深度研究：分布式資料中心或是未來資料中心發展方向

分布式資料中心（Distributed Data Center），簡稱DDC，是利用網絡把成千上萬台存儲伺服器連接配接、組合而成的一台虛拟超級存儲伺服器，用以完成單台存儲伺服器無法完成的超大規模問題求解。分布式資料中心除了虛拟超級存儲伺服器外，還由多個資料中心組網形成多中心服務網絡。

雲計算加速分布式發展

雲計算的發展與普及，改變了資料中心的IT基礎架構，使得分布式資料中心成為流行。過去幾年，“網際網路﹢”作為熱詞，不斷在我們的日常生活中出現，改變商業模式的同時也逐漸改變了我們的生活習慣與思維方式，大資料的價值愈發凸顯，圍繞其誕生的企業，如雲計算、大資料分析企業等層出不窮，資料成為企業最寶貴的資産。而資料中心正是承載資料的核心容器。

傳統資料中心通過硬體、軟體等裝置以及網絡通信資源等對資料進行存儲、分析，并有效助力企業業務覆寫。但随着業務的日益發展，在大規模、高密度資料承載的需求下，傳統集中式資料中心因其裝置與網絡機構因素，在存儲、處理、安全、網絡時延等方面逐漸顯得力不從心。而雲計算的出現則解決了此類問題，使得集中式架構得以向分布式架構發展。分布式資料中心極大地突破了規模的限制，通過雲連接配接與雲組網，将多個資料中心聯合在一起，實作資料共享、多中心營運、業務高覆寫，并極大程度上降低了運維成本，同時實作災備建設，降低業務中斷的風險。

技術層次可分兩層

分布式架構資料中心在技術層次上可分為單資料中心分布式架構與多資料中心分布式架構這兩層。前者主要由分布式計算、存儲、安全網絡等多種分布式技術內建，後者主要指通過雲計算實作多資料中心的一體化，例如分布式雲資料中心。

單資料中心分布式架構

分布式計算架構指的是以分布式計算技術為基礎，用于解決大規模問題的軟體架構。分布式軟體架構伸縮性較好，尤其在處理大資料相關問題時，分布式架構能顯著提高處理速度。常見的分布式軟體架構有Hadoop、Spark等。

分布式存儲架構具備高擴充性，能有效解決海量資料存儲與處理問題。分布式存儲架構由用戶端、中繼資料伺服器和資料伺服器三部分組成。用戶端負責發送請求，中繼資料伺服器響應請求并處理，資料伺服器存儲處理後的資料，三部分協同完成存儲功能，且能有效解決傳統存儲的彈性擴充問題。

分布式安全網絡通過部署安全管理軟體或系統，對整個資料中心的安全進行防護。其通常由集中管理平台和分布式安全管理軟體組成。集中管理平台安裝在指定的硬體伺服器上，負責對安全政策進行集中管理，并對安全政策的遷移功能提供支援。同時接收虛拟化安全裝置的日志以及統計資訊，并對整個資料中心的安全态勢進行分析。安全軟體則更貼近虛拟機，利用引流或重定向機制，擷取所有虛拟機的流量，實作分布式的安全防護。

多資料中心分布式架構

分布式雲資料中心通過雲計算技術、廣域網二層網絡互聯（大二層）技術等，将多個資料中心組建成一個融合計算、存儲、網絡等的分布式“虛拟資源池”，該資源池可将各地資料中心統一整合，通過多資料中心融合實作去地域化和自動化，提升企業效率。相比傳統資料中心的“同城主備/雙活資料中心”或“兩地三中心”，分布式雲資料中心的部署方案實作了所有業務資料的統一調配與管理，災備遷移與業務處理效率将得到有效提升。

四大挑戰不容忽視

目前，分布式資料中心在建設過程中面臨一些挑戰，主要包括網絡、存儲、計算和安全四個方面。

在網絡方面，多個分布式資料中心間的通信是首要問題。建設時需考慮多區域間如何實作靈活組網與入雲連接配接。目前主流的技術方案是基于大二層網絡技術，建構多資料中心間組網，形成統一的邏輯網絡。但目前各個網絡裝置供應商間的大二層網絡和協定并未統一，故在裝置的相容性上可能存在一定問題。

在存儲方面，如何實作資料協同是一大難題。随着業務高覆寫，各地資料中心協同的重要性日益提高。分布在各地的資料中心通常由營運商網絡帶寬、傳輸專線等實作協同，但囿于距離與規模，各地資料中心間網絡寬帶無法保證資料實時同步，目前各地資料中心協同隻能采用異步傳輸，這對資料的一緻性與完整性、業務的連續性造成一定影響。

在計算方面，對計算資源的管理是重大挑戰。例如分布式資料中心的資料遷移和災備建設，如何在應用或業務突發性中斷時，快速實作資料遷移與重新開機，這要求資料中心日常進行計算資源管理時，不僅要做好正常故障排查，還要做好資料資源的遷移規劃和安排工作。

在安全方面，如何保證資料中心安全性是嚴峻考驗。傳統資料中心普遍采取星形組網方式，即所有分支機構點對點直連總部資料中心，此時盡管分支缺乏靈活性，但位于總部的安全網關足夠保證傳統資料中心資料存儲、處理安全。而當基于雲計算的分布式資料中心引入後，總部與分支通過雲網進行融合，此時安全問題便成為重大挑戰。據此，安全廠商得到了迅猛發展，以防火牆和安全網關為代表的安全解決方案層出不窮，但目前仍未形成完整統一的安全産品解決方案。

随着業務的發展與資料量的增長，在存儲、計算、安全等方面占據優勢的分布式架構資料中心或将成為資料中心未來發展的趨勢。與此同時，分布式資料中心帶來的建設挑戰也為資料中心可持續發展指明方向。未來的資料中心架構發展必将精彩紛呈。