浅谈新基建大潮对数据中心的影响和发展趋势
二十一世纪进入信息化的时代，在本世纪20年的时间中，计算机的普及融入通信、国民经济、科研、教育、制造、商业所有领域，无所不在，信息化以互联网、物联网、4G/5G/卫星通信、云计算、区块链、大数据、AI等形式呈现在各个领域。新基建进一步推动数据中心的增长，本文探讨新基建环境下数据中心建设的特征与趋势。
一、数据中心产业链与机遇
1、数据中心分类
按照当前行业和功能的主流划分，将数据中心划分为三种类型：
互联网数据中心（IDC--InternetData Center）
企业数据中心 （EDC--Enterprise Data Center）
外包数据中心 （ODC--Outsourcing data center）
对IDC、EDC的数据中心都包含了基础设施的运维和自有业务系统的运行维护，即使同一类型的数据中心各自个性化的自有系统的运行维护的要求都是有很大的差异，比如不同银行的金融数据中心研发和测试、运行的环境、对外服务的要求都大不相同。
2、数据中心的产业链
数据中心产业链包括上游（基础设施、硬件供应商）、中游（运营服务及解决方案提供商）、下游（终端数据流量用户）。
数据中心产业链以及运营主体
3、数据中心产业的投资机遇
计算机运行离不开数据中心的保障，以蓬勃发展的互联网产业为数据中心的基础建设和服务市场提供了强大的推动力。同时随着各行各业数字化的转型，数字经济促进了大数据、云计算的快速发展。因此数据中心作为信息化时代的基础，特别是在新基建的大潮下：以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络；以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术；以数据中心、智能计算中心为代表的算力三大基础设施将进一步推动数据中心的高速发展。新基建大潮下数据中心的挑战与机遇主要表现在：
①、数据中心新地位
数据中心作为5G、人工智能、云计算、区块链等新一代信息通信技术的重要载体，已经成为数字经济时代的底座，具有空前重要的战略地位。
数据中心作为计算中心、网络中心和控制中心，支撑新一代信息技术加速创新，支撑数字网协同发展。数据中心作为互联网和各行业数字化的技术实体，应用于生产和生活的多个环节，支撑数字经济快速发展。
②、数据中心新责任
数据中心虽高耗能，但作为基础设施承载了大量上层业务的运转。绿色成为数据中心发展的关键主题，从政策到应用开展了大量探索与实践。我国数据中心市场规模快速增长，大型以上数据中心成为增长主力。
③、我国数据中心产业热点
新基建助推新一波数据中心建设热潮，主要表现为：数据中心建设逐渐形成聚集区协同发展的局面；我国数据中心市场竞争逐渐呈现多格局态势；资本市场加持为数据中心建设发展注入新动能；我国优秀绿色数据中心将跟进世界先进水平。
二、新基建大潮下对数据中心要求
互联网尤其是移动互联的发展，大数据和大流量持续涌入数据中心，最大化的挖掘数据的有用的价值，提供更宽的服务。新基建大潮下，以5G、AI、云计算为代表的业务将快速发展。而这些业务需要数据中心具备提供无损、智慧、开放服务。
1、无损数据中心
无损数据中心是对数据中心的网络的速度和数据可靠性提出更高的要求，随着5G互联网以及卫星互联网技术的发展，提升网络的速度和高效的吞吐能力。使得数据的大集中、短延时、远程控制成为可能。近几年来，语音交互、图像交互等技术应用越发广泛，要求网络传输和处理海量的信息越强。这就需要提高网络的吞吐量、缩短传输的延时、避免数据的丢包。因此打造可以实现无损转发、高速处理的数据中心网络成为新一代数据中心的关键所在。我们可以看到银行业全国的数据大集中、同城/异地灾备；阿里/京东/苏宁的双十一网上购物不再拥堵；全国交通（高铁、民航等）运行场站自动化调度，都得益于数据中心无损网络技术的发展。
随着5G、卫星互联网技术的落地，远程医疗、自动驾驶、AR/VR多媒体、移动办公和教育而将无缝的走进百姓的日常生活。无损网络技术将得到越来越广泛的应用。从而进一步推动更先进的无损数据中心的发展。
2、智慧能力
当下数据中心的规模向大型、超大型的方向发展，特别是在新基建的大潮下，数据中心（包括园区）装机容量10~100万台服务器已比比皆是。设备数量的众多以及类型和服务的多元化，在这种情况下，传统的人工运维模式是不可能的。如何对这些设备和运行在数据中心中的应用系统进行有效的管理，光靠人是无法实现。提高数据中心运营效率、降低运营成本成为数据中心服务商面临的一大难题。
在4G/5G技术的推动下，基于人工智能和网络遥测技术的智能运维模式为解决上述问题提供了可能和解决方案。该模式可以提供自助遥测、机器学习、网络引导、大数据分析的功能，使得数据中心服务商能够更为灵活、快速的实施有效的运维成为可能。因此智慧能力是新基建下解决海量数据中心运维困境的途径。
3、开放架构
新基建大潮下数据中心迫切需要变革，向标准化、产业化发展。采用开放架构的数据中心将得到应用和大力发展，开放架构的数据中心的原则就是开放和分享，不做技术壁垒，以用户的实际需要出发，共同研发，在原有技术的基础上进行大胆突破，形成标准化应用，提高应用效率。
在我国已经成立了开放数据中心委员会，阿里巴巴、百度、腾讯、中国电信、中国移动、中国信息通信研究院、英特尔联合发起成立，近几年来做了大量的技术研究，发布了多个开放机构数据中心相关的白皮书和技术成果。
因此在新基建大潮下，开放架构的数据中心将催生数据中心新的产业生态链。
三、新一代数据中心的特征
近几年来，多核技术、虚拟化的应用、智能化管理系统等技术的大量涌现，加上企业业务模式的不断改革和创新，给传统的数据中心运营带来巨大的挑战。亟待数据中心服务商适应和打造新一代数据中心，应对面临的变革。就目前的技术而言，在新基建大潮下，新一代数据中心主要的九大特征。见下图：
1、模块化的标准基础实施
新一代数据中心模块化的标准基础实施包括两个方面：基础实施的模块化和IT架构的的模块化。
基础设施的模块化体现在：建筑、风水冷电等基础实施的模块化，大部分的实施都可以在工厂预制，现场组装，使得满足灵活、快速、简便和分期建设的要求。IT架构的模块化体现在：服务器、网络、存储等系统预设配置的标准化。
数据中心采用标准化的模块化设计，可以有效降低数据中心环境的复杂性，并提高数据中心的成本控制能力。
2、虚拟化资源与环境
借助于虚拟化技术和物理资源的融合，构建一个共享虚拟的资源池，在这个基础上提供网络虚拟化、存储虚拟化、服务器虚拟化和应用虚拟化的解决方案。
虚拟化资源的整合和融合可以帮助数据中心的服务商减少硬件的成本，提高资源的利用率，同时为客户实现业务需求的快速响应和部署。可以说虚拟化是区别与传统数据中心和新一代数据中心的重要指标，也是打造云计算数据中心必要条件，也是新一代数据中心应用最为广泛应用的技术之一。
3、智能化的管理
新一代的数据中心7*24小时运营，必须采用无人值守和远程管理的模式，因此需要数据中心实现智能化的运维模式。智能化的运维管理模式包括三个方面：
1）设备的自动检测和故障预警，降低对运维人员专业和技术的依赖，降低人力成本；
2）对资源进行动态分配，做到确保基础实施和IT与业务相匹配，做到负载的均衡，提高系统的运行效率；
3）可以避免人为操作失误导致服务的中断。
4、快速的可扩展能力
新一代数据中心可以借助虚拟化的技术，将网络、服务器、存储设备等资源构建虚拟的共享资源池，数据中心通过虚拟化的架构实现硬件拥有者与应用的逻辑分离，系统管理员借助于软件工具对资源进行高度有效的创建和部署，从而得到IT服务器、网络、存储资源的共享。
5、节能和节省空间
新基建大潮下通信网络、人工智能、云计算、智能算力进一步推动数据中心基础设施的建设高速发展。能源、土地成本成为数据中心发展的瓶颈，因此提高PUE是数据中心发展的一个重点方向。新一代数据中心必然是绿色、可持续的。实现对能源与空间资源的充分利用，因此新一代的数据中心将向电力资源充沛、自然冷源的西部大省转移，一方面降低电力输送的成本，另一方面充分利用自然冷源，提高制冷的效率。在数据中心的基础设施的电力系统中采用高效的供电设备，降低配电设备的损耗；在制冷系统中高效的制冷机组、蒸发冷、气流组织的优化、热管、地表水、液冷等节能技术和产品百花齐放。在信息系统上，采用节能高效的服务器、虚拟化、云计算，加上智能化的运维，有效的节省空间，提高装机的容量。
6、提高IT资源的利用率
目前，传统数据中心的IT资源利用率不高，往往一个应用需要多台服务器，比如生产环境、开发测试环境、灾备环境对应各自的独立服务器，通常服务器的平均使用率为30%，不仅服务器的数量大，而且占用了大量物理空间，还有需要关注的是，在八小时以外，大量的服务器处于闲置和空转状态。新一代的数据中心通过虚拟化的技术对服务器、存储、网络进行资源整合和共享。几台服务器构成一个虚拟的平台可以同时服务数十个应用系统，使得节省的机柜的空间、提升了服务器的利用率。
7、高可靠性冗余
在新基建的大潮下，新一代数据中心将普遍采用双重或多重的备份冗余，双中心、两地三中心、多中心以及通过云计算和区块链提高系统的可靠性，并提升和保障信息的安全性。
8、云计算与区块链的融合
从宏观上来讲，云计算与区块链的结合是指利用云计算已有的基础服务设施或根据实际需求做相应改变，满足未来区块链生态系统中各机构对区块链应用的需求。区块链技术以去中心化、匿名性以及数据不可篡改为主要特征，与云计算长期发展目标不谋而合。云计算和区块链的结合会带来以下的影响：
①、更安全。区块链是一个去中心化的网络，分散在不同位置的计算机上，存储在分散式云上的数据从分散到多个单独节点(具有分片)受益，所以没有一个弱点容易受到安全漏洞的攻击;
②、无中心管理。在区块链环境中，云计算服务器价格将由市场需求决定，并且会根据有多少供应商而波动;
③、高可用性。云计算和区块链的结合可以让你依赖节点(即使是数百个节点)来维护系统的完整性，只要节点对维护网络保持兴趣，以及克服云存储最大的问题之一即安全性，就可以提高可用性。
9、面向服务的计算平台
传统的数据中心提供的主要是面向用户的应用与数据，在新基建大潮下，新一代数据中心将提供整体的业务服务，因此新一代的数据中心将基于SOI（Service Oriented Infrastructure，即面向服务的基础设施）平台。在SOI基础平台上采用SOA（Service-OrientedArchitecture，面向服务架构）技术，SOA提供一种模块化的平台，将应用程序的不同功能单元进行拆分，并通过不同服务之间总线、接口、协议有机融合。
新一代数据中心采用SOA的技术，能大幅度提高数据中心的灵活性和模块化集成的能力，当面对新的需求，数据中心的服务商通过该系统进行重新部署，实施参数的配置和调用，就可以灵活组建新的应用服务于不同的用户。
四、下一代数据中心的展望
新基建赋予数据中心新的使命和生命力，十四五规划以及2030年的中长期发展的需要，数据中心的发展有以下的趋势：
1、业务快速融合
数据中心将建立统一的数据融合资源，支持各业务系统数据的共享。同时数据平台将按照业务的实际需要进行灵活快速的部署。
2、数据源生命周期管理
随着网络无损连接，数据中心提供包括数据采集、存储、计算、应用等多环节在内的数据全生命周期的服务，不同的业务系统可以在Hadoop（一种分布式系统基础架构）平台上实现大数据组件、关系型数据库（Oracle/SQLServer/MySQL）、数据采集ETL（Extract-Transform-Load），将数据从源端进行采集、抽取、转换、处理发往不同的用户。
3、数据融合与智能分析
数据中心将以用数据融合与智慧分析技术实现来自不同系统、不同地域、不同类型和不同格式的数据进行统一存储、处理和分析，从而提高业务响应的及时性，从海量数据中心挖掘符合不同用户需要的数据，通过智能分析为政府、企业和百姓提供全方位的信息服务。在这方面，政府倡导和正在实施的智慧城市平台（或政务云平台），将政府公共事业服务（工商、税务、公安、社区等）与医疗、教育、水务、电力、燃气、交通（公交、铁路、民航、水运）、快递等企业平台的系统对接和融合，使得用户不出门或在一个政务大厅就能完成和索取需要的信息和服务。
4、以超算为算力的数据中心将走向商业化
以超算算力为代表的智能数据中心是落实和提升新基建建设的一个重要部分，超算代表一个国家的科学技术和制造水平。高性能计算机被视为世界各国竞相争夺的科技战略制高点，是国之重器。目前在国内已建成7个国家级的超算中心为石油、气象、医药、生物、装备制造、天体、核聚变等行业提供科学的计算。随着人工智能（AI）和海量大数据的发展，超算将由科学计算向人工智能和数据处理和分析方向发展。微软和腾讯都实施超算数据中心的建设。未来人工智能、大数据处理将离不开算力强大的超算，因此超算数据中心将会得到快速的发展。
摘自CDCC 1月25日
