站在偌大的數據中心前，我的思緒萬千。隨着IT科技的飛速發展，雲計算、大數據、人工智能等技術不斷深入到我們的工作和生活，數據中心的功能也在短短50多年的發展過程中經歷了傳統數據存儲中心到雲數據中心、分佈式數據中心，成爲企業IT系統中最重要的組成部分，發揮着巨大的作用。
數據中心是數據大集中而形成的集成IT應用環境，是各種業務的提供中心，也是數據處理、數據存儲和數據交換的中心。對於雲計算而言，數據中心要求基礎設施具有良好的彈性、擴展性、自動化、數據遷移、多租戶和對虛擬化的支持，應着重從高密度低成本服務器、海量存儲設備和高性能計算設備等方面提高雲計算數據中心的數據處理能力。那麼，雲計算環境下的數據中心基礎設施各部分的架構應該是什麼樣的呢？又該如何科學化的系統建設呢？
首先，在電力和節能方面，基礎設施需要充分適應雲計算的業務發展客觀規律，按照最優化效率建設綠色的數據中心。何爲“綠色數據中心”？不僅建築需要節能，數據中心也是如此，嚴重的電力不足，使得機房頻頻出現能耗危機，綠色數據中心突然間從“無人所知”升至“家喻戶曉”。據調查數據顯示，62%的企業認爲，他們的數據中心面臨着諸如散熱、供電、成本等問題；23%的企業認爲，其數據中心供電和散熱能力不足，限制了IT基礎設施擴展，或無法充分利用高密度計算設備；19%的被訪企業認爲，其數據中心的耗電量太大，費用超高，無法負擔；還有17%的企業認爲，機房溫度過高，影響了計算設備的穩定運行，隨之導致一系列問題的出現。因此，大多數企業的數據中心設施最嚴重的問題是：運算密度的提高導致用電密度的迅速加大，數據中心總體擁有成本隨服務器的增加而成倍增加。過去的數據中心運算能力是目標，用電是“一般商品”，現在和未來的數據中心運算能力是“一般商品”，用電是焦點。因此我們需要綠色數據中心。綠色數據中心的含義就是要提高數據中心的能源效率，儘量減少數據中心的整體用電量；增大數據中心整體用電中用於IT系統比例；儘量減少用於非計算設備（電源轉換、冷卻等）的用電消耗。還有新出現的集裝箱式數據中心，集供電、製冷、網絡、安防、監控等系統於一身，爲數據中心需求量身打造，具有極高的系統冗餘度和完整度，其可靠性完全不亞於甚至高於整體數據中心需求，爲數據中心機房快速投產和應用提供了一體化式解決方案。
其二在雲計算網絡系統架構上，應堅持區域化、層次化、模塊化的設計理念，使網絡層次更加清楚、功能更加明確。根據業務性質或網絡設備的作用進行區域劃分，可以從以下幾方面進行規劃。
1）按照數據的等保級別來劃分。比如等保二級和等保三級應劃分不同的網絡安全域，使用不同的安全策略，來對傳送的數據進行保護。
2）按照面向用戶的不同，網絡系統還可以劃分爲內部核心網、業務專網、安全接入域、公衆服務網等區域。
3）按照網絡層次結構中設備作用的不同，網絡系統可以劃分爲核心層、匯聚層、接入層。
4）按照各業務的應用關聯關係及業務的安全隔離需求綜合考慮，網絡系統在邏輯上可以劃分爲業務區、前置區、管理區、存儲區、外聯接入區、內網交互區等。
此外，如果有兩地三中心的網絡架構。在數據中心部署虛擬化雲計算之後，還需要大二層來打通不同的數據中心。這就需要網絡架構向扁平化方向發展，最終的目標是在任意兩點之間儘量減少網絡架構的數目，消除網絡層級的複雜性和減少網絡延遲。
其三、雲計算應用系統架構
雲計算平臺爲部署和運行應用系統提供所需的基礎設施資源和相應的應用基礎環境，所以應用系統的開發人員無需關心應用的底層硬件和應用的基礎設施。並且可以根據應用需求的變化，雲計算平臺可以動態調整和擴展應用系統所需的資源。完整的應用平臺包含如下系統功能架構。
1）應用運行環境：
底層網絡環境
WEB前端
中間件平臺
分佈式運行環境
多種類型的數據存儲
動態資源伸縮
2）應用全生命週期支持
提供JAVA開發、SDK、IOS等流程化環境，加快應用的開發、測試和部署。
公共服務：以API形式提供公共服務，如隊列服務、存儲服務和緩存服務等。
監控、管理和計量：提供資源池、應用系統的管理和監控功能，精確計量應用使用所消耗的計算資源。
3）集成、複合應用構建能力
除了提供應用運行環境外，還需要提供連通性的服務、整合服務、消息服務和流程重組服務等，來實現用於構建SOA架構風格的複合應用。當然企業和服務提供商也在尋找更好的方法將應用程序部署在雲環境中，微服務被認爲是未來的方向。通過將應用和服務分解成更小的、鬆散耦合的組件，使它們可以更加容易升級和擴展，快速應對業務變化。
雲計算核心是計算能力的集中和計算資源的規模性突破，雲計算平臺對外提供的計算類型決定了雲計算中心的硬件基礎架構。從雲端客戶需求看，雲計算中心通常需要提供以下幾種類型的計算能力，其服務器系統可採用三（多）層架構：一是高性能的、穩定可靠的業務級計算，主要處理緊耦合複雜的計算任務，這類計算不僅包括對外的數據庫、商務智能數據挖掘等關鍵服務，也包括自身賬戶、計費等核心系統，通常由企業級大型服務器提供；二是面向衆多普通應用的通用型計算，用於提供低成本計算解決方案，這種計算對硬件要求較低，一般採用高密度、低成本的X86集成服務器，以有效降低數據中心的運營成本和終端用戶的使用成本；三是面向科學計算、大數據分析等業務，提供百萬億、千萬億次計算能力的高性能計算，其硬件基礎是高性能集羣。
其四、雲計算存儲系統架構
雲計算採用數據統一集中存儲的模式，在雲計算平臺中，數據如何存儲是一個非常重要的問題，在實際使用的過程中，需要將數據分配到多個節點的多個磁盤當中。而能夠達到這一目的存儲技術，當前主要有兩種方式，一種是使用類似於Google File System的集羣文件系統，另外一種是基於塊設備的存儲區域網絡SAN系統。
GFS是由 Google公司設計並實現的一種分佈式文件系統，基於大量安裝有Linux操作系統的普通PC構成的集羣系統，整個集羣系統由一臺Master和若干臺ChunkServer構成。在SAN連接方式上，可以有多種選擇。一種選擇是使用光纖網絡，能夠操作快速的光纖磁盤，適合於對性能與可靠性要求比較高的場所。
另外一種選擇是使用以太網，採取iSCSI協議，能夠運行在普通的局域網環境下，從而降低成本。採用SAN結構，大量的數據傳輸通過SAN網絡進行，局域網只承擔各服務器之間的通信任務，這種分工使得存儲設備、服務器和局域網資源得到更有效的利用，使存儲系統的速度更快，擴展性和可靠性更好。
當然從存儲的角度來說，目前超融合基礎架構更加引人關注。從硬件角度來說，將計算、網絡和存儲集中到相同的平臺當中是一種理想的遷移方式。此外，將超融合基礎架構存儲控制器由硬件組件轉變成爲軟件服務（可以由管理員進行控制，不需要長時間培訓）也是一種合理並且受歡迎的做法。
雲計算數據中心在設施交付效率上有較高要求，隨着行業的快速發展，很快會以天、小時甚至以分鐘爲單位要求應用系統的交付，這與傳統的以月或周爲週期的交付有很大區別，定製、模塊化、業務耦合性強的基礎設施建設模式，將大幅提高業務投產效率，快速產生價值。總之，建立新一代雲計算基礎設施，應以雲計算數據中心的高效率、低運行成本，靈活的業務適應性和服務可用性爲目標，分階段的建設與實施。當然隨着社會的進步和技術的不斷髮展，雲計算數據中心的架構也會不斷調整和優化。
每一個階段數據中心的發展都有不同的驅動因素，比如在2008-2013年時，是成本，2014年到2016年是互聯互通，2017到2018年是雲服務的落地和大數據的應用，那麼2019到2020年，物聯網、邊緣計算和人工智能將成爲數據中心市場發展的重要推動力。特別是隨着5G的發展，用戶對體驗會提出更高的要求，這就推動了邊緣數據中心的出現。還有就是模塊化會深入數據中心全生命週期，整個模塊化都會貫穿在生命週期裏，會利用前期在製造工廠提前預置這種思想，到現場再進行直接拼插組裝，這樣能滿足用戶的上線快、能效高、運維方便、智能化的需求。今後智能化數據中心將成爲必然選擇，也是數據中心發展很重要的一個趨勢。
深邃浩瀚的星空中，視野一望無際，唯有點點星光永恆閃爍。如果把數據中心比喻成一個支點，他將創造的奇蹟令人遐想無限。