未來數(shù)據(jù)中心：基于分布式架構(gòu)的建設與發(fā)展

一、定義

分布式數(shù)據(jù)中心(Distributed Data Center)，簡稱DDC，是利用網(wǎng)絡把成千上萬臺存儲服務器連接、組合而成的一臺虛擬超級存儲服務器，用以完成單臺存儲服務器無法完成的超大規(guī)模問題求解。分布式數(shù)據(jù)中心除了虛擬超級存儲服務器外，還將由多個數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)形成多中心服務網(wǎng)絡。

二、誕生背景

數(shù)據(jù)中心助力生產(chǎn)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢日益式微，分布式數(shù)據(jù)中心逐漸興起。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展與使用，數(shù)據(jù)中心成為了互聯(lián)網(wǎng)、金融、制造業(yè)等行業(yè)的建設重點，通過數(shù)據(jù)化的方式進行企業(yè)核心業(yè)務的承載工作，賦能企業(yè)生產(chǎn)。而隨著新時代業(yè)務的發(fā)展，傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)無法滿足其發(fā)展需求，此時，集成了分布式業(yè)務部署、計算、存儲的分布式數(shù)據(jù)中心應運而生。

云計算的發(fā)展與普及，改變了數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，使得分布式數(shù)據(jù)中心成為流行。過去幾年，“互聯(lián)網(wǎng)+”作為熱詞，不斷在我們?nèi)粘Ｉ钪谐霈F(xiàn)，改變了商業(yè)模式的同時也逐漸改變了我們的生活習慣與思維方式，大數(shù)據(jù)的價值愈發(fā)凸顯，圍繞其誕生的企業(yè)，如云計算、大數(shù)據(jù)分析等層出不窮，數(shù)據(jù)成為了企業(yè)最寶貴的價值。而數(shù)據(jù)中心正是承載數(shù)據(jù)的核心容器。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通過硬件、軟件等設備，網(wǎng)絡通信資源等對數(shù)據(jù)進行存儲、分析，并有效助力于企業(yè)業(yè)務覆蓋。但隨著業(yè)務的日益地發(fā)展，在大規(guī)模、高密度數(shù)據(jù)承載的需求下，傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心因其設備與網(wǎng)絡機構(gòu)因素，在存儲、處理、安全、網(wǎng)絡時延等方面逐漸顯得力不從心。而云計算的出現(xiàn)，則解決了此類問題，使得集中式架構(gòu)得以向分布式架構(gòu)發(fā)展。分布式數(shù)據(jù)中心極大程度上突破了規(guī)模的限制，通過云連接與云組網(wǎng)，將多個數(shù)據(jù)中心聯(lián)合在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、多中心運營、業(yè)務高覆蓋，并極大程度上降低了運維成本，同時實現(xiàn)災備建設，減少業(yè)務中斷的風險。

三、建設模式

分布式架構(gòu)數(shù)據(jù)中心在技術(shù)層次上，可分為單數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)與多數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)這兩層。前者主要由分布式計算、存儲、安全網(wǎng)絡等多種分布式技術(shù)集成，后者主要指通過云計算，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心的一體化，例如分布式云數(shù)據(jù)中心。

(1)單數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)

1.分布式計算架構(gòu)

分布式計算架構(gòu)指的是以分布式計算技術(shù)為基礎(chǔ)，用于解決大規(guī)模問題的軟件架構(gòu)。分布式軟件架構(gòu)伸縮性較好，尤其在于處理大數(shù)據(jù)相關(guān)問題時，分布式架構(gòu)能顯著提高處理速度。常見的分布式軟件架構(gòu)有Hadoop、Spark等。

2.分布式存儲架構(gòu)

分布式存儲架構(gòu)具備高擴展性，能有效解決海量數(shù)據(jù)存儲與處理問題。分布式存儲架構(gòu)由客戶端、元數(shù)據(jù)服務器和數(shù)據(jù)服務器三部分組成?？蛻舳素撠煱l(fā)送請求，元數(shù)據(jù)服務器相應請求并處理，數(shù)據(jù)服務器存儲處理后的數(shù)據(jù)，三部分協(xié)同完成存儲功能，且有效解決傳統(tǒng)存儲的彈性擴展問題。

3.分布式安全網(wǎng)絡

分布式安全網(wǎng)絡通過部署安全管理軟件或系統(tǒng)，對整個數(shù)據(jù)中心的安全進行防護。其通常由集中管理平臺和分布式安全管理軟件組成。集中管理平臺安裝在指定的硬件服務器上，負責對安全策略進行集中管理，并對安全策略的遷移功能提供支持。同時接收虛擬化安全設備的日志以及統(tǒng)計信息，并對整個數(shù)據(jù)中心的安全態(tài)勢進行分析。安全軟件則更貼近虛擬機，利用引流或重定向機制，獲取所有虛擬機的流量，實現(xiàn)分布式的安全防護。

(2)多數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)

1.分布式云數(shù)據(jù)中心

分布式云數(shù)據(jù)中心通過云計算技術(shù)、廣域網(wǎng)二層網(wǎng)絡互聯(lián)(大二層)技術(shù)等技術(shù)，將多個數(shù)據(jù)中心組建成一個以融合計算、存儲、網(wǎng)絡等的分布式“虛擬資源池”，該資源池可將各地數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一整合，通過多數(shù)據(jù)中心融合實現(xiàn)去地域化和自動化，提升企業(yè)效率。相比于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心下的“同城主備/雙活數(shù)據(jù)中心”或“兩地三中心”，分布式云數(shù)據(jù)中心的部署方案實現(xiàn)了所有業(yè)務數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)配與管理，災備遷移與業(yè)務處理效率將得到有效提升。

四、建設挑戰(zhàn)

同時，分布式數(shù)據(jù)中心在建設過程中同樣也面臨一些挑戰(zhàn)，主要包括網(wǎng)絡、存儲、計算和安全四個方面：

(1)網(wǎng)絡方面

在網(wǎng)絡方面，多個分布式數(shù)據(jù)中心間的通信是首要問題。建設時需考慮多區(qū)域間如何實現(xiàn)靈活組網(wǎng)與入云連接。目前主流的技術(shù)方案是基于大二層網(wǎng)絡技術(shù)，構(gòu)建多數(shù)據(jù)中心間組網(wǎng)，形成統(tǒng)一的邏輯網(wǎng)絡。但目前各個網(wǎng)絡設備供應商間的大二層網(wǎng)絡和協(xié)議并未統(tǒng)一，故在設備的兼容性上可能存在一定問題。

(2)存儲方面

在存儲方面，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同是一大難題。隨著業(yè)務高覆蓋，各地數(shù)據(jù)中心協(xié)同的重要性日益提高。分布在各地的數(shù)據(jù)中心通常由運營商網(wǎng)絡帶寬、傳輸專線等實現(xiàn)協(xié)同，但囿于距離與規(guī)模，各地數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡寬帶無法保證數(shù)據(jù)實時同步，目前各地數(shù)據(jù)中心協(xié)同只能采用異步傳輸，這對數(shù)據(jù)的一致性與完整性、業(yè)務的連續(xù)性造成一定影響。

(3)計算方面

在計算方面，對計算資源的管理是重大挑戰(zhàn)。例如分布式數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)遷移和災備建設，如何在應用或業(yè)務突發(fā)性中斷時，快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移與重啟，這要求數(shù)據(jù)中心日常進行計算資源管理時，不僅要做好常規(guī)故障排查，也需做好數(shù)據(jù)資源的遷移規(guī)劃和安排工作。

(4)安全方面

在安全方面，如何保證數(shù)據(jù)中心安全性是嚴峻考驗。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍采取星型組網(wǎng)方式，即所有分支機構(gòu)點對點直連總部數(shù)據(jù)中心，此時盡管分支缺乏靈活性，但位于總部的安全網(wǎng)關(guān)足夠保證傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)存儲、處理安全。而當基于云計算的分布式數(shù)據(jù)中心引入后，總部與分支通過云網(wǎng)進行融合，此時安全問題便成為重大挑戰(zhàn)。據(jù)此，安全廠商得到了迅猛發(fā)展，以防火墻和安全網(wǎng)關(guān)為代表的安全解決方案層出不窮，但目前仍未形成完整統(tǒng)一的安全產(chǎn)品解決方案。

五、總結(jié)

隨著業(yè)務的發(fā)展與數(shù)據(jù)量的增長，在存儲、計算、安全等方面占據(jù)優(yōu)勢的分布式架構(gòu)數(shù)據(jù)中心必將成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的未來趨勢。與此同時，分布式數(shù)據(jù)中心帶來的建設挑戰(zhàn)也為數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展指明方向。未來的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)發(fā)展必將精彩紛呈。

標題名稱：未來數(shù)據(jù)中心：基于分布式架構(gòu)的建設與發(fā)展
網(wǎng)頁URL：http://www.muchs.cn/news20/204020.html

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