数据中心是一种用于集中组织共享的IT操作和设备的功能，用于存储，处理和分发数据和应用程序。由于数据中心拥有组织中最关键和专有的资产，因此对于日常运营的连续性至关重要。因此，数据中心及其信息的安全性和可靠性是任何组织的头等大事。过去，数据中心是高度受控的物理基础架构，但是自那时以来，公共云已经改变了这种模式。除了法规限制要求没有互联网连接的本地数据中心的情况外，大多数现代数据中心基础架构已从本地物理服务器演变为支持跨多云环境的应用程序和工作负载的虚拟化基础架构。

    数据中心的作用  

数据中心是企业不可或缺的一部分，旨在支持业务应用程序并提供以下服务：

数据存储，管理，备份和恢复

生产力应用程序，例如电子邮件

大量电子商务交易

为在线游戏社区提供动力

大数据，机器学习和人工智能

如今，据报道全球有超过700万个数据中心。实际上，每个企业和政府实体都可以构建和维护自己的数据中心，或者可以访问其他人的数据中心（如果不是两个模型）。今天有很多选择，例如在托管场所租用服务器，使用由第三方管理的数据中心服务或使用来自Amazon，Microsoft，Sony和Google等主机的基于公共云的服务。

    数据中心的核心组件  

数据中心的体系结构和要求可能有很大的不同。例如，为像亚马逊这样的云服务提供商建立的数据中心满足的设施，基础架构和安全性要求与完全私有的数据中心有很大不同，例如为政府机构建立的专用于保护机密数据的中心。

无论分类如何，都可以通过对设施及其所容纳设备的平衡投资来实现有效的数据中心运营。此外，由于数据中心通常包含组织的关键业务数据和应用程序，因此必须确保设施和设备的安全，防止入侵者和网络攻击。

数据中心的主要要素如下：

设施 – IT设备可用的可用空间。提供对信息的全天候访问使数据中心成为世界上最耗能的设备之一。都强调了优化空间和环境控制的设计，以使设备保持在特定的温度/湿度范围内。

核心组件 –用于IT运营以及数据和应用程序存储的设备和软件。这些可能包括存储系统；服务器；网络基础结构，例如交换机和路由器；以及各种信息安全元素，例如防火墙。

支持基础架构 –有助于安全地维持最高可用性的设备。Uptime Institute已定义了四层数据中心，可用性范围为99.671％至99.995％。支持基础结构的一些组件包括：

不间断电源（UPS）–电池组，发电机和冗余电源。

环境控制 –机房空调（CRAC）；供暖，通风和空调（HVAC）系统；和排气系统。

物理安全系统 –生物识别和视频监视系统。

运营人员 –可以全天候监控运营并维护IT和基础设施设备的人员。

近年来，数据中心有了长足的发展。随着企业IT需求继续转向按需服务，数据中心基础架构已从本地服务器转移到支持物理基础架构池和多云环境池中的工作负载的虚拟化基础架构。如今有一种表达：现代化的数据中心是您的工作负载所在。

数据中心网络是应用于数据中心内的网络，他起着承上启下的作用，将计算和存储资源连接在一起，以服务的形式对内部及外部的用户提供数据访问能力。而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它与之配套的设备（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。

    数据中心网络发展历程是怎么样的？  

第一代的数据中心只提供场地、带宽等基础托管服务；

第二代的数据中心则是以增值服务和电子商务作为其服务的核心；

第三代的数据中心能够提供融合的托管服务，可以实时地将互联网信息、电话信息、传真信息等集成在一起，再以客户最容易接受的方式提供给客户。这样，第三代的数据中心其实变成了一个网络服务中心。

    传统数据中心网络架构是什么样的？  

在传统的大型数据中心，网络通常是三层结构。这个模型包含了以下三层：

1、Access Layer（接入层）：有时也称为Edge Layer。接入交换机通常位于机架顶部，所以它们也被称为ToR（Top of Rack）交换机，它们物理连接服务器。

2、Aggregation Layer（汇聚层）：有时候也称为Distribution Layer。汇聚交换机连接Access交换机，同时提供其他的服务，例如防火墙，SSL offload，入侵检测，网络分析等。

3、Core Layer（核心层）：核心交换机为进出数据中心的包提供高速的转发，为多个汇聚层提供连接性，核心交换机为通常为整个网络提供一个弹性的L3路由网络。

    随着技术发展，其架构发生了什么变化  

随着云计算的发展，计算资源被池化，为了使得计算资源可以任意分配，需要一个大二层的网络架构。即整个数据中心网络都是一个L2广播域，这样，服务器可以在任意地点创建，迁移，而不需要对IP地址或者默认网关做修改。大二层网络架构，L2/L3分界在核心交换机，核心交换机以下，也就是整个数据中心，是L2网络（当然，可以包含多个VLAN，VLAN之间通过核心交换机做路由进行连通）。

    数据中心网络的特征  

大规模、高扩展性、高健壮性、低配置开销、服务器间的高带宽、高效的网络协议、灵活的拓扑和链路容量控制、绿色节能、服务间的流量隔离和低成本等

    数据中心跟云计算有什么区别  

可以把网络想象成一个微观的世界，而数据中心就是里面的一些房子。这些房子分布在不同城市，通过缆线连接到其他应用环境。这个房子的好坏取决于搭建这个房子的服务器以及缆线的性能，空间越大、带宽的容量越高的房子当然是更加舒适。云计算则是住在房子里的人把房子里面的硬件资源和信息给到其他计算机或者设备，然后把其他设备上的软件和数据存储在数据中心。如果一家企业的数据中心资源越丰富，那么它的服务算了有了基本的保障。比如中国移动国际公司，他们全球很很多数据中心，可以看做都是自家的房子，然后通过很多海陆缆连在一起，形成一个网，这些数据中心资源就给其他人提供了一些网络传输、网络连接的服务。然后全球还有很多提供类似服务的企业，资源越丰富越有优势。所以总的来说，数据中心就是提供云计算的基础。

    数据中心网未来发展？  

1.高性能计算(100/40Gbps做主干，25/10Gbps到服务器),传统的以太网以10为倍数来增长，从经济的角度来说，价格和功耗都会很高，难以满足快速增长的数据中心市场需求。下一代的以太网为以4为倍数来增长，100Gbps做主干，25Gbps到服务器，主干采用24芯或者12芯MPO光缆，支持100Gbps或40Gbps到主干；水平采用Cat8铜缆或者Cat6A铜缆，支持25Gbps或10Gbps到服务器。

2.网络架构扁平化（Spine-leaf架构&ToR布线）,传统的数据中心数据流主要在服务器和客户机之间流动，我们形象地称之为南北向的流动，数据中心网络数据流主要在数据中心服务器之间流动，我们称之为东西向流动。这种东西走向的大量数据的交换要求数据中心采用扁平化的骨干(Spine）和分支（Leaf）两级网络架构，这种"胖树"架构能够实现无阻塞、低延迟、快速交换，也促使网络布线结构做相应的改变。

3.模块化,传统的数据中心基建、供电、制冷、网络布线分批部署，成本高、部署速度慢、功耗高。模块化数据中心将机柜、供配电、制冷、布线、安防等基础设施集成为一体，一次性交付，有利于数据中心快速部署、灵活扩容、降低功耗。

4.光进铜退,虚拟化驱动数据中心采用更高性能、更多芯数的光纤，数据中心网络由于采用ToR布线结构，不存在水平布线，光缆和铜缆的比重大约是7：3甚至更高。,随着光纤芯数和密度的不断提高，云计算数据中心需要采用更专业的光纤管理设备，提供熔接保护、弯曲半径保护、余缆存储和物理保护以及路由管理，从而保证网络的7x24小时可靠运营，同时方便日后的跳线管理和维护。

5.智能化（DCIM&AIM),数据中心网络是一个生态系统，它提供基本的基础设施(IaaS)或者统一的管理平台(PaaS)，甚至统一的软件服务(SaaS)。随着数据中心投入运营，用户流量不断增多，管理范围不断扩大，管理员面临越来越大的压力：大量的资产管理、频繁的移动，为了有效的管理这个生态系统，数据中心通过采用数据中心基础设施管理(DCIM)以及自动基础设施管理(AIM)等智能化的手段能够实时、远程监控数据中心主要的基础设施包括供电、温度、安防、布线，因而大大提高数据中心可视化和管理效率。

6.集中式管理,传统数据中心采用分布式的管理方式，列头柜集中放置接入交换机和水平配线架，用来统一管理一列的设备。数据中心网络采用集中管理方式，所有的设备机柜采用光纤上连到主配线区(MDA)/中间配线区(IDA)，在主配线区(MDA)/中间配线区(IDA)内集中放置光纤配线机架(ODF)和分支(Spine)交换机。这种集中管理方式有利于统一管理，可以提高交换机设备端口使用率，另外可以减少管理员足迹。

7.交叉连接（Cross-connect）,传统的数据中心布线一般采用互连的连接方式，即采用跳线直接连接水平配线架和交换机。互连方式优点是配线架的数量少，缺点是日后管理维护需要在交换机上进行，容易造成有源设备故障，甚至网络宕机。数据中心网络一般在主配线区（MDA）或中间配线区（IDA）采用交叉连接(Cross-connect)的连接方式，即交换机采用跳线连接到一个影射配线架上，日常维护中如网络需求变化比如需要对跳线增加、移动或者变更(MAC)，管理员无须在交换机上进行插拔，只须在影射配线架和水平配线架之间进行跳线操作。

在国家“新基建”发展规划下，数据中心被列为2020年重点发展项目。各地政府积极响应，土地资源紧俏的一线城市，如上海、深圳，也出现了一定程度的政策弹性。

BCG作为国内咨询行业的领导者，过去几年持续关注与支持国内数据中心行业的发展，对市场趋势和头部企业的发展战略有深刻洞察，支持了多起私募及公开市场的重大交易。我们看到，鉴于“新基建”投资利好，近期国内数据中心市场发生两起重大融资事件：6月22日，黑石集团完成对世纪互联的1.5亿美元投资；同日，高瓴资本、ST Telemedia Global Data Centres通过定向增发完成了对万国数据5.05亿美元的投资。

针对国内数据中心市场的近期发展，我们观察到以下七大趋势。

 趋势一

受云服务商和互联网企业业务需求驱动，数据中心市场保持快速发展；且受益于5G时代的来临，需求将进一步攀升。

数据中心机柜增长的关键驱动因素是持续的网络流量增长和企业持续的外包需求。越来越多中小型零售、互联网企业加大公有云布局，国内云服务商业务增速显著，未来三年持续加大数据中心采购；互联网企业，尤其是游戏、视频行业流量保持高速增长（并在疫情期间有进一步增长），对数据中心的需求持续增长。随5G时代来临，未来流量增长持续井喷，将长期利好数据中心的发展。

 趋势二

北上广深一线城市需求集聚，而数据中心供应紧俏，未来将持续供不应求。

对数据中心下游客户各大云服务商及不同行业头部企业而言，由于一线城市贴近消费者、响应更加及时，头部企业未来三年数据中心采购策略仍聚焦一线城市，云服务商亦将持续布局一线城市及周边。然而，受限于一线城市严格的能效规定和有限的土地和能源供应，尽管受“新基建”政策利好，未来新建数据中心机柜增速仍将低于需求增长，一线城市数据中心将持续保持紧俏。

 趋势三

数据中心从过往“零售”较多的租赁模式逐渐向和领先云服务商、头部企业绑定的“定制化”、“批发型”模式转变。

过往数据中心销售以建成中心的机柜租赁模式为主，定制化程度低，数据中心运营者能力差异不显著；随云服务商、头部企业加大对数据中心的需求，近年来定制化的共建模式增多，出现由客户主导拿地和工程建设，而数据中心运营者主导设备采买和日常运维的模式，降低了数据中心运营者的初期投资，但同时对专业化的服务能力提出更高要求。

 趋势四

单个数据中心体量趋于大型，设计更集约，提升能效。

传统数据中心机柜数在千级甚至百级规模，PUE（Power Usage Effectiveness, 评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比，越接近1表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好）介于2.4—2.8，近年来涌现的超大型数据中心机柜数多在近万台或以上，PUE降至1.1—1.6。随着下游客户对数据处理能力要求提升、机柜布局集中化，以及一线城市政府对数据中心能效规定愈发严格（例如，北京市要求新建数据中心PUE低于1.4），数据中心运营者正在增加超大数据中心建设，并实现单机柜建设及运营成本节降。

 趋势五

受益于混合云发展，数据中心增值服务需求增加。

除带宽、运维等传统数据中心增值服务外，包括网络互联在内的新型增值服务的需求有望增长。美国某领先数据中心运营商的业务亮点之一是为不同类型客户提供大量网络互联的增值服务。由于中美间网络结构、客户特性、监管法规等存在差异，网络互联业务在中国的发展虽同样潜力巨大，但呈现出不同特色。在中国，随着未来企业混合云布局发展，“云连接”需求有望持续增加，增值服务收费预期将随之增长。

 趋势六

数据中心运营者关键能力除传统拿地、建设及运营服务能力外，头部企业丰富的下游客户资源也为增值服务提供巨大潜力。

数据中心运营者的关键竞争能力包括土地获取（尤其是一线城市及周边的拿地能力）、电力指标获取、数据中心设计和建造能力（尤其是能效、技术规格和快速交付能力）、可选增值服务的供应（包括机柜内运维服务支持、客制化的软硬件服务、互联服务、服务器租赁等）。同时，中国的领先数据中心运营者们亦开始主动布局客户生态系统，提升增值服务能力，在客户数量、体量、行业、销售类型（定制/批发/零售）等多个维度间寻求平衡和优化。

 趋势七

下游客户数据中心采购关键因素聚焦地理位置、数据中心技术服务能力和扩容潜力，开始使用增值服务且付费意愿逐步提升。

云服务商和头部企业对数据中心的采购首先要考虑适合的地理位置、数据中心的相关技术和服务能力（包括能效指标、网络连接和基础的运维服务）、以及未来的扩容潜力；除了满足以上条件之外，要倾向于利好全国布局、规模大且技术能力强的领先数据中心企业。从增值服务使用角度，越来越多的企业客户使用数据中心提供的机柜内运维服务及网络互联服务，且付费意愿持续提升。领先数据中心运营者在互联能力及云连接能力的差异化竞争优势正逐步显现，成为越来越多头部及中小企业客户的采购关键因素。

在新基建的背景下，建设全新的大数据中心，采用全新的建设标准，是建成新基建大数据中心的重要保证。

1、能够对大量数据的统一接入与管理。新基建背景下，数据中心越来越趋向于规模大型化、功能综合化，单体数据中心的影响越来越深远，集中的表现之一就是数据量越来越大、数据类型越来越多，要求指挥控制系统能够对数据进行统一科学的管理。

2、强大的海量数据的大规模并发处理能力。对数据的处理是数据中心的基本职能之一，对于新基建背景下的数据中心来说，综合性、大规模的特性决定了需要处理的数据规模必然是非常大的，通常需要处理500路以上的信号通道，这就要求数据中心能够满足大规模的数据并发处理。

3、大量数据的高速实时传输。5G技术的普及带来了移动数据传输方式的变革，而在专业控制室领域的大数据中心，针对社会生活与经济发展产生的大量数据的处理所需的高速实时传输，对光纤传输技术的需求进一步加强，光纤传输将成为新基建数据中心建设的重要标准。

4、超大规模的显示大屏。与大规模的数据量与数据并发处理能力相对应的是超大规模的显示大屏，新基建背景下的数据中心需要通过大规模的显示屏展示综合性、多样化的数据，通常需要对接超过100平方米规模的大屏，以满足大量数据的日常使用需求。

5、系统稳定可靠。新基建背景下，作为经济社会活动产生的各类数据汇集、交换与处理的中枢，数据中心的系统稳定性影响着数据能否正常使用，直接决定着各类业务活动的正常。要求数据中心在建设时必须考虑系统的整体稳定性，故障不影响满足长时间连续运行的需求。

6、数据操作高效便捷。对于数据中心来说，操作人员进行数据操作的效率直接决定着数据使用的效果与数据应用的价值。通过少数人员管理大量数据，减少数据操作的中间环节，提高数据操作的效率。

7、数据安全保密。数据中心需要处理的数据类型各有不同，对于安全敏感性较强的涉密数据，必须进行周全的处理与保存，保证数据不被泄露和随意调用。

数据中心是大数据资源的聚合与分析使用的关键节点，集合了对大数据的收集、分析、运算、可视化呈现处理，这就要求各类大数据使用部门必须借助成熟可靠的大数据中心指挥控制解决方案，对大数据进行快速传输、可视化呈现与高效分发。在新型基础设施建设的背景下，通过成熟可靠的控制室解决方案，利用KVM坐席、云数据处理、信号远程传输等功能，提供大数据中心所需的高效率、可视化的数据处理与展示方式，是建设新一代数据中心的重要方式。