一、定義

分布式數據中心(Distributed Data Center)，簡稱DDC，是利用網絡把成千上萬臺存儲服務器連接、組合而成的一臺虛擬超級存儲服務器，用以完成單臺存儲服務器無法完成的超大規模問題求解。分布式數據中心除了虛擬超級存儲服務器外，還將由多個數據中心組網形成多中心服務網絡。

二、誕生背景

數據中心助力生產，傳統數據中心優勢日益式微，分布式數據中心逐漸興起。隨著云計算、大數據、物聯網等新技術的大規模發展與使用，數據中心成為了互聯網、金融、制造業等行業的建設重點，通過數據化的方式進行企業核心業務的承載工作，賦能企業生產。而隨著新時代業務的發展，傳統的集中式架構數據中心已經無法滿足其發展需求，此時，集成了分布式業務部署、計算、存儲的分布式數據中心應運而生。

云計算的發展與普及，改變了數據中心的IT基礎架構，使得分布式數據中心成為流行。過去幾年，“互聯網+”作為熱詞，不斷在我們日常生活中出現，改變了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，大數據的價值愈發凸顯，圍繞其誕生的企業，如云計算、大數據分析等層出不窮，數據成為了企業最寶貴的價值。而數據中心正是承載數據的核心容器。

傳統數據中心通過硬件、軟件等設備，網絡通信資源等對數據進行存儲、分析，并有效助力于企業業務覆蓋。但隨著業務的日益地發展，在大規模、高密度數據承載的需求下，傳統集中式數據中心因其設備與網絡機構因素，在存儲、處理、安全、網絡時延等方面逐漸顯得力不從心。而云計算的出現，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。分布式數據中心極大程度上突破了規模的限制，通過云連接與云組網，將多個數據中心聯合在一起，實現數據共享、多中心運營、業務高覆蓋，并極大程度上降低了運維成本，同時實現災備建設，減少業務中斷的風險。

三、建設模式

分布式架構數據中心在技術層次上，可分為單數據中心分布式架構與多數據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集成，后者主要指通過云計算，實現多數據中心的一體化，例如分布式云數據中心。

(1)單數據中心分布式架構

1.分布式計算架構

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件架構。分布式軟件架構伸縮性較好，尤其在于處理大數據相關問題時，分布式架構能顯著提高處理速度。常見的分布式軟件架構有Hadoop、Spark等。

2.分布式存儲架構

分布式存儲架構具備高擴展性，能有效解決海量數據存儲與處理問題。分布式存儲架構由客戶端、元數據服務器和數據服務器三部分組成。客戶端負責發送請求，元數據服務器相應請求并處理，數據服務器存儲處理后的數據，三部分協同完成存儲功能，且有效解決傳統存儲的彈性擴展問題。

3.分布式安全網絡

分布式安全網絡通過部署安全管理軟件或系統，對整個數據中心的安全進行防護。其通常由集中管理平臺和分布式安全管理軟件組成。集中管理平臺安裝在指定的硬件服務器上，負責對安全策略進行集中管理，并對安全策略的遷移功能提供支持。同時接收虛擬化安全設備的日志以及統計信息，并對整個數據中心的安全態勢進行分析。安全軟件則更貼近虛擬機，利用引流或重定向機制，獲取所有虛擬機的流量，實現分布式的安全防護。

(2)多數據中心分布式架構

1.分布式云數據中心

分布式云數據中心通過云計算技術、廣域網二層網絡互聯(大二層)技術等技術，將多個數據中心組建成一個以融合計算、存儲、網絡等的分布式“虛擬資源池”，該資源池可將各地數據中心統一整合，通過多數據中心融合實現去地域化和自動化，提升企業效率。相比于傳統數據中心下的“同城主備/雙活數據中心”或“兩地三中心”，分布式云數據中心的部署方案實現了所有業務數據的統一調配與管理，災備遷移與業務處理效率將得到有效提升。

四、建設挑戰

同時，分布式數據中心在建設過程中同樣也面臨一些挑戰，主要包括網絡、存儲、計算和安全四個方面：

(1)網絡方面

在網絡方面，多個分布式數據中心間的通信是首要問題。建設時需考慮多區域間如何實現靈活組網與入云連接。目前主流的技術方案是基于大二層網絡技術，構建多數據中心間組網，形成統一的邏輯網絡。但目前各個網絡設備供應商間的大二層網絡和協議并未統一，故在設備的兼容性上可能存在一定問題。

(2)存儲方面

在存儲方面，如何實現數據協同是一大難題。隨著業務高覆蓋，各地數據中心協同的重要性日益提高。分布在各地的數據中心通常由運營商網絡帶寬、傳輸專線等實現協同，但囿于距離與規模，各地數據中心間網絡寬帶無法保證數據實時同步，目前各地數據中心協同只能采用異步傳輸，這對數據的一致性與完整性、業務的連續性造成一定影響。

(3)計算方面

在計算方面，對計算資源的管理是重大挑戰。例如分布式數據中心的數據遷移和災備建設，如何在應用或業務突發性中斷時，快速實現數據遷移與重啟，這要求數據中心日常進行計算資源管理時，不僅要做好常規故障排查，也需做好數據資源的遷移規劃和安排工作。

(4)安全方面

在安全方面，如何保證數據中心安全性是嚴峻考驗。傳統數據中心普遍采取星型組網方式，即所有分支機構點對點直連總部數據中心，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數據中心數據存儲、處理安全。而當基于云計算的分布式數據中心引入后，總部與分支通過云網進行融合，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，以防火墻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產品解決方案。

五、總結

隨著業務的發展與數據量的增長，在存儲、計算、安全等方面占據優勢的分布式架構數據中心必將成為數據中心發展的未來趨勢。與此同時，分布式數據中心帶來的建設挑戰也為數據中心可持續發展指明方向。未來的數據中心架構發展必將精彩紛呈。

標題名稱：未來數據中心：基于分布式架構的建設與發展
網頁URL：http://vcdvsql.cn/news20/204020.html

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