2020年之前，互聯(lián)設(shè)備的數(shù)量預(yù)計(jì)將達(dá)到500億。如此眾多的設(shè)備將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2017年，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有望達(dá)到7.7 ZB。隨著運(yùn)營(yíng)商棄用客戶端-服務(wù)器以及局域網(wǎng)（LAN）架構(gòu)，轉(zhuǎn)而青睞以服務(wù)器、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)虛擬化為核心的設(shè)計(jì)，龐大的數(shù)據(jù)處理需求將為數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。各公司也因此日益選擇基于移動(dòng)計(jì)算、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)與社交網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)先技術(shù)的更加靈活且開(kāi)放的平臺(tái)。

亞馬遜、谷歌與Facebook等創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者們正在積極構(gòu)建超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，處理巨大的帶寬需求與工作負(fù)載。最近，在由開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目（Open Compute Project）主辦的開(kāi)放計(jì)算峰會(huì)（Open Compute Summit）上，F(xiàn)acebook分享了一個(gè)有關(guān)其數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)的經(jīng)典案例。開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目由Facebook創(chuàng)立，旨在分享服務(wù)器、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，進(jìn)而開(kāi)發(fā)高性能、低成本且節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。Facebook透露，開(kāi)放平臺(tái)已為其節(jié)省了12億美元的成本。

最近，許多企業(yè)正投入云計(jì)算的懷抱，一般從第三方購(gòu)買計(jì)算容量，節(jié)約運(yùn)營(yíng)自身數(shù)據(jù)中心所需的資本與營(yíng)業(yè)費(fèi)用。因此，云服務(wù)提供商成為對(duì)開(kāi)放平臺(tái)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心投資力度最大的投資者之一。以溢價(jià)提供高級(jí)服務(wù)的傳統(tǒng)服務(wù)器提供商，可能將面臨來(lái)自開(kāi)放平臺(tái)提供商的激烈競(jìng)爭(zhēng)，后者的成本更低、服務(wù)更靈活且基礎(chǔ)架構(gòu)可以擴(kuò)展。

使用開(kāi)放平臺(tái)意味著須整體看待數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。雖然服務(wù)器是核心技術(shù)，但需要考慮包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及軟件在內(nèi)的整體系統(tǒng)，并以全新方法將這些組件更好地整合在一起，讓數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)真正的突破性變革。

雖然開(kāi)放平臺(tái)觸及的不僅僅是服務(wù)器，但在滿足下一代數(shù)據(jù)中心容量、處理速度與節(jié)能高效的需求方面，服務(wù)器仍發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在構(gòu)建服務(wù)器時(shí)，必須通過(guò)一臺(tái)物理服務(wù)器容納多臺(tái)虛擬服務(wù)器，以便在虛擬化成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的情況下提高服務(wù)器利用率。服務(wù)器需要使用快速而節(jié)能的多核處理器，且必須與日益虛擬化的存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)縫互動(dòng)。

許多半導(dǎo)體公司與服務(wù)器制造商現(xiàn)在都在開(kāi)發(fā)運(yùn)行于ARM處理器、而非行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)x86架構(gòu)的服務(wù)器。ARM處理器普遍用于智能手機(jī)、平板電腦及其他便攜式設(shè)備、隨物聯(lián)網(wǎng)（IoT）趨勢(shì)而出現(xiàn)的新興設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)家電、汽車以及各種網(wǎng)絡(luò)傳感器。ARM有助于各公司開(kāi)發(fā)擁有創(chuàng)新型多核CPU的處理器，實(shí)現(xiàn)真正的服務(wù)器級(jí)性能，并面向網(wǎng)絡(luò)、通信、大數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)及安全應(yīng)用提供業(yè)界最佳的虛擬化加速器。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心還將需要更快速的網(wǎng)絡(luò)連通性，以10GbE、40GbE以及最終100GbE規(guī)模的管道替代千兆位以太網(wǎng)（GbE）。10GbE結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)中的流量可流向各個(gè)方向）將有利于節(jié)能、易管理性以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬化靈活使用計(jì)算資源。

同時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)中心置頂式（ToR）交換機(jī)與服務(wù)器網(wǎng)卡（NIC）之間的速度，并降低以太網(wǎng)連通性成本，最近成立的行業(yè)組織25Gb以太網(wǎng)聯(lián)盟制定了新的以太網(wǎng)規(guī)范，以允許數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用25Gbps或50Gbps以太網(wǎng)鏈路協(xié)議。

符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)且可互操作的25 Gb以太網(wǎng)規(guī)范旨在提升性能，大幅降低置頂式交換機(jī)與服務(wù)器網(wǎng)卡之間每Gbps的互聯(lián)成本。相對(duì)于當(dāng)前的10 Gbps與40 Gbps以太網(wǎng)鏈路，該規(guī)范規(guī)定了單通道25 Gbps以太網(wǎng)與雙通道50 Gbps以太網(wǎng)鏈路協(xié)議，能夠讓機(jī)架端點(diǎn)與交換機(jī)之間的單條物理通道或屏蔽雙絞線性能提升2.5倍。作為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的管理機(jī)構(gòu)，美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)也在考慮將該技術(shù)用于未來(lái)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)。

為云計(jì)算而構(gòu)建的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心還通過(guò)所謂的存儲(chǔ)解聚（storage disaggregation）開(kāi)創(chuàng)了存儲(chǔ)技術(shù)新天地。近些年來(lái)，存儲(chǔ)因服務(wù)器計(jì)算而聚集在一起，以快速地從存儲(chǔ)中檢索數(shù)據(jù)。但是，隨著固態(tài)磁盤（SSD）成為新的存儲(chǔ)媒介，上述服務(wù)器的存儲(chǔ)成本開(kāi)始升高。現(xiàn)在，計(jì)算與存儲(chǔ)之間的連接速度得到了提升，存儲(chǔ)可以與計(jì)算再次分開(kāi)或者解聚及共享。

新的互聯(lián)技術(shù)能夠讓數(shù)據(jù)傳輸速度提升至40 Gbps， 并將很快升至100 Gbps，幾乎一蹴而就。存儲(chǔ)解聚能夠讓數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商更加靈活地升級(jí)或替換個(gè)別組件，而非替換整個(gè)系統(tǒng)。對(duì)于需要快速檢索的數(shù)據(jù)，還可以使用SSD存儲(chǔ)，將成本較低的SAS與SATA驅(qū)動(dòng)器用于不太緊急的數(shù)據(jù)。

在設(shè)計(jì)開(kāi)放平臺(tái)數(shù)據(jù)中心時(shí)，還必須考慮安全技術(shù)，避免以往的事后彌補(bǔ)。網(wǎng)絡(luò)需要深層數(shù)據(jù)包檢查，以篩查異常行為，且篩查速度必須達(dá)到Gb級(jí)。需要具備安全能力的其他網(wǎng)絡(luò)組件包括邊緣路由器、防火墻、家庭網(wǎng)關(guān)、虛擬私人網(wǎng)絡(luò)（VPN）設(shè)備等。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，提供安全性的同時(shí)不得影響網(wǎng)絡(luò)速度與性能。

雖然上述技術(shù)變化可能會(huì)對(duì)更加熟悉客戶端-服務(wù)器物理硬件運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)中心管理人員帶來(lái)挑戰(zhàn)，但也帶來(lái)了開(kāi)發(fā)更高效開(kāi)放平臺(tái)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的更多潛在機(jī)會(huì)，進(jìn)而滿足在快速增加的設(shè)備上完成更迅速、更高容量計(jì)算的大量需求。

作者簡(jiǎn)介：

Nicholas（Nick）Ilyadis現(xiàn)任博通公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)事業(yè)集團(tuán)副總裁兼首席技術(shù)官，負(fù)責(zé)各種以太網(wǎng)芯片產(chǎn)品的產(chǎn)品戰(zhàn)略與交叉產(chǎn)品組合計(jì)劃，包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、高速控制器、PHY、企業(yè)WLAN、SerDes、處理器及安全性。

在加入博通公司之前，Ilyadis曾擔(dān)任Nortel Networks企業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的工程副總裁，并曾擔(dān)任Digital Equipment Corporation與Itek Optical Systems的各種工程職務(wù)。Ilyadis擁有新罕布什爾州大學(xué)電氣工程碩士學(xué)位以及羅徹斯特理工學(xué)院的BTEE學(xué)位。