fā)展

隨著傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)難以提供支持加速云計(jì)算所需的延遲，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心已成為首選。盡管顧名思義，超大規(guī)模主要是關(guān)于可擴(kuò)展性和資源優(yōu)化，而不是數(shù)據(jù)中心設(shè)施的物理大小。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心提供四個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：

?在設(shè)計(jì)、構(gòu)造和性能方面的模塊化;

?可靠性、功能性和產(chǎn)量大于各部分的總和;

?自動(dòng)化能力;

?規(guī)模經(jīng)濟(jì)。例如，無論是新建35兆瓦的電力系統(tǒng)，還是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心增加1兆瓦的系統(tǒng)，都需要降低每端口成本。

以下了解一下典型的超大規(guī)模云計(jì)算數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。假設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)中心目前在mesh+Pod或Pod+葉脊架構(gòu)中部署了30000多臺(tái)服務(wù)器，其中三個(gè)pod連接構(gòu)成一個(gè)mesh網(wǎng)絡(luò)。典型的骨干交換機(jī)最多支持432個(gè)40GbE端口（36×12）。以3：1的比例，上行鏈路網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)格級(jí)別）將占用108個(gè)端口，這意味著Pod中機(jī)架頂部（TOR）交換機(jī)的最大頂部不能超過324個(gè)。實(shí)際上，機(jī)架式交換機(jī)的數(shù)量應(yīng)該更接近最多200個(gè)或300個(gè)。每個(gè)TOR交換機(jī)可以為下行鏈路提供48個(gè)10GbE端口，為上行鏈路提供4個(gè)40GbE端口。在葉子和主干網(wǎng)之間建立了一個(gè)4×40GbE網(wǎng)絡(luò)鏈接，并具有四個(gè)帶有OM4光纖的MTP12通道來支持網(wǎng)絡(luò)。

隨著帶寬消耗呈指數(shù)增長(zhǎng)，10GbE不能滿足要求。計(jì)劃已經(jīng)要求在新的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中使用25GbE，這將使用MPO12和OM4來支持鏈接，從而將葉脊網(wǎng)絡(luò)和主干網(wǎng)絡(luò)之間的速度提高到100GbE。但是，要真正面向未來，需要從服務(wù)器到分支交換機(jī)的主流為40GbE，如圖1所示。

為未來擴(kuò)展增加電源

大多數(shù)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)施都非常龐大，電力容量為10兆瓦到70兆瓦。這些電源需求顯然會(huì)影響數(shù)據(jù)中心建設(shè)的位置和電力基礎(chǔ)設(shè)施的訪問和可持續(xù)性。最小限度地降低超大規(guī)模能源成本（數(shù)據(jù)中心的主要支出）是當(dāng)務(wù)之急。即使在規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心中，交換機(jī)也會(huì)產(chǎn)生大量熱量，這使得設(shè)計(jì)和實(shí)施具有成本效益的加熱和冷卻系統(tǒng)對(duì)于可持續(xù)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。

因此，利用自動(dòng)化和智能技術(shù)的能力就發(fā)揮了關(guān)鍵作用。數(shù)據(jù)中心的恒溫器、照明燈和其他與能源有關(guān)的其他組件越能自動(dòng)化和集中控制，節(jié)省電能的潛力就越大。

規(guī)劃健壯的有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)也是未來數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵基礎(chǔ)要素。盡管無線網(wǎng)絡(luò)似乎是未來的縮影，但混合模型將成為網(wǎng)絡(luò)的核心。無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商必須回程傳輸網(wǎng)絡(luò)，從信號(hào)傳輸帶寬可靠性的角度來看，光纖和光纜是最好的選擇。

5G擴(kuò)展的越多，所需的電纜就越多，從而使以太網(wǎng)供電（PoE）系統(tǒng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。電源越來越多地從110V和220V交流電轉(zhuǎn)換為240V交流電，可以通過USB供電或通過以太網(wǎng)供電（PoE）系統(tǒng)提供。以太網(wǎng)供電（PoE）具有許多優(yōu)勢(shì)，其中包括電壓低、易于安裝且價(jià)格便宜，并且可以同時(shí)承載數(shù)據(jù)和能源。

適應(yīng)或消失

兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的需求將定義未來的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)：存儲(chǔ)和延遲。隨著存儲(chǔ)繼續(xù)從設(shè)備轉(zhuǎn)移到集中式設(shè)施，邊緣計(jì)算可能會(huì)爆炸式增長(zhǎng)。隨著從許多不同來源捕獲數(shù)據(jù)，其節(jié)點(diǎn)將變得與路燈一樣普遍，以確保不會(huì)丟失任何數(shù)據(jù)。

這一新的現(xiàn)實(shí)給現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心（尤其是1MW或以下的數(shù)據(jù)中心）既帶來了機(jī)遇，也帶來了威脅。好消息是，它們?cè)谂c邊緣計(jì)算和超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一起工作以成功滿足存儲(chǔ)和延遲要求方面可以發(fā)揮重要作用，前提是他們可以創(chuàng)新地適應(yīng)新的現(xiàn)實(shí)。這意味著要進(jìn)行設(shè)計(jì)或升級(jí)，以提供超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的更高的速度、低成本和可擴(kuò)展性。

事實(shí)上，未來可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)營(yíng)在城市中心的數(shù)據(jù)中心——通常是在以前的辦公大樓內(nèi)建造規(guī)模較小的數(shù)據(jù)中心。

重新思考數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)

總之，可擴(kuò)展性將定義未來的數(shù)據(jù)中心。首先也是最重要的是，這需要基于設(shè)計(jì)的方法，對(duì)企業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)者范圍內(nèi)的能源消耗、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和交付需求進(jìn)行全面和長(zhǎng)期的考慮。其次，經(jīng)濟(jì)有效的集成和增強(qiáng)可擴(kuò)展性取決于在產(chǎn)品和技術(shù)平臺(tái)上構(gòu)建可混合、匹配、重新排列和重用以滿足不斷變化的需求的能力。

面向未來可用的數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移的工作正在進(jìn)行中，但是需要做更多的工作來確?，F(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)，硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的成功過渡，以管理所有新用例和各種需求的集成。隨著轉(zhuǎn)型的迅速進(jìn)行，數(shù)據(jù)中心必須確保他們與一家了解其需求，并能幫助他們開發(fā)面向未來的下一代數(shù)據(jù)中心解決方案的創(chuàng)新技術(shù)提供商開展合作。

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