趋势解读 | 分布式架构是数据中心的未来吗？

一、什么是数据中心？

什么是数据中心？百度百科给出定义是：数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在因特网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。数据中心大部分电子元件都是由低直流电源驱动运行的。

数据中心的产生致使人们的认识从定量、结构的世界进入到不确定和非结构的世界中，它将和交通、网络通讯一样逐渐成为现代社会基础设施的一部分，进而对很多产业都产生了积极影响。不过数据中心的发展不能仅凭经验，还要真正的结合实践，促使数据中心发挥真正的价值作用，促使社会的快速变革。

二、为什么需要分布式数据中心？

说到发展，数据中心正随着各个行业的蓬勃发展而不断高速的建设着。云计算、大数据和物联网等新技术的大规模使用，让数据中心成为了医疗、政府、互联网和金融等行业建设的重点。特别是在银行 、保险等领域，数据中心由于承载核心业务，不允许任何数据中断、要求能够快速响应业务变化和具备一定的灵活性，已经成为了名副其实的“生产中心”。反观数据中心，传统的集中式架构已经无法满足新时代业务的需求。而基于分布式架构的数据中心是一个和集中式架构相对应的技术体系，包括了分布式业务部署、分布式计算、存储、网络安全等多种分布式技术的集合。在传统数据中心无法保证业务响应能力、连续性和灵活性，发展达到一定瓶颈的时候，分布式架构就自然成为了一种必然的选择。

在早期的数据中心建设中，大多数IT建设者们并不太关注采用何种技术架构，觉得没有那么重要。数据中心的建设重点就是让承载的业务系统稳定运行，为服务器、存储和网络设备提供一个良好的运行环境，让业务系统没那么容易“宕机”即可。所以早期大部分数据中心都是烟囱式的架构设计，每个业务系统都会配置一套独立硬件设备，数据完全是割裂的，导致设备利用率非常低，资源完全无法共享。典型的“标配”方案为两台高端小型机（或X86服务器）做数据库服务器双机，然后再加两台或以上应用服务器，后端连接两台FC交换机（或IPSAN交换机）和一台存储设备。直到现在，仍然可以看到许多招标文件中有类似的配置方案。当然，并不能说明这种配置方案不好或者不对，只能说在没有很好规划和合理利用的情况下，这样的配置会导致数据中心空间、能耗、制冷大规模增加，而且设备数量的随意增加还会严重影响运维和管理的效率。

为了应对信息化的快速发展，提高设备利用率和灵活性，云计算技术被大规模推广和采用。云计算可以提供可用的、便捷的、按需的资源提供，逐渐成为了主流的数据中心架构，目前大多数行业的数据中心都已经具备了云计算的能力。除了大规模数据库等少数业务场景以外，新业务应用基本都是使用云模式进行构建，同时还有大量现有的业务应用正不断向云计算环境进行迁移。将应用系统运行在虚拟化环境中似乎已经成为了一种常态。在云计算环境中，服务器虚拟化是基本的云计算技术之一。虚拟化软件厂商正在逐步将基于物理资源的数据中心向虚拟化资源的数据中心进行转变，有效的控制了数据中心内服务器数量和规模的增长，提高了服务器的利用效率。同时，虚拟化系统所具备的特性极大的提高了数据中心系统的可靠性。特别在主动运维、灾备建设和故障切换等方面对数据中心的业务连续性是一种质的飞跃。在这一阶段，虚拟化技术的大规模应用让传统数据中心在不改变集中式的架构条件下，获得了最大化的资源整合和共享，但是架构仍然没有太大的变化，更多的是一种服务模式的转变。

基于云计算架构的数据中心建设已经成为主流的建设模式，但是在架构上还有很多可以改进的地方。

1、基于云计算架构的数据中心只能解决单个数据中心内部的资源共享和使用等问题，无法解决资源的灵活扩展问题，资源的增加仍然是采用垂直架构。由于单个计算、存储或者网络设备都有性能上限，扩展到一定能力后必然要进行拆分，重新建设资源池，又会形成新的资源孤岛，并没有从根本上解决数据中心的发展问题。

2、随着各个行业的信息化发展，越来越多的企业需要建设多个不同地域的数据中心。比如银行业和保险业会按照银监会和保监会的要求建设灾备中心，集团企业会建设分公司分数据中心。这些数据中心如何进行统一的管理和应用，保证业务的连续性，解决业务协同问题，是对传统数据中心一个巨大的挑战。

基于云计算的数据中心提供更多的是一种服务。通常情况下，我们提到云计算，指的是一种计算、存储、软件等服务的交互和使用模式。而基于分布式架构的数据中心，更多的是指一种数据中心的计算模式，而不是一种服务形式，它是云计算数据中心的技术基础和扩充。

三、集中和分布式架构两种数据中心的区别

分布式架构数据中心在技术层次上，主要包括两个概念：单个数据中心内的分布式架构和多个数据中心的分布式架构。

单个数据中心内的分布式架构，主要包括分布式计算、存储、安全网络等多种分布式技术的合集。多个数据中心的分布式架构主要是指将传统多个数据中心统一整合为一个数据中心。实现业务连续性灾备，多中心运营和管理等。例如：将多个不同地区，不同规模的数据中心使用统一的管理平台进行资源的统一管理，使用统一的运营平台实现统一运行。

3.1 分布式计算架构

按照分布式计算的定义是利用网络把成千上万台计算机连接起来，组成一台虚拟的超级计算机，完成单台计算机无法完成的超大规模的问题求解。

而数据中心的分布式计算更多的是指分布式软件架构。是以分布式计算技术为基础，用于解决大规模问题的软件架构。分布式软件架构具有较好的伸缩性，特别在处理大数据问题时，分布式架构能显著提高处理速度。常见的分布式软件架构有分布式操作系统、文件系统和数据库等等。

以数据库为例，传统数据中心是单个数据库为主，数据集中存储在一台服务器或存储上，数据的处理也集中在单个或多个集群节点（一般为2-8个）内完成。传统数据中心数据库以Oracle、Db2或者MySql为主，但是当单表数据量爆炸或者单个数据库无法承受高强度I/O时，集中式的架构是无法解决性能和数据处理瓶颈问题的。最早以前淘宝网就是使用的Oracle数据库，而且还组建了全球最大的Oracle数据库群集，可是随着淘宝网的用户和商品信息量增加，最后不得不走分布式数据库的路线。分布式架构的数据库具有灵活的体系结构 ，更适合分布式的管理与控制， 而且可扩展性好，也易于扩充。 当然，分布式数据库也有自身的一些缺点，例如数据一致性差，网络通信开销较大，数据的存取结构比较复杂。但是不可否认，在某些应用场景下，没有分布式架构的数据库，数据就很难进行管理和建设。

3.2 分布式存储架构

（编辑：上饶站长网）

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