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从数据中心的基础架构建设、绿色数据中心、大数据重构数据中心到软件重塑数据中心，由中国计算机报社主办的中国数据中心大会参与和见证了数据中心领域的机遇和变迁。进入2013年，云计算、大数据热潮涌动，“软件定义的数据中心”概念兴起，软件之于IT的价值将进一步明晰和释放。不断变化的基础架构、日益增长的复杂性带来的管理和可用性压力、亟待提高的应用效率和能效管理水平，如何破解数据中心部署和运营中的难题？第六届中国数据中心大会对当下数据中心领域的热点话题进行了全面解读。
大约两年前，一篇名为《Why Software Is Eating The World》（《为什么软件正在吞噬世界》）的文章在整个科技和IT业界掀起风暴。文章作者Netscape创始人、硅谷著名投资人马克·安德森指出，软件将成为全球经济数字化转型的核心推动力。
当时，惠普宣布对具有更大增长潜力的软件业务加大投入，谷歌则对摩托罗拉移动部门进行了收购。今天，智能化的终端设备、各式应用和服务交付已经渗透到人们生活的方方面面，无论是自家书房、汽车还是办公环境，无论是手机、PAD还是其他各式终端，智能化的体验无不流淌着软件的血液。可以说，软件已经成为关乎所有产业竞争力和生命力的核心。云计算的兴起所引发的服务交付与商业模式、企业IT应用和策略的变迁就是“软件定义”的重要佐证。中国计算机报社长李树翀在第六届中国数据中心大会上表示：“计算无处不在已经成为IT演进的重要表征。各式各样计算设备、移动终端进行数据交换、逻辑运算，离不开后台数据中心的支撑。以社交应用、移动计算等为特征的大量非结构化数据的涌入更对服务交付背后的基础平台产生了重大影响。”在数据中心逐渐转变为以软件为导向的趋势下，用软件的眼光审视今天的数据中心和信息技术就显得至关重要。
加速云落地
软硬件垂直整合、一体化解决方案、融合式基础架构、开放的云参考架构、软件定义等正在成为今天数据中心市场的关键词。在这些关键词的背后，我们看到的是IT厂商对“软件定义”这一趋势的价值认同和诉求。那么对于数据中心的使用者而言，软件定义的解决方案究竟能带来哪些好处？其背后的业务驱动力何在？VMware大中华区技术总监张振伦认为，如何更高效地运行IT架构、以自动化的管理降低成本、确保数据中心的高可用性和敏捷性是企业CIO与IT业界共同思考的问题。在新型应用不断涌现、业务需求快速扩展的环境下，后台的IT基础架构需要更高的弹性、可靠性和稳定性，而软件将在解决数据中心复杂性、确保数据中心高可用性和可管理性等方面发挥重要作用。
过去，企业构建的数据中心都是基于特定应用、某个项目、一个部门构建起来的系统。而前端业务需求的多样化、传统工作负载的扩大和新型工作负载的涌现、数据中心规模的变大带来了管理的难题。华为企业业务IT产品线数据中心高级顾问吕增望表示，大部分现有数据中心存在僵化、复杂、低效等问题。如何应对这些挑战？VMware公司最新的云成熟指数（针对亚太及日本地区）显示，90%的企业认为虚拟化是走向云的必要条件。IDC的调研指出，成本、效率、管理是虚拟化应用三个非常重要的驱动因素。而来自Gartner的研究报告则指出，到2016年中国70%的x86企业服务器将实现虚拟化。“x86的性价比、虚拟化所有应用、虚拟化所有的硬件组件是推动数据中心面向未来的三个关键趋势。”张振伦表示，“许多用户已经将虚拟化当做企业IT部署和实施中的第一策略。面向未来的新型数据中心是基于虚拟化策略实现的，具备云的相关能力和特性。通过虚拟化，可以将所有的计算、存储、网络、安全、可用性资源全部整合成一个虚拟的资源池，并通过动态调度和自动化管理能力实现应用和服务的快速交付。”这些过程全部是基于策略实现的，用户可在分钟级水平上完成资源的配置和应用的部署，而不用去考虑存储、网络的复杂性。显然，软件定义的数据中心可简化定义应用及其所需的全部资源的过程。
非结构化数据、移动计算、社交网络等为代表的新型工作负载带来的不仅是对传统IT基础平台的压力，其应用部署的场景与环境、交付模式也进一步复杂化。对于企业用户而言，既可以通过现有的内部基础平台、私有云的部署实现服务和应用交付，也可以选择公有云平台。对异构和复杂环境的支持，能够实现跨云的、无缝的应用漂移和数据迁移，同时保障服务的高可用性也是未来软件定义数据中心演进的重要方向。“软件定义的数据中心可以加速云计算的落地，实现整个基础架构的现代化，并加速IT之于业务的价值释放。” 张振伦表示。
软件驱动存储架构革新
每7～10年，受消费级和企业级环境中新技术驱动，基础架构平台的需求都会发生重大改变。这些结构性的变化带来了新的业务模型，但同时也暴露了传统基础设施的系统性差距。目前，全世界范围内部署的大部分存储设备是基于15～20年前的需求设计的，无法满足现在无法预期的工作负载以及大量增长的数据对于系统的要求。“现在应用工作负载的高度虚拟化以及业务对应用近乎实时性的部署需求正在驱动传统IT向自服务架构转型，例如云计算。虚拟化和IT作为一项服务，为基础设施带来了更多的不可预期性。” 惠普亚太及日本地区首席存储技术顾问Paul Haverfield表示，“十年前，用户可以部署应用和相关的基础设施，并清楚地了解可以运行这个堆栈的时间，而今天的现实是一个项目或者应用上线可能是随时随地的。当用户试图整合工作负载，但失去对运行应用所需的性能和容量的预测能力时，他们必须重新思考存储的方式。”
以非结构化数据兴起为重要驱动力的大数据正在重构存储。“它需要能够支持归档、分析、搜索以及大规模数据流动的架构设计。” Paul Haverfield认为，“传统的双控制器阵列将被面向软件定义的数据中心的存储所取代，其交付的方式可以是公用的存储系统或者软件定义的存储。例如，工作负载将通过基于优化硬件（闪存、ASIC等）的可横向扩展和集群的架构交付服务。” 关于“软件定义的存储”这一概念，IDC这样描述：“存储软件堆栈能够安装于任何商用资源（x86硬件、管理程序或云）或现有的计算硬件上，能够为潜在的持久性数据资源提供一整套存储服务及可扩展性，租户可以在这些资源间自由实现数据的迁移。” Paul Haverfield表示，虚拟存储设备（VSA）正在越来越受到市场的关注，其背后的驱动力在于以下几个方面：x86的广泛部署、虚拟化的应用、磁盘性能和容量提升、投资回报。灵活性和成本优势是用户选择此类解决方案的重要因素，数据和应用的可迁移性也非常重要。VSA由标准化的x86硬件与软件组成，集成OpenStack，提供开放的基于API的管理控制平台并支持OpenFlow网络协议，非常适合中小企业及云服务提供商使用。
软件定义未来网络蓝图
“软件定义的数据中心”这一概念事实上脱胎于“软件定义的网络（SDN）”。目前，网络市场中几乎所有的厂商都将SDN视为网络的演进方向，众多SDN创业公司被IT大佬们锁定。博科收购Vyatta、Oracle收购Xsigo Systems、思科投资Insieme，火爆的SDN市场在Nicira被VMWare收购后被彻底点燃。在SDN的应用方面，以谷歌为代表的互联网企业走在了前列。以谷歌为例，其全部数据中心骨干连接都采用了这种架构，网络利用率惊人地提升到95%。
无论是对于企业数据中心、云服务提供商还是运营商而言，网络都是其运行的架构的基础。显然，SDN是实现软件定义的数据中心的基础和重要组成部分。“SDN有三个关键特性，一是要提供网络的虚拟化，二是要提供可编程的网络控制，三是要提供云计算的协作平台。软件定义的网络的最终目的就是要实现一个开放的可编程控制的网络架构。” 博科高级技术顾问沈之千表示，“实现SDN的基础和核心在于高效的网络架构。它是一个基于云计算架构的扁平化的网络架构，能够提供虚拟化感知和大数据集中能力的扁平化架构。以太网矩阵是SDN和虚拟化的基石。”具体而言，SDN的架构需要在网络矩阵层、网络虚拟化层、应用层等不同的网络层次上提供最佳的多路径优化能力；在可编程的控制上，要提供创建服务的标准化的开放的可编程接口，支持OpenFlow并提供单节点访问能力；在云协作平台方面，需要支持OpenStack等开放平台插件，使用者能够无缝地调用资源创建服务。“SDN实现的是一个可靠的、可自我修复的网络。对于上层应用而言，用户无需关心网络的层次是如何运行和扩展的。SDN本质上是一个动态的架构，基于云计算的架构。” 沈之千表示。高密度的虚拟化环境需要虚拟化的网络提供支持，要构建一个能够实现按需构建应用的虚拟化云平台，需要虚拟交换机和虚拟路由器的支持。目前，跨数据中心的网络虚拟化、网络分析、应用分析、服务创建和插入、数据中心网络虚拟化、SDN云网关等都是SDN应用的主流技术方向。
功夫不只在IT
云计算和大数据驱动数据中心不断向大型化、复杂化演进。在这种情形下，数据中心基础设施管理对于整个数据中心的意义就显得尤为重要。今天的数据中心不仅是传统意义上的工具，更是企业重要的投资和生意。施耐德电气IT事业部中国区副总裁、数据中心业务总经理曲颖认为，数据中心提供服务和释放商业价值需要具备三种能力：第一，宽带；第二，良好的管理和增值服务能力；第三，能源管理能力。
“在云和大数据时代，数据中心管理平台面临的挑战主要来自于两方面，一方面是数据中心的可用性，另一方面是冗余设计带来的应用效率方面的困扰。” 曲颖表示，“在数据中心的整个物理基础设施层面，IT和风火水电、楼宇空间等因素前所未有地结合起来。数据中心的物业、运维与IT人员已经密不可分，然而IT和物理基础设施所使用的软件和管理完全不同，需要对物理基础设施和IT基础设施进行集成性的管理，DCIM（数据中心基础设施管理软件）正是连接数据中心IT层和物理基础设施层管理的纽带，能够对数据中心实现从楼层到机架、机柜再到服务器、虚拟机的智能管理，优化数据中心生命周期。”管理软件能够帮助用户快速、有效、准确地定位和部署IT资产，设计和监控机房中的IT和物理基础设施，通过及时响应和变更管理有效提高数据中心的能效水平。随着集装箱数据中心、模块化数据中心等新型数据中心部署的增多，数据中心管理将完全实现基于软件的远程管理。
在数据中心领域，制冷规划一直是关系数据中心整体能效水平的关键因素。在机架空间内的能耗之外，空调等制冷系统的电力需求是数据中心能耗最主要的方面。“一个合理设计的冷热通道能够有效提高数据中心的PUE水平。间接的自然冷却是最为高效的冷却方式。”深圳英维克科技有限公司副总经理王铁旺举例说，“Yahoo的鸡舍数据中心是最适合通过空气自然对流进行制冷的数据中心设计，而Google著名的漂浮数据中心利用的则是海水制冷的自然冷却方式，两个数据中心均达到了非常高的PUE水平。”无论是构建还是改造数据中心，冷却方式规划、送风方式和冷热通道规划、回风温度的规划等都是数据中心制冷规划中不可或缺的方面。
大约两年前，一篇名为《Why Software Is Eating The World》（《为什么软件正在吞噬世界》）的文章在整个科技和IT业界掀起风暴。文章作者Netscape创始人、硅谷著名投资人马克·安德森指出，软件将成为全球经济数字化转型的核心推动力。
当时，惠普宣布对具有更大增长潜力的软件业务加大投入，谷歌则对摩托罗拉移动部门进行了收购。今天，智能化的终端设备、各式应用和服务交付已经渗透到人们生活的方方面面，无论是自家书房、汽车还是办公环境，无论是手机、PAD还是其他各式终端，智能化的体验无不流淌着软件的血液。可以说，软件已经成为关乎所有产业竞争力和生命力的核心。云计算的兴起所引发的服务交付与商业模式、企业IT应用和策略的变迁就是“软件定义”的重要佐证。中国计算机报社长李树翀在第六届中国数据中心大会上表示：“计算无处不在已经成为IT演进的重要表征。各式各样计算设备、移动终端进行数据交换、逻辑运算，离不开后台数据中心的支撑。以社交应用、移动计算等为特征的大量非结构化数据的涌入更对服务交付背后的基础平台产生了重大影响。”在数据中心逐渐转变为以软件为导向的趋势下，用软件的眼光审视今天的数据中心和信息技术就显得至关重要。
加速云落地
软硬件垂直整合、一体化解决方案、融合式基础架构、开放的云参考架构、软件定义等正在成为今天数据中心市场的关键词。在这些关键词的背后，我们看到的是IT厂商对“软件定义”这一趋势的价值认同和诉求。那么对于数据中心的使用者而言，软件定义的解决方案究竟能带来哪些好处？其背后的业务驱动力何在？VMware大中华区技术总监张振伦认为，如何更高效地运行IT架构、以自动化的管理降低成本、确保数据中心的高可用性和敏捷性是企业CIO与IT业界共同思考的问题。在新型应用不断涌现、业务需求快速扩展的环境下，后台的IT基础架构需要更高的弹性、可靠性和稳定性，而软件将在解决数据中心复杂性、确保数据中心高可用性和可管理性等方面发挥重要作用。
过去，企业构建的数据中心都是基于特定应用、某个项目、一个部门构建起来的系统。而前端业务需求的多样化、传统工作负载的扩大和新型工作负载的涌现、数据中心规模的变大带来了管理的难题。华为企业业务IT产品线数据中心高级顾问吕增望表示，大部分现有数据中心存在僵化、复杂、低效等问题。如何应对这些挑战？VMware公司最新的云成熟指数（针对亚太及日本地区）显示，90%的企业认为虚拟化是走向云的必要条件。IDC的调研指出，成本、效率、管理是虚拟化应用三个非常重要的驱动因素。而来自Gartner的研究报告则指出，到2016年中国70%的x86企业服务器将实现虚拟化。“x86的性价比、虚拟化所有应用、虚拟化所有的硬件组件是推动数据中心面向未来的三个关键趋势。”张振伦表示，“许多用户已经将虚拟化当做企业IT部署和实施中的第一策略。面向未来的新型数据中心是基于虚拟化策略实现的，具备云的相关能力和特性。通过虚拟化，可以将所有的计算、存储、网络、安全、可用性资源全部整合成一个虚拟的资源池，并通过动态调度和自动化管理能力实现应用和服务的快速交付。”这些过程全部是基于策略实现的，用户可在分钟级水平上完成资源的配置和应用的部署，而不用去考虑存储、网络的复杂性。显然，软件定义的数据中心可简化定义应用及其所需的全部资源的过程。
非结构化数据、移动计算、社交网络等为代表的新型工作负载带来的不仅是对传统IT基础平台的压力，其应用部署的场景与环境、交付模式也进一步复杂化。对于企业用户而言，既可以通过现有的内部基础平台、私有云的部署实现服务和应用交付，也可以选择公有云平台。对异构和复杂环境的支持，能够实现跨云的、无缝的应用漂移和数据迁移，同时保障服务的高可用性也是未来软件定义数据中心演进的重要方向。“软件定义的数据中心可以加速云计算的落地，实现整个基础架构的现代化，并加速IT之于业务的价值释放。” 张振伦表示。
软件驱动存储架构革新
每7～10年，受消费级和企业级环境中新技术驱动，基础架构平台的需求都会发生重大改变。这些结构性的变化带来了新的业务模型，但同时也暴露了传统基础设施的系统性差距。目前，全世界范围内部署的大部分存储设备是基于15～20年前的需求设计的，无法满足现在无法预期的工作负载以及大量增长的数据对于系统的要求。“现在应用工作负载的高度虚拟化以及业务对应用近乎实时性的部署需求正在驱动传统IT向自服务架构转型，例如云计算。虚拟化和IT作为一项服务，为基础设施带来了更多的不可预期性。” 惠普亚太及日本地区首席存储技术顾问Paul Haverfield表示，“十年前，用户可以部署应用和相关的基础设施，并清楚地了解可以运行这个堆栈的时间，而今天的现实是一个项目或者应用上线可能是随时随地的。当用户试图整合工作负载，但失去对运行应用所需的性能和容量的预测能力时，他们必须重新思考存储的方式。”
以非结构化数据兴起为重要驱动力的大数据正在重构存储。“它需要能够支持归档、分析、搜索以及大规模数据流动的架构设计。” Paul Haverfield认为，“传统的双控制器阵列将被面向软件定义的数据中心的存储所取代，其交付的方式可以是公用的存储系统或者软件定义的存储。例如，工作负载将通过基于优化硬件（闪存、ASIC等）的可横向扩展和集群的架构交付服务。” 关于“软件定义的存储”这一概念，IDC这样描述：“存储软件堆栈能够安装于任何商用资源（x86硬件、管理程序或云）或现有的计算硬件上，能够为潜在的持久性数据资源提供一整套存储服务及可扩展性，租户可以在这些资源间自由实现数据的迁移。” Paul Haverfield表示，虚拟存储设备（VSA）正在越来越受到市场的关注，其背后的驱动力在于以下几个方面：x86的广泛部署、虚拟化的应用、磁盘性能和容量提升、投资回报。灵活性和成本优势是用户选择此类解决方案的重要因素，数据和应用的可迁移性也非常重要。VSA由标准化的x86硬件与软件组成，集成OpenStack，提供开放的基于API的管理控制平台并支持OpenFlow网络协议，非常适合中小企业及云服务提供商使用。
软件定义未来网络蓝图
“软件定义的数据中心”这一概念事实上脱胎于“软件定义的网络（SDN）”。目前，网络市场中几乎所有的厂商都将SDN视为网络的演进方向，众多SDN创业公司被IT大佬们锁定。博科收购Vyatta、Oracle收购Xsigo Systems、思科投资Insieme，火爆的SDN市场在Nicira被VMWare收购后被彻底点燃。在SDN的应用方面，以谷歌为代表的互联网企业走在了前列。以谷歌为例，其全部数据中心骨干连接都采用了这种架构，网络利用率惊人地提升到95%。
无论是对于企业数据中心、云服务提供商还是运营商而言，网络都是其运行的架构的基础。显然，SDN是实现软件定义的数据中心的基础和重要组成部分。“SDN有三个关键特性，一是要提供网络的虚拟化，二是要提供可编程的网络控制，三是要提供云计算的协作平台。软件定义的网络的最终目的就是要实现一个开放的可编程控制的网络架构。” 博科高级技术顾问沈之千表示，“实现SDN的基础和核心在于高效的网络架构。它是一个基于云计算架构的扁平化的网络架构，能够提供虚拟化感知和大数据集中能力的扁平化架构。以太网矩阵是SDN和虚拟化的基石。”具体而言，SDN的架构需要在网络矩阵层、网络虚拟化层、应用层等不同的网络层次上提供最佳的多路径优化能力；在可编程的控制上，要提供创建服务的标准化的开放的可编程接口，支持OpenFlow并提供单节点访问能力；在云协作平台方面，需要支持OpenStack等开放平台插件，使用者能够无缝地调用资源创建服务。“SDN实现的是一个可靠的、可自我修复的网络。对于上层应用而言，用户无需关心网络的层次是如何运行和扩展的。SDN本质上是一个动态的架构，基于云计算的架构。” 沈之千表示。高密度的虚拟化环境需要虚拟化的网络提供支持，要构建一个能够实现按需构建应用的虚拟化云平台，需要虚拟交换机和虚拟路由器的支持。目前，跨数据中心的网络虚拟化、网络分析、应用分析、服务创建和插入、数据中心网络虚拟化、SDN云网关等都是SDN应用的主流技术方向。
功夫不只在IT
云计算和大数据驱动数据中心不断向大型化、复杂化演进。在这种情形下，数据中心基础设施管理对于整个数据中心的意义就显得尤为重要。今天的数据中心不仅是传统意义上的工具，更是企业重要的投资和生意。施耐德电气IT事业部中国区副总裁、数据中心业务总经理曲颖认为，数据中心提供服务和释放商业价值需要具备三种能力：第一，宽带；第二，良好的管理和增值服务能力；第三，能源管理能力。
“在云和大数据时代，数据中心管理平台面临的挑战主要来自于两方面，一方面是数据中心的可用性，另一方面是冗余设计带来的应用效率方面的困扰。” 曲颖表示，“在数据中心的整个物理基础设施层面，IT和风火水电、楼宇空间等因素前所未有地结合起来。数据中心的物业、运维与IT人员已经密不可分，然而IT和物理基础设施所使用的软件和管理完全不同，需要对物理基础设施和IT基础设施进行集成性的管理，DCIM（数据中心基础设施管理软件）正是连接数据中心IT层和物理基础设施层管理的纽带，能够对数据中心实现从楼层到机架、机柜再到服务器、虚拟机的智能管理，优化数据中心生命周期。”管理软件能够帮助用户快速、有效、准确地定位和部署IT资产，设计和监控机房中的IT和物理基础设施，通过及时响应和变更管理有效提高数据中心的能效水平。随着集装箱数据中心、模块化数据中心等新型数据中心部署的增多，数据中心管理将完全实现基于软件的远程管理。
在数据中心领域，制冷规划一直是关系数据中心整体能效水平的关键因素。在机架空间内的能耗之外，空调等制冷系统的电力需求是数据中心能耗最主要的方面。“一个合理设计的冷热通道能够有效提高数据中心的PUE水平。间接的自然冷却是最为高效的冷却方式。”深圳英维克科技有限公司副总经理王铁旺举例说，“Yahoo的鸡舍数据中心是最适合通过空气自然对流进行制冷的数据中心设计，而Google著名的漂浮数据中心利用的则是海水制冷的自然冷却方式，两个数据中心均达到了非常高的PUE水平。”无论是构建还是改造数据中心，冷却方式规划、送风方式和冷热通道规划、回风温度的规划等都是数据中心制冷规划中不可或缺的方面。