简介：
数据中心的原型来自早期计算机领域巨大的计算机房，其概念起源于20世纪50年代 末，当时美国航空公司与IBM合作，创建了一个属于美国Sabre公司的乘客预定系统， 使其预订系统变得自动化，从此开启了企业级数据中心的大门。
自那以后，计算机技术的不断变化带我们走上了一条通往今天的数据中心的“奇妙旅 程”。因此如果要了解数据中心的发展史，那么知道一些计算机的发展史绝对是“磨 刀不误砍柴工”。下面就让我们先简单地回顾一下那些与数据中心息息相关的计算机 发展史吧。
计算机发展里程碑
1960 年前：ENIAC 成数据中心发展雏形
如果我们将数据中心定义为一个包含计算、存储、网络以及有着良好备份支持的小型 而又完整功能的基础设施中心，那么无疑ENIAC将可被视作数据中心发展的鼻祖
ENIAC是Electronic Numerical Integrator And Computer(电子数字积分计算机)的简称，于 1946年专为美国弹道研究实验室存储火力表而研制。该计算机拥有 17468个真空管和 7,200水晶二极管，每秒可执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手 工计算的20万倍。1964 年：首个超级计算机 1964年，控制数据公司(Control Data Corporation)研制出了世界上首台超级计算机 “CDC6600”。该超级计算机也是超级计算数据中心的现代鼻祖，由西摩·克雷 (Seymour Cray)为伦斯辐射实验室而设计。
“CDC6600”采用管线标量架构，使用RISC指令集。在这种架构中，一个CPU交替处 理指令的读取、解码和执行，每个时钟周期处理一条指令。1973 年：Alto 微电脑亮相
伴随着英特尔在1971年推出4004处理器，使得微电脑的出现成为了可能。1973年施乐 公司Xerox推出了Alto，它是首个将计算机所有元素都结合在一起的图形界面操作系 统。
Alto使用3键鼠标、位运算显示器、图形窗口和以太网络连接。Alto能与另一台Alto计 算机和激光打印机连成网络。这些将不同技术组合在一起，为后来信息技术革命和数 据中心的发展做出了巨大贡献。
1977 年：世界首个商业 LAN——ARCnet ARCNET是1977年由Datapoint公司开发的一种安装广泛的局域网(LAN)技术，它采用令 牌总线(token-bus)方案来管理LAN上工作站和其他设备之间的共享线路。ARCNET为4 项主要的LAN技术之一，其他三项为Ethernet，token ring和FDDI。 同时，ARCNET也 是现在的工业控制中的通讯方法之一。
1980s 早期：PC 时代兴起 大型机对于普通用户来说过于昂贵，而且需要占用巨大的场地。随着IBM在1982年推 出首个真正意义上的PC 5150，世界各地的公司都开始陆续生产和推广台式计算机。
1990s 早期：CS(client-server)结构计算模型 20年前，微计算机产业迎来了一片繁荣的景象。老一代的PC已经褪去了光辉，取而代 之的是连接的网络设备，尤其是CS技术模型的出现，使得主机代管和外部数据中心逐 渐显现。
1990s 后期：互联网 上世纪90年代中期，互联网出现并对市场产生了巨大影响，也为接下来的十几年数据 中心的部署提供了更多选择。随着公司对互联网业务应用的支撑需求，网络连接和协 作服务成为了企业部署IT服务的必备选择。网络提供商和主机托管商在成百上千数据 中心创建中得到广泛发展，数据中心作为一种服务模式已经为大多数公司所接受。
2007 年：模块化数据中心出现 模块化数据中心将通常数据中心的设备都部署在集装箱里面，因此又名集装箱数据中 心。有名的包括Sun Blackbox——该集装箱数据中心中的280个服务器都被部署在20 英寸柜的集装箱里面，并可被运往全世界各地。
2010 年以后：云数据中心 亚马逊AWS开始以网络服务的形式向企业提供IT基础设施服务，现在通常被称为“云 计算”。2012年调查显示38%的企业已经使用云，28%的企业计划开始使用或扩建云。
1.2.3 数据中心发展历程 了解了以上的内容，我们大致可以将数据中心的发展历程分为四个大的阶段：大型机 时代、小型机时代、互联网时代和云时代。
大型机时代（1945年～1971年）： 计算机的主要器件还是由电子管、晶体管组成，它们的体积庞大、耗电量高、成 本昂贵，多用于国防军事、科学研究等领域。由于涉及的数据非常敏感，当时价 格昂贵的UPS和精密空调也成为必备选项，这时的数据机房倾向于大型机的数据 计算，因此也称为数据计算机房。 l 小型机时代（1971年～1995年）： 大规模集成电路飞速发展的年代，大型机和巨型机还是主要支撑，但是另一股力 量同时开启了小型机和微型机的发展。技术的改进、性能的提升、成本的大幅下 降使得小型机领域发展迅猛，中小型数据机房也呈现爆炸式增长。这时也是操作 系统飞速发展的阶段，美国AT&T公司在PDP-11上运行的UNIX操作系统和微软公 司的Windows也为小型机的发展推波助澜。 l 互联网时代（1995年～2005年）： 1995年以前，很多小型的、大型的数据中心基本上算是单兵作战，即便有一些数 据传输也只是小范围、低速率的领域。随着互联网的出现，分散在各地的数据资 源被有效地整合到一起，并通过互联网这个大的平台分散给人类社会。为了满足 数据增长的需求，IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）应运而生，它集 中收集和处理数据，可以提供主机托管、资源出租、系统维护、流量分析、负载 均衡、入侵检测等服务。这十年不仅是互联网高速发展的十年，也是IDC高速发展 的十年。 l 云时代（2005年～至今）： TB（1TB=1024 GB）级的数据IDC尚能应付，但是随着PB（1PB=1024 TB）级， 乃至EB（1EB=1024 PB）级的数据相继出现，IDC的承载压力可想而知。1U或者 数U的机架式服务器、刀片式服务器成为硬件先行者，虚拟化、海量数据存储作为 技术保障，分布式、模块化数据中心正逐渐接管市场……
其中大型机时代和小型机时代，更多地称为“数据机房”，随着数据的膨胀、技术的 变革，数据机房逐渐演变为数据中心，这不仅仅是概念上的变化，在功能性、规范 性、规模性都与互联网数据中心和云数据中心有着巨大的差别。
趋势
回顾历史当然是为了更好地看清未来的发展方向。从1945年至今，数据中心高速发 展，新的技术不断被提出并在数据中心里面加以应用。另外数据中心承载着大量的关 键数据，业务的连续性是数据中心生存的首要条件，短短几分钟的中断对于数据中 心、对于企业的关键业务来说那将是致命的打击，未来的数据中心必然会朝着更加精 密、更加集中、更加可靠的方向发展，主要体现在以下几个方面。
高度虚拟化
服务器虚拟化在数据中心中已经大行其道，但是仍然有很多数据中心架设着物理服务 器，随着时间的推移，物理服务会大跨步向虚拟服务迁移，当所有的服务以虚拟形态 出现时，数据中心高度虚拟化的雏形基本成型。
仅仅是服务器虚拟化显然不能算是高度虚拟化的数据中心，存储虚拟化和网络虚拟化 成为虚拟化的延伸和高可用性的保障。
一方面，存储虚拟化将毫无关联且相互独立的存储空间完全抽象到一个全局范围的存 储区域网络，如SAN，数据集中管理并形成一个巨大的“资源池”，管理平台将这些 资源动态地分配给各个系统应用，资源的高利用率立刻可以体现。另一方面，存储虚 拟化将底层相对复杂的基础存储技术变得简单，数据管理员看到的不再是冰冷、繁多 的存储设备，取而代之的是更加层次化、无缝的资源虚拟视图。而对于用户的体验则 更加明显，高速、大容量无疑是对存储好的诠释。存储虚拟化对管理者和用户无疑 是双赢的资源整合模式。图 1-16 存储虚拟化
网络虚拟化，是将物理网络进行抽象，使得抽象出的逻辑网络可以满足不同的需求。 网络虚拟化的技术有很多，例如VLAN、VPN、VXLAN等等。目前为人们所关注的就是SDN了，SDN的思想是使得网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现网络流 量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能和易于部署。
服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化将数据中心的基础环境进行了集中整合，使 得数据中心全局可用性和安全性得到了大幅提升，接下来在其上层开始部署应用程序 虚拟化和桌面虚拟化，在应用层面同样采用虚拟的方式来运营数据中心，高度虚拟化 的大幕从此拉开。
绿色、环保、低碳 虚拟化的高度应用已经开始颠覆“数据中心是企业成本中心”的概念，当500台服务器 整合成为50台甚至更少的服务器时，数据中心的成本结构必然发生了质的改变。随着 设备的大幅减少，支撑其运行的UPS系统也会呈现大幅度缩减的态势，每年仅电费的 支出就会为企业节省60%以上，绿色数据中心的概念会随着设备的精简体现得更加完 美。 在基础环境领域，设备本身也同样经历着低碳概念的洗涤。主板应用RoHS认证材料， 并采用全固态电容，材质本身非常绿色环保、稳定性高，且电源转换高效；八核甚至 更多核心的CPU在服务器的整体战略角度上说，提供着高效的性能；电源系统配备监 控微处理管理芯片，实时管理电源的工作状态，为整体节能降耗、滤波降噪、自动超 频降频提供着帮助，这只是服务器应用环节的一个缩影，存储设备、网络设备的自身 环境的变化也在为降低数据中心整体TCO（Total Cost of Ownership，总体拥有成本） 作出贡献。
在整体环境中，中央冷却系统这样的耗电大户随着设备的减少也发生变迁，无线热传 感系统向管理平台发送着实时的数据，方便管理者进行适宜的热调整；冷热通道封 装采用围栏技术，将冷空气流和热空气流通过乙烯基塑料隔板材质分离，将冷热空气 快速导流，保持空气温度长期均衡。另外，精密空调变速系统、自然冷却系统，以及 节能照明灯都在体现绿色数据中心低碳环保的态势。
集装箱与模块化
在这里插入图片描述
当我们走进微软芝加哥数据中心时，会产生这样的错觉：难道我们进入一个无人值守 的巨型仓库了吗？如果不是经过相当严格的身份验证，相信很多初入芝加哥数据中心 的人都会有此感觉，其实这正是集装箱式、模块化数据中心的体现。
大型集装箱的密度非常高，内部通常放置了大量的机架式设备，从占地面积上讲，一 般相当于同级别的传统数据中心的1/5左右。这种集装箱式数据中心多采用水冷技术， 并通过冷热通道将气流疏导，加之全封闭的模式使得数据中心的PUE（Power Usage Effectiveness，数据中心能源效率）非常低，符合绿色、低碳、经济的要求。 同时集装箱内还具备柴油发电机、UPS、配电柜等电力系统，指纹识别或者IC智能卡 片等门禁系统、远程网络监控系统，以及感烟感温火灾预警系统、早期火灾预警系统 和气体灭火系统，每一个集装箱都是一个独立的模块，等同于一个传统的数据中心， 将多个集装箱叠加在一起，它的部署速度、协作能力、自动化部署、安全保障大幅增 加。
为了应对目前快速增长的网游和电子商务市场，急需扩展数据中心规模来应付日益增 长的业务需求，这种集装箱、模块化的数据中心可以起到推波助澜的作用，它要比传 统模式部署简单，HP、SUN等大型数据中心供应商可做到“美国6周，全球12周”交 货。相信集装箱和模块化将是未来数据中心发展方向。
云数据中心
公有云的诞生早于私有云，但是云的真正发展更多的是由私有云带动起来的。
高度虚拟化在迅速地改变当前IT运营模式，它使得云数据中心内的虚拟化更加复杂， “一虚多”的模式（一台物理服务器抽象出多个虚拟系统）得到了扩展、“多虚一” （多个虚拟系统同时处理单项任务）和“多虚多”（多项业务在多个虚拟系统中运 行）正在成为云数据中心主要环节。
可以试想一下，电子商务、视频播放、在线交友等网站，日均网页访问量会达到数亿 次，支撑业务的平台恐怕需要数万台服务器、多个数据中心以及海量的存储。传统数 据中心难以满足，云数据中心将这些抽象出来的资源全部整合到一起，以“资源池” 的方式管理，按需处理复杂的业务请求。面对如此庞杂的资源池，人工管理显然非常不现实，所有人都会希望自动化管理，业 务的迁移、故障集群转移与检查排除、流程的跟踪与审核都需要自动化的管理技术来 实现。
传统的数据中心向“云”的模式过渡是大势所趋，中小企业的灵活性更加倾向于公有 云（省钱），而大型企业由于关键业务和敏感数据相信会以私有云为主（安全）。
但是，这也并不绝对，随着公有云技术的发展，大型企业也会将部分业务进行迁移， “私主公辅”的混合云模式也将占据一定比例
