互联网数据中心

信息技术的服务平台
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互联网数据中心(Internet Data Center ,简称IDC)是指一种拥有完善的设备(包括 高速互联网接入 带宽、高性能 局域网络 、安全可靠的机房环境等)、专业化的管理、完善的 应用服务 平台。在这个平台基础上, IDC服务商 为客户提供互联网 基础平台 服务( 服务器托管 虚拟主机 、邮件缓存、虚拟邮件等)以及各种 增值服务 (场地的租用服务、域名 系统服务 负载均衡 系统、 数据库系统 数据备份 服务等)。 [1]
中文名
互联网数据中心
外文名
Internet Data Center [2]
简    称
IDC
服务对象
大型跨国企业机构、互联网服务供应商等
特    点
具备提供高品质的增值服务功能等
所属领域
信息技术
用    途
应用基础设施 [7]

简介

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随着电子商务的兴起,企业用户会把越来越多的业务通过Internet或者 Intranet 来进行处理,这使得企业可以更好地节约成本、提高效率。但是,如果企业自己构建这样一个平台,就需要自己建机房、建系统、聘请很多的开发及维护人员,不仅需要大量的资金投入,而且也很难达到专业级的 服务品质 。IDC就可以为企业提供这一系列的支持,免去了企业的后顾之忧。
IDC服务的主要对象包括:大型 跨国企业 机构、互联网服务供应商、 互联网内容 供应商、电子商务服务供应商、应用软件服务供应商、 系统集成 供应商、多媒体服务供应商、 网站设计 及托管供应商。
IDC的发展经历了三个不同阶段: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。 [1]

特点

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一个优秀的IDC应具备如下特点。
·具备满足网站系统托管 外包服务 需求的基础设施,这个设施包括稳定可靠的宽带 互联网接入 和安全可靠的 电信级 机房环境。
·具备提供高品质的 增值服务 功能,包括 系统维护 (如系统配置、软件安装、 数据备份 故障排除 等);管理化服务(如带宽管理、 流量分析 入侵检测 系统漏洞 诊断、数据备份、 负载均衡 、Cache服务等);支持服务(如 技术支持 热线等);集成化服务(如提供数据中心、集成通信与IT 专业服务 的全面集成化服务等)等。
·具备提供网络高速互联的能力,能让来自任何一个网络的用户高速访问其他运营网络。同时,通过提供的 高品质服务 ,基本淡化IDC入住用户的 地域性 限制(如位于上海的网站也完全可跨地域地在北京的IDC进行主机 托管业务 )。
·使用户通过IDC的服务,极大地降低其自身的 运营成本
·与用户签订完善的 服务水平协议 SLA )。 [3]

基本架构

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IDC的网络架构比较复杂,可分为互联网 接入层 汇聚层 、业务接入层和运维 管理层 [7] 。如右下图 [7] 所示:
(1)互联网接入层:负责与 CMNET 的互联,保证IDC内部网络高速访问互联网,并负责汇聚网络内的 汇聚层交换机 ,对IDC 内网 外网 的路由信息进行转换和维护
IDC 网络架构
(2)汇聚层:向下负责汇聚多个业务区的业务 接入层交换机 ,向上与 核心路由器 进行互联。部分 安全设备 部署在该层用以对内部网络进行 安全防范 大客户 或重点业务可直接接入汇聚层交换机;
(3)业务接入层:负责接入各业务区内部的主机设备和 网络设备 等。根据业务需求提供多种安全及QoS策略
(4)运维管理层:负责对IDC 网络系统 日常维护 、策略实施等。运维管理层网络应独立建网,与 IDC业务 网络保持 物理隔离

服务商

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IDC服务商 可以分成电信运营商和民营服务商两大类。
电信运营商又可分为传统的电信运营商如 中国电信集团公司
对于民营服务商而言,具体还可以分为独立型的IDC服务商如世纪互联;综合型的IDC服务商如263集团;系统集成商型IDC如清华万博。民营与 电信间 、电信与电信间、民营与民营间都存在着竞争关系。民营与电信的竞争中,民营靠技术、服务,电信靠资源。如果电信将资源、技术、服务都做好的话,民营的日子恐怕就难以为继了。

发展情况

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从实践发展看,1999年以前IDC市场刚刚兴起还不太为人所知,但2000年它突然升温, 电信运营商 和IT巨头纷纷加入竞争。传统电信运营商,如 AT&T 和BT,2000年4月宣布 联合投资 20亿美元建立44个全球联网的IDC, 覆盖范围 也包括了 亚太地区 ;新电信运营商,如 Qwest 和Global Crossing,在提出在香港和日本等地建设IDC的计划;国际著名的IT厂商,如 IBM Intel 也宣布了他们的IDC 发展计划 ,比如,后者2000年宣布将在今后4年中投资10亿到20亿美元建造下一代IDC。此外,著名 ISP ICP 公司也不甘寂寞,如 AOL 也在当年宣布将在 东京 开通IDC,等等。
国内的IDC市场2000年以来也一度出现过异常火爆的景象。国内有专业顾问公司预测,中国的IDC市场到2003年左右可达近50亿 人民币 的规模,尤其在 互联网产业 现实的收入增长空间不大的情况下,短期内吸引了许多公司纷纷涉足该领域。加入 市场竞争 的包括几个方面的力量,一是像世纪互联、互 联通 、首都在线等一批有互联网公司背景的企业;二是中国电信、联通、 网通 等运营商;三是 清华万博 、中关村科技等背靠IT技术的公司;四是首创、盈动等投资公司和后加入进来的有 房地产投资 背景的公司。另外,境外的IDC公司也准备进入这一市场。但随着 网络产业 泡沫的消退,IDC与托管市场也面临着供给过剩、 市场需求 有限和 恶性竞争 的问题。 [4]
2024 年,为落实中央经济工作会议精神,按照《政府工作报告》关于放宽电信等服务业市场准入的要求,中国工业和信息化部会同相关部门制定了《关于开展增值电信业务扩大对外开放试点工作的通告》,明确在北京、上海、海南、深圳等 4 地试点取消互联网数据中心(IDC)等多项业务的外资股比限制,该政策受到了广泛关注和积极评价。 [8]

历史

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数据中心是全球协作的特定设备网络,用来在internet 网络基础设施 上传递、加速、展示、计算、 存储数据 信息。
数据中心在早期巨大房间内的计算产业中是有根源的。早期的 计算机系统 操作和维护都复杂,需要一个特殊的环境来操作。连接所有的组件需要很多电缆,进而产生供应和组织的方法,例如标准支架 来安 放设备,提高的地板,以及电缆盘子(被安装在头顶上或升高的地板下)。同样,旧的计算机需要大量的电源,不得不被冷却以防止过热。安全非常重要-计算机非常的贵,并且常常被用于军事目的。控制计算机房间 访问权限 的基本设计方针因此出现。
在繁荣的 微型计算机 行业,尤其是在20世纪80年代,计算机开始高速发展,在很多案例中很少有或没有操作需求。然而,随着信息技术(IT)的发展,操作开始变得复杂,公司渐渐地认识到需要控制IT资源。随着客户端-服务器计算的出现,在20世纪90年代 微型机 (被称为servers)开始在旧计算机房间中寻找他们的位置。便宜的网络设备的可用性,外加网络电缆的新标准,使得在公司内的一个房间中,使用分层设计来放置服务器这种可能,在这个时刻被公认,并不断流行开来。
数据中心的繁荣在dot-com泡沫中来临了。公司需要快速的Internet连接,以及不断的部署系统并出现在Internet上。安装这种设备对于许多小公司是不可行的。许多公司开始创建非常大的设备,被称为Internet数据中心(IDCs),它提供了商业上的系统部署和操作的解决方案。新技术和实践被设计用来处理测量和如此巨大测量操作的操作需求。
从2007年起,数据中心设计、构建和运作是一个众所周知的学科。标准文档来自于可信任的专家组,如电讯产业联合会,详细说明数据中心设计的需求。众所周知数据中心可用性的操作 韵律学 能够用来评估商业中断的影响。有许多开发在操作实践中被完成,并且设计了友好环境的数据中心。

现代数据中心的需求

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IT业务是大部分组织的业务中最关键的一个方面。主要的一个关注点是商业 连续性 ;公司依靠他们的信息系统来运作他们的业务。如果一个系统变的不可用,公司运作可能被削弱或被完全停止。针对IT业务保证一个可靠的基础构造组织,将破坏的可能减到最小,是很必要的。 信息安全 也是一个关注点,为了这个原因,一个数据中心不得不提供安全的环境以保证最小化一个安全突破口的可能性。一个数据中心为了它的主机环境的 完整性 和功能性,必须因此保持高标准。这个通过双份冗余的光纤光学电缆和包含应急备份发电电源被完成。

数据中心分类

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珠海 的一个企业建造的水下数据中心
TIA-942 : Data Center Standards Overview 中描述了数据中心基础架构的等级分类。依据对信息容错的设备和网络设计,从最简易无容错设计的第一阶 (Tier1),单一网络而个别设备有容错配置的第二级,双重网络备用但只单一运行的第三级,到完全重叠容错、 多重网络 同时运行的第四阶 (Tier 4)。目前新的大型数据中心都是第四阶,以完全的重叠网络设计并且划分安全区域,并且提供足够的备份和备载容量以确保数据中心的不中断安全运行。
另外在 ANSI/BICSI 002-2014 (Data Center Design and Implementation Best Practices) 中, 以数据中心的可靠性和 可用性 (Reliability and Availability) 分成第0级到第4级。
不同类别的数据中心会有不同的设计 考量 ,从地点的选择开始,到外部电力运载需求、物理布局、冷却系统 (空调) 的考量、内部供电系统的设计、防火防震 自然灾害 、以及 安全防护 等等的设计都需要在开始建设数据中心前就考虑决定好。[3]

安全因素

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互联网硬件设备以及线路存在的 安全问题 [6]
互联网系统以及软件存在的安全问题 [6]
互联网管理人员的 安全意识 问题 [6]

物理布局

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一个数据中心占用一幢大楼的一个房间,一层或多层,甚至整栋大楼。大部分的设备常常放在具有19英寸的 隔层 的机架中。这些机架成排放置,形成一个走廊。这允许人们从前面或后面访问隔层。服务器从1U的服务器到独立 筒仓 存储设备 在尺寸上有很大的不同,存储设备要占掉很多块 地砖 。一些设备,像 大型计算机 和存储设备常常像他们的机架那么大,并被放在他们的旁边。非常大的数据中心可以使用集装箱来放置,每个集装箱可以放置1000或者更多的服务器;当有维修或升级需要的时候,整个集装箱会被替换而不是维修单个的服务器。 本地编译 的代码可以控制最小的上升限度。
数据中心的 物理环境 是严格受控的:

空调

  • 空调控制数据中心的温度和湿度。ASHRAE's“数据处理环境的热量指导”建议温度在18-27 °C并且湿度在60%以下,以数据中心最佳条件17 °C作为最大上限。电源会加热数据中心里的空气。除非热量被移走否则温度会持续上升,导致电源设备故障。通过控制空气温度,服务器组件在搁板层保持着制造商说明的温度/湿度范围。空调系统通过冷却来回的在露点以下的空间空气,帮助控制湿度。太湿的话水开始在内部组件上浓缩。假使空气干燥,辅助潮湿系统会增加水蒸气,如果湿度太低,将导致静电放电问题,那将损坏组件。地下的数据中心比起常规的设计,能够花费更少而保持计算机设备冷却。
  • 现代数据中心试图使用节约设备冷却,在那里他们使用外界空气来保证数据中心冷却。华盛顿州有几个数据中心一年11个月使用外部空气冷却所有的服务器。没有使用冷却机或空调,节省了数百万电费。

供电

在大型数据中心的一组电池,用来提供电力,直到 柴油发电机 可以启动。
  • 备份电源由一个或多个不间断电源供应和、或者柴油机或燃气发电机组成。 [4]
  • 为了防止单一故障点,所有的电系统元素,包括备份系统,都典型的完全复制,并且关键服务器连接两个电源(“A-Side" and "B-Side")区域。这种安排常常用于完成系统的N+1冗余。静态电闸有时被用于在电源故障事件中保证瞬时转换一个到另一个。
  • 数据中心典型地使用升高60 cm(2英尺) 的地面,可移动的方块砖。现在的趋势是80~100 cm(31~39英寸),空闲区域的增加是为了更好的保证空气流通。这种供应是为了空气在地下充分流通,作为条件系统的一部分,也是为电力电缆提供空间。在现代数据中心的数据电缆典型是使用架空电缆。但是有些出于安全原因还是将他们置与地板下,并且有必要增加在架子上的冷却系统。更小/更少花费的数据中心没有升高地面而是使用相反的静态地砖在地面上。计算机电缆常常放置在走廊中,以保证最大化的气流效率。

防火

  • 数据中心的一个特征是消防系统,包含被动的和主动的设计元素,以及在业务中防火程序的执行。烟检测器都会被安装,它可以在有火焰之前检测到焖烧产生的烟的源点,而发出警报。这允许调查,中断电源,并使得能够在火灾变大之前,让人使用灭火器灭火。一个自动喷水灭火系统常常被用来控制火势发展为大范围的火灾。和喷水灭火系统相比,清除事件灭火气体系统有时被安装用于早期火灾。被动的消防保护元素包括在数据中心周围的防火墙,所以大火能够在大火保护系统失败或没有安装的情况下较容易地控制在一定的范围内。

保安

  • 物理安全在数据中心里也表演了一个大角色。物理的访问地点常常限制于被选择的人员,包含安全控制系统。视频监视和永久保安员常常被用于大型的数据中心或者包含机密信息的数据中心。

移动数据中心

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IBM 的Portable Modular Data Center.
现时网上商贸、搜索、云计算公司需要快速部署数据中心,又或 灾难恢复 运用,因此厂商开发了移动数据中心(英语:Portable Data Center)解决方案,将服务器等设备装入货柜,而能够快速搬运数据中心并在短时间内安装操作。
生产移动数据中心的厂商和产品包括:
  • Google的Google Modular Data Center [5] [6] [7]
  • Sun微系统的Sun Modular Datacenter [8]
  • IBM的Portable Modular Data Center [9]
  • 思科系统的Containerized Data Center
  • HP的Performance Optimized Datacenter
  • 华为的Container Data Center Solution [10]
  • 亚马逊公司的AWS Snowmobile [11]

应用

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一个数据中心的主要目的是运行应用来处理商业和运作的组织的数据。这样的系统属于并由组织 内部开发 ,或者从企业软件供应商那里买。像通用应用有ERP和 CRM系统
一个数据中心也许只关注于操作 体系结构 ,或者也提供其他的服务。常常这些应用由多个主机构成,每个主机运行一个单一的构件。通常这种构件是数据库, 文件服务器 应用服务器 中间件 以及其他的各种各样的东西。
数据中心也常常用于非工作站点的备份。公司也许预定被数据中心提供的服务。这常常联合备份磁带使用。备份能够将服务器本地的东西放在磁带上,然而,磁带存放场所也易受火灾和洪水的安全威胁。较大的公司也许发送他们的备份到非 工作场所 。这个通过回投而能够被数据中心完成。加密的备份能够通过Internet发送到另一个数据中心,安全保存起来。

发布报告

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2021年,IDC发布《 中国公有云服务市场(2020第四季度)跟踪 》报告,显示2020年第四季度中国 IaaS 市场规模为34.9亿美元, 阿里云 仍然占据 市场份额 第一的位置, 华为 腾讯 并列第二, 中国电信 和AWS位居其后 [5]