分布式數(shù)據(jù)中心或是未來數(shù)據(jù)中心發(fā)展方向

  分布式數(shù)據(jù)中心(Distributed Data Center)，簡稱DDC，是利用網(wǎng)絡(luò)把成千上萬臺存儲服務(wù)器連接、組合而成的一臺虛擬超級存儲服務(wù)器，用以完成單臺存儲服務(wù)器無法完成的超大規(guī)模問題求解。分布式數(shù)據(jù)中心除了虛擬超級存儲服務(wù)器外，還由多個數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)形成多中心服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

  云計算加速分布式發(fā)展

  云計算的發(fā)展與普及，改變了數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，使得分布式數(shù)據(jù)中心成為流行。過去幾年，“互聯(lián)網(wǎng)﹢”作為熱詞，不斷在我們的日常生活中出現(xiàn)，改變商業(yè)模式的同時也逐漸改變了我們的生活習(xí)慣與思維方式，大數(shù)據(jù)的價值愈發(fā)凸顯，圍繞其誕生的企業(yè)，如云計算、大數(shù)據(jù)分析企業(yè)等層出不窮，數(shù)據(jù)成為企業(yè)最寶貴的資產(chǎn)。而數(shù)據(jù)中心正是承載數(shù)據(jù)的核心容器。

  傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通過硬件、軟件等設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通信資源等對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析，并有效助力企業(yè)業(yè)務(wù)覆蓋。但隨著業(yè)務(wù)的日益發(fā)展，在大規(guī)模、高密度數(shù)據(jù)承載的需求下，傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心因其設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)因素，在存儲、處理、安全、網(wǎng)絡(luò)時延等方面逐漸顯得力不從心。而云計算的出現(xiàn)則解決了此類問題，使得集中式架構(gòu)得以向分布式架構(gòu)發(fā)展。分布式數(shù)據(jù)中心極大地突破了規(guī)模的限制，通過云連接與云組網(wǎng)，將多個數(shù)據(jù)中心聯(lián)合在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、多中心運營、業(yè)務(wù)高覆蓋，并極大程度上降低了運維成本，同時實現(xiàn)災(zāi)備建設(shè)，降低業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險。

  技術(shù)層次可分兩層

  分布式架構(gòu)數(shù)據(jù)中心在技術(shù)層次上可分為單數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)與多數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)這兩層。前者主要由分布式計算、存儲、安全網(wǎng)絡(luò)等多種分布式技術(shù)集成，后者主要指通過云計算實現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心的一體化，例如分布式云數(shù)據(jù)中心。

  單數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)

  分布式計算架構(gòu) 分布式計算架構(gòu)指的是以分布式計算技術(shù)為基礎(chǔ)，用于解決大規(guī)模問題的軟件架構(gòu)。分布式軟件架構(gòu)伸縮性較好，尤其在處理大數(shù)據(jù)相關(guān)問題時，分布式架構(gòu)能顯著提高處理速度。常見的分布式軟件架構(gòu)有Hadoop、Spark等。

  分布式存儲架構(gòu) 分布式存儲架構(gòu)具備高擴(kuò)展性，能有效解決海量數(shù)據(jù)存儲與處理問題。分布式存儲架構(gòu)由客戶端、元數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器三部分組成?？蛻舳素?fù)責(zé)發(fā)送請求，元數(shù)據(jù)服務(wù)器響應(yīng)請求并處理，數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲處理后的數(shù)據(jù)，三部分協(xié)同完成存儲功能，且能有效解決傳統(tǒng)存儲的彈性擴(kuò)展問題。

  分布式安全網(wǎng)絡(luò) 分布式安全網(wǎng)絡(luò)通過部署安全管理軟件或系統(tǒng)，對整個數(shù)據(jù)中心的安全進(jìn)行防護(hù)。其通常由集中管理平臺和分布式安全管理軟件組成。集中管理平臺安裝在指定的硬件服務(wù)器上，負(fù)責(zé)對安全策略進(jìn)行集中管理，并對安全策略的遷移功能提供支持。同時接收虛擬化安全設(shè)備的日志以及統(tǒng)計信息，并對整個數(shù)據(jù)中心的安全態(tài)勢進(jìn)行分析。安全軟件則更貼近虛擬機(jī)，利用引流或重定向機(jī)制，獲取所有虛擬機(jī)的流量，實現(xiàn)分布式的安全防護(hù)。

  多數(shù)據(jù)中心分布式架構(gòu)

  分布式云數(shù)據(jù)中心通過云計算技術(shù)、廣域網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)(大二層)技術(shù)等，將多個數(shù)據(jù)中心組建成一個融合計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等的分布式“虛擬資源池”，該資源池可將各地數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一整合，通過多數(shù)據(jù)中心融合實現(xiàn)去地域化和自動化，提升企業(yè)效率。相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的“同城主備/雙活數(shù)據(jù)中心”或“兩地三中心”，分布式云數(shù)據(jù)中心的部署方案實現(xiàn)了所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)配與管理，災(zāi)備遷移與業(yè)務(wù)處理效率將得到有效提升。

  四大挑戰(zhàn)不容忽視

  目前，分布式數(shù)據(jù)中心在建設(shè)過程中面臨一些挑戰(zhàn)，主要包括網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算和安全四個方面。

  在網(wǎng)絡(luò)方面，多個分布式數(shù)據(jù)中心間的通信是首要問題。建設(shè)時需考慮多區(qū)域間如何實現(xiàn)靈活組網(wǎng)與入云連接。目前主流的技術(shù)方案是基于大二層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建多數(shù)據(jù)中心間組網(wǎng)，形成統(tǒng)一的邏輯網(wǎng)絡(luò)。但目前各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商間的大二層網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議并未統(tǒng)一，故在設(shè)備的兼容性上可能存在一定問題。

  在存儲方面，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同是一大難題。隨著業(yè)務(wù)高覆蓋，各地數(shù)據(jù)中心協(xié)同的重要性日益提高。分布在各地的數(shù)據(jù)中心通常由運營商網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸專線等實現(xiàn)協(xié)同，但囿于距離與規(guī)模，各地數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡(luò)寬帶無法保證數(shù)據(jù)實時同步，目前各地數(shù)據(jù)中心協(xié)同只能采用異步傳輸，這對數(shù)據(jù)的一致性與完整性、業(yè)務(wù)的連續(xù)性造成一定影響。

  在計算方面，對計算資源的管理是重大挑戰(zhàn)。例如分布式數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)遷移和災(zāi)備建設(shè)，如何在應(yīng)用或業(yè)務(wù)突發(fā)性中斷時，快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移與重啟，這要求數(shù)據(jù)中心日常進(jìn)行計算資源管理時，不僅要做好常規(guī)故障排查，還要做好數(shù)據(jù)資源的遷移規(guī)劃和安排工作。

  在安全方面，如何保證數(shù)據(jù)中心安全性是嚴(yán)峻考驗。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍采取星形組網(wǎng)方式，即所有分支機(jī)構(gòu)點對點直連總部數(shù)據(jù)中心，此時盡管分支缺乏靈活性，但位于總部的安全網(wǎng)關(guān)足夠保證傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)存儲、處理安全。而當(dāng)基于云計算的分布式數(shù)據(jù)中心引入后，總部與分支通過云網(wǎng)進(jìn)行融合，此時安全問題便成為重大挑戰(zhàn)。據(jù)此，安全廠商得到了迅猛發(fā)展，以防火墻和安全網(wǎng)關(guān)為代表的安全解決方案層出不窮，但目前仍未形成完整統(tǒng)一的安全產(chǎn)品解決方案。

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  隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展與數(shù)據(jù)量的增長，在存儲、計算、安全等方面占據(jù)優(yōu)勢的分布式架構(gòu)數(shù)據(jù)中心或?qū)⒊蔀閿?shù)據(jù)中心未來發(fā)展的趨勢。與此同時，分布式數(shù)據(jù)中心帶來的建設(shè)挑戰(zhàn)也為數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展指明方向。未來的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)發(fā)展必將精彩紛呈。