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云计算数据中心参考架构与标准研究

2013/10/15 0:16:05 作者：UPS应用来源：UPS应用
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云计算模式给数据中心带来新的需求，包括大规模和超大规模、模块化、安全可靠、可移动和高可伸缩，但是随之而来的是高耗能高排放、安全管理和高效自动化运维问题。规模大和能耗高是现在数据中心发展中的两个显著特征，是各国政府和企业面临的挑战。构建大规模低能耗的绿色数据中心是数据中心持续健康发展的方向。　　

　　云计算模式给数据中心带来新的需求，包括大规模和超大规模、模块化、安全可靠、可移动和高可伸缩，但是随之而来的是高耗能高排放、安全管理和高效自动化运维问题。规模大和能耗高是现在数据中心发展中的两个显著特征，是各国政府和企业面临的挑战。构建大规模低能耗的绿色数据中心是数据中心持续健康发展的方向。
　　
　　2数据中心相关概念
　　
　　数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备(例如通信和存储系统)，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。
　　
　　新一代绿色数据中心(简称绿色数据中心)，就是通过自动化、资源整合与管理、虚拟化、安全以及能源管理等新技术的采用，解决目前数据中心普遍存在的成本快速增加、资源管理日益复杂、信息安全，以及能源危机等尖锐的问题，从而打造与行业/企业业务动态发展相适应的新一代企业基础设施。
　　
　　云计算数据中心是支撑云服务要求的数据中心，包括场地、供配电、空调暖通、服务器、存储、网络、管理系统、安全等相关设施，具有高安全性、资源池化、弹性、规模化、模块化、可管理性、高能效、高可用等特征。
　　
　　从云计算数据中心的定义可以看出，云计算数据中心就是在传统数据中心的基础上，体现云计算关键特征的数据中心。从内涵上看，云计算数据中心包含了新一代绿色数据中心。
　　
　　3云计算数据中心参考架构
　　
　　目前国内外已经广泛开展数据中心的建设，但是对云计算数据中心的组成以及各个组成部分总体要求的认识尚需统一。
　　
　　通过对云计算参考架构，传统数据中心参考架构以及新一代数据中心参考架构的梳理和研究，国家标准《云计算数据中心参考架构》(草案)提出如图1所示的云计算数据中心的组成。
　　
　　2.1创造了新供求吗？
　　
　　如果我们要构建一个互联网经济的全景图，首先就要从供求关系谈起，这也是萨缪尔森版《经济学》的研究的起点。那么，我们要问的第一个问题就是，互联网创造了新的供给吗？
　　
　　第一次工业革命开始的时候，蒸汽机和新型纺织机械作为B2B端的革命性力量，大大提升了各个方面的生产力，从而扩充了总供给，满足了潜在的需求。比如，远洋运输、铁路运输等等，从外部来说，利于英法等国开展全球殖民，从内部来说，本国的工业生产能力大大提升，从而在贸易方面占据优势，大炮+棉纺成为市场的决定性力量，供给端和需求端都是在全面扩大的
　　
　　。
　　
　　第二次工业革命的核心，是电气和石油革命，它对供求关系的扩充是极为显著的。比如，我们现在日常生活中，几乎处处都离不开电和电器，石油产品更是比比皆是，汽车、燃料、化工，甚至医药都离不开石油。可以说，人类的供给能力和消费能力实现了巨大的飞跃，相应的，人类的生活条件也获得了极大改善，人均寿命也从40+提升到了60+。
　　
　　我们不确定是否把信息革命作为一次革命，还是把它分为几个阶段：40年代到70年代的大型机时代、80年代-2000年的PC时代、2000-2010年的互联网时代以及最近2年兴起的移动互联网时代。但是，无论如何划分，从这几个周期的演进来看，其进化速度都是在加速的，其创造的新供给和新需求都有着重大的变化。
　　
　　比如，大型机时代，新的供给主要用于军用、大型企业和大型科研机构，是相当小众的，因此，供给变迁带来的新需求也相对较小，但是，这依然培育了IBM、HP、Intel等一批成功企业，显示出IT产业的革命性威力；等到PC逐步普及的时候，它已经普及到了普通企业和家庭，而且，不论是生产力工具，还是消费工具，网络游戏、影音等娱乐特性初步显现，也因此造就了微软、苹果、DELL等大型企业；到了互联网时代，我们发现，它作为生产工具依然影响力巨大，但是，消费属性增加更快，Yahoo、Amazon、Facebook主要作为消费工具而存在，Google则二者兼备；最近的移动互联网时代，各种移动端的应用中，消费已经占据绝对主导，消费性APP占比超过90%。
　　
　　这个过程中，总供给和总需求的快速提升是极为惊人的，目前全球的IT产业总产值已经超过3万亿美金，成为和汽车产业比肩，远超家电行业的产业市场。它对人类生活的改变也是极为巨大的，信息产业对工业产业的效率提升、对金融产业的效率提升起到了决定性的作用。比如美国用1000万制造业工人创造的增加值与中国2亿产业工人创造的增加值相当，主要原因就是它们占据产业高端，其产业内核高度知识密集、信息化水平极高。具体到互联网时代，也是如此，比如，中国的互联网游戏市场在短短10年时间已经接近600亿，几乎是百年电影市场的2.5倍！而且，就毛利率来说，远较电影市场为高。而且电影市场近年也在高速增长，可见，互联网创造的总需求之大、增速之快。
　　
　　2.2重塑生活模式
　　
　　那么，如果我们进一步细分，会发现，互联网给人类带来的新供给主要来自两个大的方面：
　　
　　第一，前所未有的、颠覆性的虚拟产品，这是显而易见的，比如，没有Google之类的搜索引擎，我们不可能快速找到那么丰富的信息，没有互联网，游戏市场主要是掌机、PC游戏，市场就难以产生5-10倍的增量。
　　
　　第二，看不见又至关重要的东西，时间。由于互联网大大提升了生产效率和消费效率，所以，有可能为人类节约大量的时间，这种大幅的节约，可能导致这些时间作为闲置品，反过来又重新被投入到了消费环节。特别典型的是淘宝，中国近3亿淘宝用户在网上购物，省去了出门购物所浪费的时间，但是，反过来，也许又把大量消费花在了淘宝上。
　　
　　这种改变，特别是第一种改变，在信息时代之前是前所未有的，在PC时代也是难以想象的，这种新供给、新需求空间巨大，甚至完全重塑了人们的生活模式。就像从石头缝里突然蹦出来的孙悟空，天造地设、神通广大。比如，很多人每天会花上数个小时泡BBS、刷微博、打游戏，虽然未必有什么价值，但是，这已经形成了他们生活的一部分。
　　
　　虚拟产品的空间到底有多大？很可能超乎想象。比如游戏市场，虽然有了电视游戏、PC游戏、掌机，又有了互联网端游、页游，很多人认为手游市场可能没有太大。但是，事实上，去年的手游市场就发展到了50亿的规模，明年则很可能达到200亿-250亿，未来到底是500亿还是1000亿，无人可以确知。
　　
　　为什么会这样？有两个原因是至关重要的：第一，在供给端，信息产品作为一种特殊供给，它的体验价值可能是无可穷尽的，因为，游戏的设计也好，赌博机制、信息获取也好，都深深植根于人性的内在需求，比如游戏，游戏的风格、耐玩性、玩家在虚拟世界里的角色等等都会导致不同的体验，想象力才是人类的边界；第二，在需求端，人们有越来越多的有闲时间，而且在物质世界里必须受制于各种稀缺性，需求难以完全满足，在虚拟世界里可以在某种程度上变相实现。这种供给上的无限性和需求上的巨大空间，导致这个市场潜力极大。
　　
　　所以，回到供求两端，由于互联网创造了足够多的时间、足够多的虚拟产品，所以它必然在极大程度上扩充人类的总供求。这些虚拟的产品，到底是不是财富？不同人可以有不同的定义，但是，可以确知的是，从需求端来说，人类有这样的需求。为虚拟产品和它带来的体验付费，为时间的节省和效率付费。
　　
　　所谓智能电网指电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
　　
　　智能电网的建设对我们的生活意义重大，其一大主要优势是：可与社区智能交通管理联动，利用信息通信技术对需求进行精密控制。
　　
　　随着智能电网的推广，在欧美国家要求用电大户在高峰用电时段减少需求的“需求响应”(DR)已经普及，且需求响应将有望走入普通家庭。
　　
　　但一般绝大多数的家庭需求响应实证实验是人工操作家电，如在德国等地，通过实证实验，进行了向家中设置的能源控制器发送指令，自动降低冰箱和空调功耗的尝试。以这些实证成果为基础，欧洲10国合作，在丹麦启动了根据一级市场的价格变化，实时自动控制电器工作情况的实证实验。美国把这种以分钟为单位的快速需求响应称为“高速自动需求响应”，已经开始着手为家电的远程控制制定通信标准。
　　
　　另外，在热电联产领域，住宅燃料电池热电联产系统在日本已经开始普及，欧美也在推进实证实验。
　　
　　日本将通过智能电网综合控制地区内的分布式电源、蓄电池及需求响应的机制称为“地区能源管理系统”(CEMS)，这在如今已经是各地实证项目的主要验证课题。
　　
　　欧洲也在加紧开发与地区能源管理系统相似、以分布式电源为主体的智能电网关键技术，也就是“虚拟电厂”。随着大量采用可再生能源，地区能源管理系统和虚拟电厂技术在各国的需求也在增大。
　　
　　今后，符合地区特色的许多方法或许都将得到尝试。而且，以信息通信技术为基础，将来很有可能超出能源的范畴，创造出众多商务模式。
　　
　　（nero）

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