摘要：在Computer Weekly準備慶祝其成立五十周年之際，我們將為您回顧一下在過去的五十年間，整個數據中心行業的設計及其所發揮的作用是如何變遷的。

如果將數字經濟比作是一個活生生的、會呼吸的生命的話，那么，數據中心無疑將是其發揮神經系統作用的重要器官了。用戶每次激發一款設備或應用程序，這一動作的相關信息總是傳輸到數據中心，以帶來及時和適當的響應。

例如，任何時候，當有用戶登錄到網上銀行、或在倫敦公共交通系統刷他們一卡通“牡蠣卡”、或僅僅只是在Facebook對他們朋友最新發布的狀態帖子發表簡單的評論時，這些過程都將涉及到數據中心的積極參與。

每一次，這些相互作用被傳送，都會沿著一個類似神經系統的高速網絡電纜，將數據信息傳輸到數據中心某處的一臺服務器，在那里進行迅速的數據信息處理，然后，這些數據信息的發起用戶就可以快速的查看自己的銀行賬戶余額、或使用公共交通網絡、或享受他們的在線社交生活了。

與此同時，服務器將對用戶發起傳輸而來的數據信息進行響應，將將其傳遞到存儲部件或者“大腦”(即數據中心)，確保這些短暫而必要的數據處理過程的細節都將被記錄下來，從而在毫秒之間就結束了一連串的事件處理。

鑒于我們的日常工作和生活對于互聯網連接的設備和云服務的依賴的不斷上升，每一天，即使不是數萬億的話，至少也有數十億此類的交易，在全球范圍內發生。

有鑒于此，隨著技術企業著手新建或擴展他們現有的基礎設施，以確保用戶的需求得到滿足——包括從處理性能和預期的角度來看，使得全球數據中心的規模獲得了持續不斷的增長。

故而，對于21世紀的每家數據中心運營商而言，確保其數據中心基礎設施的高效率和彈性運行無疑是至關重要的。

但是，如果沒有相關的技術人員在過去五十年間不斷辛勤的試驗和研究的話，許多在今天被認為是運行一處現代化的數據中心所不可或缺的重要組成部分的相關設計理念和技術可能都是不存在的。

時光倒流的回顧

在正常運行時間協會(Uptime Institute)的常務執行理事皮特·特納40多年的IT行業職業生涯中，該組織在制定并建立數據中心設計的標準化方面發揮了重要作用，并通過他及其團隊成員的共同努力，創造了層級標準：拓撲分類系統。

對于外行人來說，等級標準：拓撲是由Uptime Institute在上世紀90年代末發布的。而通過使用一個一級到四級的標記系統，其被用來表示一處數據中心的物理基礎設施的可用性。

運營商可以通過簡單的架構搭建他們的數據中心基礎設施，以滿足必要的層級需求;或使用站點需求，并獲得Uptime Institute所頒發的數據中心正式認證之間進行選擇。

由于其在發布的最初，該文檔一直受到定期審查，在超過200個國家被下載，以告知全世界數據中心相關的設計標準和規范。

據特納介紹說，其已被證明非常成功的原因之一就在于，其有助于確保當一家企業指定了所需要的數據中心類型時，設計團隊就能夠在理解他們的要求的基礎上負責建立數據中心。

“其所做的便是創造了一種通用的語言，讓包括從數據中心所有者到設計師在內的所有人都可以順暢的就其所預期實現的是什么樣的操作功能進行有效的表達。”特納告訴Computer Weekly的記者說。

“而在此之前，企業主們只會說，’我希望打造一處數據中心’，然后就會有人響應說，'我將為您建立一處數據中心'，但關于他們所談論的究竟是否是同一種設施，卻并沒有太多的涉及。”

該標準最初對企業進行通知是應Uptime Institute的一家客戶的要求，該企業客戶在完成了一項兼并和收購交易之后，需要幫助澄清如何使得其新近收購的數據中心組合能夠滿足其業務的要求，據特納回憶說。

他說：“他們來向我們咨詢，詢問我們是否能夠幫助他們開發一種行話，該行話將使他們能夠區分不同的計算機房，結果該行話演變成為了一級標準。”他說。

如今，該文檔被廣泛用于運營商的營銷材料，以簡潔地描述他們的設施是如何具備彈性的。

“管理執行人員現在可以使用該標準來表達他們所想要的功能的水平，并將其提交給他們的實施團隊，通過提出一套設計方案，以符合四個層次之一的任何一個層級的標準。”特納說。

“無論他們是否是通過認證到底，作為實現其業務需求的選擇。都需要弄清楚其所要瞄準的是怎樣的層次水平，因為并不是層級數字最大的就是最好的層級。”

“最好的層級是那些能夠對企業的業務需求：將需要在該設施運行作出回應的層級，而為超出您企業業務的實際所需支付額外的資源，并沒有什么意義。”他補充說。

提高能源效率

鑒于運營數據中心的成本和耗電是如此高昂，故而提升數據中心運營效率是必不可少的，而許多現代服務器園區經營者因為要想辦法提高其所運行的基礎設施的效率，均擁有上述想法。

為了向他們伸出援助之手，綠色網格組織在2007年推出了電力使用效率(PUE)這一指標，方便數據中心運營商們作為確定其內部能源效率基準的有效的手段。

從那時起，一家數據中心的PUE得分便成為大多數提供商的營銷材料的另一大重要的支柱——盡管這是不正確的。

在過去的十年中，許多數據中心設施都轉移到采用熱通道和冷通道在其數據大廳內相結合的設計，而服務器機架則排在交替行。

由服務器發出的熱量被隔離在一個行內進行處理，而冷空氣則從另一個通道進入，用來保持設備的冷卻。

自2009到2010年，數據中心行業一直按照ASHRAE技術委員會的9.9(TC 9.9)熱指南采用這種方法以收集蒸汽。

“10年前，對于服務器所使用的每千瓦的電力資源，您至少需要再花費另一個千瓦的熱能來使其冷卻下來。”一名在數據中心行業擁有25年經驗的老將保羅·芬奇解釋說，他目前是托管服務提供商Digital Realty公司的高級技術總監。

“正是緣于ASHRAE所做的工作，使得消耗同樣千瓦數的IT功率，我們可以只需要再消耗100W的能源來使其冷卻，而不在需要再另外消耗1000W的能源了。這不僅代表了能源效率的大幅提高，更不用說碳排放量的大幅減少了。”

摘要：在Computer Weekly準備慶祝其成立五十周年之際，我們將為您回顧一下在過去的五十年間，整個數據中心行業的設計及其所發揮的作用是如何變遷的。

該文件為數據中心的IT設備在較高溫度下運行提出了令人信服的理由，因為這將減少機械設備冷卻的需要，并反過來，進一步降低所需的電力資源的消耗的量。

“2004年，20°C至22°C的服務器入口溫度是數據中心的規范，但是，在ASHRAE做了相應的推廣工作之后——普遍推薦的溫度范圍現在則為18°C到27°C之間。”芬奇說。

“通過使設備的運行溫度范圍更廣泛，您企業不再需要配備專門的工程基礎設施，以保持這些設備在較低的溫度下運行了，這也顯著提升了能源效率。”

實現設計標準化

數據中心運營商們一直對于讓他們的設備處于高溫狀態運行保持謹慎的態度，怕這樣做會增加數據中心的硬件故障的風險。但采用冷熱通道密封，則允許他們得以防止這一點，并能夠更有效地管理自己的數據中心站點了。

在過去，謹防數據中心的設施運行過熱的唯一辦法就是從地板輸入冷空氣，使其能夠在各個機柜之間流通，以便使得整個數據處理大廳獲益，芬奇說。而冷熱通道密封方法的引入，大大減少了，甚至在某些情況下消除了數據中心機械設備冷卻的需要。

TC 9.9的引進，已經對整個數據中心行業產生了極其深遠的影響，芬奇補充說，而隨著硬件制造商們希望調整其技術的設計，以匹配這一指導意見，TC 9.9還將會在未來多年內繼續發揮其影響力。

他說：“他們可能會達到一個臨界點，然后就無法再近一步提升設備的操作溫度了。畢竟，這將是有限的。也許，這是由服務器內部的處理器技術或其他一些內部組件所決定的。”他說。

“但在可預見的將來，我可以看到數據中心設備的操作溫度將近一步的繼續提升，這主要是由可持續發展的需求和提升能源效率而推動的，而且這一舉措也將對數據中心的運營成本產生巨大的影響。”

回顧過去

在數據中心誕生的初期，彼時，其尚未有“數據中心”這一專業術語。其設備被要求推動建立高水平的冗余性和彈性，這在很大程度上要依賴于大量的人工體力勞動來保持相關設施的運轉，這意味著效率方面的需要經常要讓位靠邊站。

即便如此，試圖保持早期大型機運行的敏銳性、并確保其長時間的運行往往也是一個很高的要求，據Uptime Institute的特納基于自己在上世紀60年代在他所工作的大學校園的工作經驗回憶說。

“我在那里工作時，在計算機中心發布的最常見的同志告示便是：電腦今天壞了”。他笑著說。

“在過去，如果一名主機操作員能保持一整個輪班系統的正常運行的話，他們就會被認為是當地的英雄。”他補充道。

但是，在當年，這個世界是以不同速度運行著的，這一點則是特納通過對于60年代的數據中心運營狀況的觀察，所獲得的另一點感受。

“在我曾經長大的地方，有一幢看上去像一座由三層混凝土砌塊所建起來的建筑——這是一家大區域銀行的一處數據處理中心。彼時，還沒有網絡可言，所以在晚上，都會有大量來自該地區的各個分行裝載著紙張文件的卡車到達該數據處理中心。”他說。

“通過一夜通宵的時間，這幾大卡車的紙張文件將被處理，這些數據將被壓縮粉碎，并將創建打印輸出新的單據，然后他們會將這些文件單據發送回到各個分行，以便他們能夠在早上上班時打開。我從來沒有進去過該數據處理中心，但我知道其是如何工作的。”

市場調研機構451 Research的副總裁安德魯·勞倫斯表示說，在上世紀70年代和80年代，大多數選擇擁有并經營自己的IT硬件的中等、大型規模的企業組織都曾經經歷過特納所描述的在大型機方面的經驗，在當時，這項技術往往是困難的，而且屬于勞動密集型的運行設備。

“在當時，所謂的’機房’，也即今天的數據中心的前身，通常就是安置了幾臺大機器的房子。”他說。

“到了上世紀80年代，許多企業想退出電腦操作，但這是在托管出現之前。他們要么支付給其他企業來幫助他們托管他們的應用程序，要么把所有的大的計算需求統統外包出去。”

與此同時，隨著大型主機技術穩定性的提高，在90%的區域內實現更高的硬件的利用率，而如果不這樣做，可能會面臨來自高層監管的處分，特納稱。

然而，隨著PC和服務器計算時代的到來，這個概念似乎又為IT世界創造了一系列新的問題。

“企業組織想縮小他們IT的規模，但在小型機和PC革命卻真的意味著他們打了敗仗。無論他們做了什么，在企業內部的IT開支都在不斷的一漲再漲。”勞倫斯說。

特納補充說，在大型主機時代，企業組織IT部門的大量最佳實踐做法都紛紛被拋棄了。

“隨著越來越多的業務應用程序從大型主機轉移到了服務器，它們逃脫IT部門的官僚作風，以及與部署新的應用程序相關的漫長的周期。”特納說。

“很大一部分的大型主機被分配到維護數據的純度和預防損壞的信息被存儲。所有這一切都被服務器世界所丟在了后面。”

特納聲稱，大約正是在2006年Uptime Institute的首次IT用戶研討會召開左右的時間，IT用戶們已經開始被服務器的硬件故障和不斷上升的IT成本雙重麻煩弄得焦頭爛額，使得他們再次開始密切的關注如何從他們的投資獲得更多回報。

因此，也就是在這段時間，服務器虛擬化的概念獲得熱捧，以便能夠提高硬件的利用率，從而允許企業組織能夠采取相應的措施，以縮減其數據中心的占用空間。

特納說：“我們會說，其與大型主機所經歷的情況幾乎是完全一樣的，除了我們曾經將其稱之為邏輯分區，而不是虛擬實例，但這確實是一樣的。

“通過將應用程序實施合理的虛擬化，我們在一些案例中看到，多處數據中心的功耗，占地空間和冷卻需求減少了多達80%。”

提高數據中心的標準

雖然說遠離大型主機的轉變與其本身不是沒有問題的這一說法，還算較為合理是，但在上世紀90年代，標準機架和服務器的興起，對數據中心的設計無疑產生了一個革命性的影響。

“這就意味著，全世界的數據中心的設計和操作運營都將以同樣的方式進行，而供應商們則可以通過采用標準化的“U”型機架來節省巨大的成本。這也有助于連接性和空氣流通。”特納說。

“在上世紀90年代的商業互聯網的迅速發展是前向邁進的另一大步，因為這使得任何企業都能夠連接到任何客戶，員工或合作伙伴，而無需鋪設昂貴的連接。這反過來，使托管和托管公司來接管企業的IT運營更容易。”

互聯網泡沫帶來的災難

第二十一世紀的最開始，被認為是互聯網史上的一個特別黑暗的時期，為數眾多的網絡公司在2000年前后的互聯網泡沫破滅時倒閉了。

正如451 Research的勞倫斯所指出的，隨著越來越多的家庭接入互聯網，一系列的在線零售商和服務提供商開始出現，而這些企業無疑都打探這用戶兜里的現金。

彼時，大量企業要么被以巨額的資金所收購，要么通過首次公開募股發行股票吸引了大量的投資，盡管相當多的企業從未盈利或達到過維持其長期經營所必需的營收水平。

不可避免的是，許多這些公司在2000年代初紛紛倒閉或被以比其最初的估值要低得多的價格出售了，因為他們是不可持續的。這也導致了數據中心市場遭遇了惡果。

為了跟上在線服務的需求，大量投資用于建設數據中心，以便交付容量需求。但是，隨著互聯網企業的泡沫開始破滅，許多數據中心站店處于休眠狀態，托管提供商Interxion公司英國董事總經理Andrew Fray回憶說。

“很多資金被投入用于建造數據中心，然后卻沒有客戶。這真的是讓整個歐洲的數據中心行業度過了一段相當漫長的黑暗日子。在當時，他們曾經期待承運商及相關聯的基礎設施的部署能夠帶來顯著的繁榮，但卻事與愿違。”

分析機構Broadgroup公司的董事總經理Steve Wallage，描繪了在網絡泡沫繁榮的頭十年數據中心運營商的盛況;以及泡沫破滅蕭條之后，數據中心運營商的慘淡景象。

“在2000年，有27家泛歐洲的數據中心運營商，其中有17家后來歇業了，所以該行業領域真的受到了嚴重的影響。直到2007年或2008年左右，該市場也沒有真正再次重新站起來”。他說。

然后，我們又到了全球性金融危機的時候，企業開始紛紛期待通過外包其IT需求來削減成本，外包到托管服務供應商手中。

數據中心空間的缺乏是互聯網泡沫破滅的一個副產品。實際上，在這個時候，互聯網服務提供商和金融服務機構紛紛使用托管服務，以滿足他們的需求。

“很多IT行業行業均受經濟波動的影響，而其中，服務器的出貨量便是一個很好的例子，其隨著經濟的波動不斷上升和下降，而數據中心外包實際上受到經濟衰退的影響也在增加。”Wallage解釋說。

“如果您現在來看看數據中心和托管服務市場，其每年仍然在以大約10-12%的速度增長，而IT服務作為一個整體，速度增長則大約為2-4%。”

隨著時間的推移，在更大范圍內的垂直市場的企業的運營操作已轉移到采用托管服務作為其IT戰略的一部分，數據中心行業被定位為一個越來越有吸引力的投資前景。

Wallage說，低客戶流失率，可預測的收入和容量需求飆升，數據中心市場已成為近年來的一個熱門 的投資領域。

“五到六年前，數據中心還被認為是IT行業的垃圾桶。但幾個星期前，當我與一名從事數據中心領域的投資者聊天時，用他的話——該行業現在是如此充滿誘惑。”Wallage說。

一些關于該市場領域失勢的事實已經成為過去，而新的趨勢是，隨著云計算和物聯網(IoT)的出現，應該將確保人們在未來很長一段時間內對于數據中心領域的興趣仍然很高，Wallage說。

此外，隨著托管提供商此時開始獲得巨資投入，很多早期投資者已經在市場上開始看到了初始投資回報率了。

“一些企業在市場上的成功有助于讓投資者們看到他們的投資能夠非常好的回報。例如，Telecity，在其最低點時，市值約為400萬英鎊，然后當被賣給Equinix時，則獲得20億英鎊。”Wallage指出。

新世紀的中期的十年也標志著Facebook等社交媒體地位開始上升，并出現了現在已然成為世界最大的云服務基礎設施提供商的服務——亞馬遜網絡服務(AWS)。

谷歌和微軟也開始制定他們的公共云策略，促使人們開始將興趣關注點由私人數據中心運營商轉移到這些公司，這些供應商的服務由數以百萬計的人所使用——應用能夠跟上需求的步伐。

在AWS、谷歌、Facebook等企業的案例中，往往是通過建立他們自己的硬件基礎設施、并以一種更以軟件為主導的方式對基礎設施設施管理，采用了DevOps友好的方法，以創建和發布新的代碼。

所有這些服務，都是為了確保數據中心朝著自動化程度更高的趨勢方向發展，正如Uptime Institute的特納所強調的那樣，該領域將繼續快速增長。

雖然一些企業在跟隨上述這些網絡巨頭企業的步伐方面已經采取行動了。但當涉及到他們的數據中心的技術策略時，部分企業已經開始采取減少在這方面投資的措施，而開始將更多的IT基礎架構遷移到云服務了。

這一個趨勢已經持續了好幾年了，據AWS英國和愛爾蘭地區的董事總經理加文·杰克遜介紹，并預計該趨勢將塑造企業數據中心未來多年的投資。

“在時機成熟的時候，我們認為客戶們會更少選擇運營數據中心，其將只有很少的工作負載和應用程序類型仍將在他們自己的數據中心。這將會對客戶自己的數據中心空間產生深遠的影響。”杰克遜說。

“我們認為，這將是一個持續加速的趨勢，企業組織會進一步減少其數據中心的占地空間，并在未來開始使用更多的亞馬遜網絡服務等云服務。”

451 Research的勞倫斯對此則不是那么肯定，并且認為，在未來至少十年內，數據中心將繼續在企業業務運營中發揮重要作用。

“所有的證據都表明，在未來五到七年內，大多數企業會將一些云服務、一些托管服務和內部部署混合起來使用。而在那之后的趨勢，就不那么清楚了。”他說。

“已經越來越清楚的是，將會有大量的計算是在邊緣執行——在現場和使用點的附近，無論是基于技術、延遲性、法律和經濟方面的原因。”

“但仍然值得觀察的是，在網絡邊緣的所有權將如何被組織，管理和擁有。”他總結道。