在云計算大規模進入傳統行業之時，云安全、云故障以及云穩定性維護等成為云服務提供商面臨的主要問題。近年來，國內外企業不斷發生宕機、速度變慢乃至服務中斷現象：2013年7月23至26日阿里云連續三天出現RDS故障和SLB故障；亞馬遜于2011年、2012年、2014年分別發生多次宕機事故，致使多個網站服務中斷；2013年8月21日，蘋果iCloud大規模宕機波及300萬用戶；剛剛過去的11月2日，騰訊云出現短暫速度變慢引起大量用戶投訴……這些看似并不重要的小問題，恰恰成為云計算發展的新阻礙，而問題根源在云計算基礎設施的維護。
在具體建設及運行中，云計算基礎設施面臨四大挑戰。
一、能源利用率（PUE）惡化。眾所周知，虛擬化可以大幅降低服務器能耗，減少不必要支出，這也是云計算價值所在。基礎設施建設中，供電和制冷設備的虛擬化是一大挑戰，在非虛擬化狀態下，會導致PUE惡化。解決方案是采用可擴展的供電制冷系統，對其進行“按需規劃”，可顯著提高能源利用率。
二、功率密度增加。在云計算環境中，虛擬服務器經常成群成組排布，形成高功率密度區，進而帶來散熱難問題。比較有效的方法是將較高功率密度的設備遷移至特定機柜行，與較低功率密度的設備交叉布局，在散熱同時，還可確保每個機柜利用率最大化。
三、宕機風險。云計算數據中心的負載因時間和空間不同而變化，經過高度虛擬化的云計算數據中心負載波動更大，更易發生宕機風險。這時，使用可預測的管理工具、實時配合虛擬機管理器是保持數據中心精簡、高校的有效方式，且可確保供電量、制冷量與動態負載高效匹配。
四、不必要的冗余等級。一般而言，云計算數據中心配備高級別IT容錯系統，雖可提高系統穩定性，但可能會降低供電和制冷設施的冗余需求，發生故障時，自動應對能力有所損耗。解決方案是以物理基礎設施冗余配合虛擬化云計算環境容錯性，實行按需規劃，可有效降低成本。
以上四大挑戰雖有相應解決方案，但往往實際情況復雜多變，100%無故障基本不可能實現，云計算底層建設能力的提高，不僅需要服務商長期努力，還需要廣大用戶及基礎設施提供商通力合作。
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