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什么是數據中心層？數據中心的類型

2023-04-17 11:38 作者：joseph wu 閱讀量：2736

數據中心定義：數據中心是一個集中的物理設施，用于存儲企業的關鍵應用程序和數據。常見的數據中心定義是計算和網絡設備用于收集、處理和存儲數據，以及分發和啟用資源訪問的位置。

數據的作用越來越大

現在幾乎每一次業務和個人交互都需要電子數據交換。即使是打電話、讀書或看電視等傳統任務現在也基本上是數字化的。對新數字信息不斷增長的需求需要大量存儲在數據中心的計算和網絡設備。

數據中心自計算機誕生之初就已存在，但隨著技術變得更便宜、更小和更先進而發生了巨大的變化。早期的數據中心通常由一臺巨大的超級計算機組成，但現代版本現在擁有數千臺連接到各種通信網絡的服務器。

這種轉變主要是由數據量的指數增長推動的。例如，IDC 的 數據時代 論文預測，從 2018 年到 2025 年，數據水平將增長十倍。它預測到 2025 年將存在 175 澤字節的數據，如果您嘗試以當前的平均互聯網速度下載，將需要 18 億年去下載。

現在，大量數據連接到多個數據中心、邊緣以及公共云和私有云。但它仍然必須存儲在某個地方。因此，現代數據中心一如既往地至關重要。但是，它必須發展以跨主要本地設施、各種云位置和云提供商進行通信。因此，現代數據中心基礎設施已經從本地物理服務器發展為支持多云環境中的應用程序和工作負載的虛擬基礎設施。

鑒于企業現在擁有的大量客戶數據以及它們所支持的應用程序和服務器資源的重要性，數據中心現在有專用的 數據中心防火墻 來保護它們。

數據中心的組成部分

服務器和 IT 設備

任何數據中心的基本組件通常包括網絡安全系統、防火墻、路由器、服務器、存儲系統和交換機。所有數據中心的核心共性是服務器。數據中心服務器是裝有更多內存的高性能計算機。它速度更快，處理器功能更強大。一個服務器或一組服務器可以專用于單個任務、多個應用程序或特定客戶端。

硬盤、固態和機械磁帶驅動器等存儲設備對于幫助任何數據中心運行這些服務器非常重要。另一個重要的組成部分是網絡和通信設備，這是維持服務器之間的高帶寬網絡所必需的。它由路由器、交換機、網絡接口控制器和無數英里的電纜組成，這些電纜有助于信息流經數據中心。

除了這種硬件之外，數據中心還依靠軟件來運行它。這包括在其服務器上運行的各種操作系統和應用程序、集群框架軟件（如 MapReduce 或 Hadoop）以及用于減少物理服務器數量的虛擬化軟件。

設施系統

在物理位置，數據中心機房需要安全系統來防止未經授權的訪問。他們通常受到警報、生物識別掃描儀、大門、安全門和安保人員的保護。該站點將配備火災警報器、灑水器和安全措施等應急設備，以保護數據中心免受服務器、風扇等噪音的影響。

除了安全之外，數據中心還依賴能效系統和設備來保持設施的平穩運行。這包括備用電池和發電機等電力設備以及不間斷電源。處理空氣質量和溫度的冷卻系統和設備，例如空氣處理器、冷卻器、風扇、傳感器以及水管和水箱，可確保服務器高效運行。

數據中心層

什么是數據中心層？Uptime Institute 是一家專注于提高關鍵業務基礎設施的性能、效率和可靠性的咨詢組織，它定義了四種數據中心設施層級分類。這些層被公認為數據中心性能要遵循的行業標準。投資于此認證流程有助于數據中心證明合規性并向客戶展示其在設施管理方面的專業知識。

第 1 層：基本能力

一級數據中心提供支持辦公室 IT 所需的基本容量級別。它需要不間斷電源 (UPS) 來應對停電、驟降和尖峰、IT 系統區域、在辦公時間以外運行的專用冷卻設備以及用于停電的發動機發電機。

一級設施可防止人為錯誤，但對意外故障或中斷提供有限的保護，并且必須完全關閉以進行維修和維護。因此，它提供 99.671% 的正常運行時間，沒有冗余，并且每年將經歷 28.8 小時的停機時間。

第 2 層：冗余容量

二級數據中心提供更好的物理事件保護。它們通過冷卻系統、能量發生器和儲存裝置、燃料箱和泵等設備提供維護和安全以防止中斷。與一級設施一樣，意外停機會影響系統，導致每年 99.749% 的正常運行時間和 22 小時的停機時間。

第 3 層：同時可維護

與 Tier 1 和 2 數據中心不同，Tier 3 設施在需要維護或更換設備時不需要關閉。它具有冗余組件和分發路徑，確保它是可同時維護的。

Tier 3 數據中心更適合大型企業，可以防范大多數物理事件。它提供 99.982% 的正常運行時間，具有 N+1 容錯能力，可提供至少 72 小時的斷電保護，并且每年的停機時間少于 1.6 小時。

第 4 層：容錯

第 4 層數據中心具有獨立的、物理隔離的系統，可創建冗余容量組件和分配路徑。這可確保計劃內或計劃外的中斷不會影響設施和 IT 運營。Tier 4 設施中的所有 IT 設備都必須具有容錯電源設計，并且建筑物需要持續冷卻以保持環境穩定。

Tier 4 數據中心通常適用于大型企業。它提供 99.995% 的正常運行時間，每年停機時間僅為 26.3 分鐘。它還提供 2N+1 全冗余基礎架構和 96 小時斷電保護。

數據中心如何運作

數據中心集中了組織的 IT 運營和設備，以確保在安全位置存儲、共享和管理大量數據。它們為企業提供了查看、備份和存儲數據的靈活性，以及??保護數據免受自然和人為災難的影響。數據中心接收、存儲和發送數據以支持關鍵業務應用程序和支持數據密集型服務，例如：

  • 人工智能、大數據和機器學習
  • 數據存儲、備份、恢復和管理
  • 電子商務活動和交易
  • 文件共享和電子郵件
  • 實時協作和生產力工具

數據中心的組件需要龐大的基礎設施來支持其硬件和軟件。這包括電源和冷卻設備，以及與外部網絡和安全設備（例如防火墻和入侵保護）的連接。應用程序性能由交付保證機制保護，該機制通過自動故障轉移和負載平衡提供可用性和彈性。

數據中心的類型

企業可以在各種類型的數據中心中構建或存儲數據。這些包括：

1.托管設施

數據中心的一種類型是托管設施，它出租數據中心提供商擁有的空間。數據中心基礎設施由建筑物所有者托管，其中包括用于帶寬、冷卻系統、網絡、電力和安全的設備和服務。租用空間的公司或服務提供商負責安裝和管理防火墻、數據中心服務器和存儲等組件。

2. 企業

最大類型的數據中心之一是企業數據中心，這是一種由企業建造、擁有和運營的設施，供自己使用。該設施可以位于組織自己的站點，但通常位于場外提供主要連接、電源和安全性的位置。建設和裝備企業數據中心需要大量的資本投資，但可以讓組織根據自己的特定要求進行設計。

3.超大規模數據中心

超 大規模數據中心 旨在提供云和大數據存儲所需的超大規模計算。超大規模設施使主要的云參與者能夠為其客戶提供強大、可擴展的應用程序和存儲服務。這些設施通常至少有 10,000 平方英尺的規模，并有超過 500 個機柜和 5,000 臺服務器在超高速網絡上運行。超大規模數據中心和企業數據中心之間的主要區別是在超大規模設施中使用的高光纖網絡。

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