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数据中心是互联网发展到一定阶段的必然产物

2020-08-14 14:40 次阅读

随着互联网及大数据的强劲发展,信息基础建设也如火如荼。其中,数据中心(IDC)作为各行各业的信息基础设施,为数字经济转型提供了重要支撑,也是未来云网融合发展的战略性基础资源,是决定移动、宽带用户体验的内容资源和云计算、大数据等新兴业务的基础承载设施。

时下,5G、物联网、云计算等新兴技术带动了数据量爆炸式增长。根据思科预测,2025年全球数据流量将会从2016年的16ZB上升至163ZB,这也使数据中心需求猛增。在5G商用的逐步推进下,数据中心的规划布局和投资价值成为行业关注的重点,也吸引了越来越多参与者投身其中。

从互联网发展的必然产物到云数据中心的发展,后疫情时代进一步引燃数据中心市场。数据中心行业将如何发展?数据中心建设又将由谁主导?

数据中心是互联网发展到一定阶段的必然产物

数据中心是互联网发展到一定阶段的必然产物

1946年,世界第一台电子计算机ENIAC诞生,体积3000立方英尺,占地170平方米,重量30吨,耗电140~150千瓦。此台庞然大物在革命性地开启了人类计算新时代的同时,也推动了与之配套的“数据中心”的演进。

1954年,世界第一台由晶体管组成的电子计算机TRADIC研制成功。继TRADIC之后,60年代IBM的大型机实现了突破性进展,电子计算机开始商用。于是,随着对系统性能的更高要求,人们希望同一个系统能提供额外的性能及资源共享,于是就逐渐有了虚拟化的思想。在1972年,IBM的首个商用化产品VM/370 OS上实现了虚拟化技术。作为数据中心最重要的技术之一,虚拟化的发展也是数据中心发展过程中必不可少的一部分。

80年代,微机市场一片繁荣(微机即现在的“服务器”),通信技术逐步发展,大量的计算机逐渐被应用到各个领域。当人们不再使用笨重的大型机来处理事务,取而代之的便是C/S结构。客户端对接用户,接收用户的指令,Server端接收客户端的指令,来处理具体的事务。

这种C/S模式使得用户只需要一台轻便且廉价的微型计算机,搭配上互联网,就能完成大部分工作。而这种模式使得越来越多的服务提供商开始部署数据中心,为用户的互联网业务提供支撑。数据中心作为一种服务模式,被越来越多的公司接受。

2000年前后,互联网迎来爆发式增长。在国内,腾讯、新浪、百度等互联网公司兴起,PC端的繁荣需要不间断的网络,促进了数据中心的快速发展。在此背景下,模块化数据中心诞生。模块化数据中心通常将整个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。这种数据中心虽然没有传统的数据中心那么招人喜欢的恢弘气势,但它却仅需要传统数据中心1%的建造成本。并且,其拥有灵活的机动性,而且能大幅降低部署周期。

传统数据中心管理复杂、难以适应新业务发展需要、运维成本居高不下等一系列难题让企业IT主管们头痛不已。云计算 、大数据 、软件虚拟化等技术兴起后,以模块化、智能化、轻便化为特征的新一代数据中心——云计算数据中心应运而生。

从传统数据中心到云数据中心

云数据中心是一种基于云计算架构的计算、存储及网络资源松耦合,完全虚拟化各种IT设备、模块化程度较高、自动化程度较高的新型数据中心。随着云计算和数字化的推进,云数据中心的发展势头高歌猛进,每年的增速超过40%,从传统数据中心到云数据中心是一个渐进的过程。进入一个云数据中心,除了规模化、集中程度更高,可见的基础设施与传统数据中心差异并不会很大,但是服务会不断升级。

云数据中心的特点首先是高度的虚拟化,这其中包括服务器、存储、网络、应用等虚拟化,用户可以按需调用各种资源;其次是自动化管理程度。包括对物理服务器、虚拟服务器的管理,对相关业务的自动化流程管理、对客户服务计费等自动化管理;最后是绿色节能。云计算数据中心在各方面符合绿色节能标准,打造成为绿色云计算,一般PUE(能量利用率)值不超过1.5。

与传统数据中心相比,云数据中心的基础设备更加规模化、标准化、智能化。阿里巴巴集团的服务器多达上万台,而谷歌的服务器超过了50万台,如此规模庞大的设备基于统一的IP标准协同集中工作,其根源在于充分利用了云数据中心的高科技成果,使得支出最小化,产出最大化。

其次,各种虚拟化技术使得云数据中心建设成本更低、承载的业务更多。其中有“一虚多”指一台服务器虚拟成多台服务器、有“多虚一”指多台服务器处理同一个业务,更多的是“多虚多”指多个业务在多台虚拟服务器上运行。如此繁多的虚拟化技术,则通过云数据平台以最经济、高效的方式让新增业务快速上线并运行。

此外,在云数据中心,海量业务的迁移、设备的统一配置、故障的及时检查排除、流程跟踪等凭借自动化的管理技术,实现了高效的管理。

从数据中心的发展趋势上看,每一个阶段数据中心的发展都有不同的驱动因素。2008-2013年,是成本驱动数据中心的发展期,2014年到2016年是互联互通,2017到2018年是云服务的落地和大数据的应用。2019年到2020年间,疫情进一步加速了物联网、人工智能、边缘计算的发展,这也将进一步引燃数据中心市场。

数据中心建设主体各具优势

目前,数据中心的建设主体大致有三类:

首先,是电信运营商。由于在通信行业起步较早,运营商在贷款和土地资源方面具有较大的优势。在云计算刚刚起步的时候,运营商就曾有针对性地将机房改造后出租。但是当时设备机房的基础设施较差,能耗非常高,单个机房容量在200—1000个,PUE在2—3之间,成本和经济性非常高。2005年,中国电信推出了中国电信2005数据中心产品规范,运营商数据中心建设逐步走上正轨。

其二,是互联网企业。互联网企业建设数据中心,更多是出于企业自身对于数据存储和计算的需要。随着我国互联网产业的快速成长,数据中心市场发展也十分迅速。早期,互联网企业主要通过租赁运营商机房的方式构建数据系统。随着规模的扩张,各互联网企业逐步开始自建数据中心。

此后,在满足自身业务需求的同时,互联网厂商开始利用自有数据中心的闲置资源对外开展数据服务,范围包括CDN、数据管理、应用托管和按需定制等高附加值领域,云计算也是这一阶段的产物。互联网企业自身有强大的技术储备,同时互联网产业浪潮为其积累了充沛的资金。加上行业本身对建设成本和运行效率的极致追求,该类企业陆续开建了大规模和超大规模数据中心,单个中心机柜数量在4000至100000万之间,PUE更是下降到了1.5以内。

其三,是从事细分领域的数据中心第三方提供商。这类企业一般会利用现有业务的优势,把传统的IT服务转移到云端。早期这些企业一般都会靠租赁运营商的机房来运营。随着业务规模的不断扩大,企业开始自己建设一部分数据中心,但是相对而言规模一般不会太大。这类公司在数据中心方面有边界成本低、可扩展优势强的特点,在营收和利润上增长较快。

这三类企业最初建设数据中心的目的有所不同,这也导致后续业务发展方向上存在很大差异。针对不同的客户,这三类厂商拥有各自的优劣势。但总体来看,互联网企业在满足客户的需求程度和成本控制水平上占有优势,这使得其在整个数据中心建设中逐步占据主导地位。

头部公司或构建行业壁垒

事实上,数据中心产业链条非常长,没有一家公司可以完整覆盖全链条,每个环节都有术业专攻的企业。

在最上游,是IT设备和支持性设备的企业。IT设备是提供计算和存储数据服务的核心,包括服务器、交换机、路由器和光模块等。支持性设备则是指供电、制冷、通信网络、机架和土地等一系列要素。其中,服务器数量是衡量数据中心大小的指标之一。通常认为,超大型数据中心拥有“几十万台服务器,有时甚至是数百万台”。支持性设备看似不重要,却占据了数据中心成本非常大的比重。

在数据中心产业中游,是数据中心服务商和云计算厂商。由于具备天然的网络资源及基础设施优势,国内三大电信运营商拥有六成左右市场份额。但随着网络流量爆发,更加紧跟市场需求的第三方服务商稳步扩张。万国数据、光环新网和世纪互联等3–5家头部企业,占据了大部分第三方服务商的市场。

除了电信运营商和第三方服务商,数据中心行业中游实际还有另外一支力量,那就是像阿里云、腾讯云这样专门的云计算厂商。为了使计算性能最大化,他们往往会选择自建数据中心。并且,当云计算厂商规模到一定程度时,会反向影响产业链上游的服务器和芯片。

数据中心产业最下游,则是终端用户,如互联网公司、金融机构、政府机关和一些制造企业。北上广深一线城市和京津冀、长三角以及大湾区三个经济圈,是计算需求最旺盛的地方。当地客户往往对数据传输速度有很高要求,因此数据中心主要围绕这些区域建设,并且还存在较大的供需缺口。而贵州省和内蒙古乌兰察布一些内陆地区,则由于政策利好、气候适宜和电费便宜,也吸引了一些数据中心落户。

如此长的链条,决定了数据中心作为重资本投入行业,具有前期投资大、回报周期长的特点,这使得头部公司由于在融资能力、能耗指标获取以及大客户合作关系具备优势,从而得以构建行业壁垒。

就融资能力而言,数据中心建设1万个机柜前期大概需要20亿的建设投资,这对公司融资能力提出挑战。目前国内数据中心公司处于快速成长期,前期投资较大。头部公司由于已上市,具备持续融资能力,较易满足建设数据中心的资金缺口。

从数据上来看,国内数据中心公司(固定资产+在建工程)占总资产比重大都在40%以上,数据港的比重最高,达到70%以上。其中宝信软件(固定资产+在建工程)占总资产比重在20%以下。这是由于宝信软件并非纯粹的数据中心厂商,其业务除了数据中心、IT运维这类服务外包业务,还包括信息化、自动化、智慧城市这类软件开发业务,因而资产相比其他公司较轻。数据中心建设需要大量资本性支出,近几年各大公司的资本性支出整体呈上升状态,可看出各大公司为拓展业务规模,加大数据中心部署力度。

从能耗指标获取来看,一线城市电力资源稀缺,管控渐趋严格。2018年北京出台政策,禁止在中心城区新建或扩建数据中心,全市范围(中心城区外)新建数据中心PUE(电能使用效率,数据中心全年总耗电量/数据中心IT设备全年耗电量)不能超过1.4。

2018年10月30日,上海市出台的《上海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》中指出,截止2020年,上海新增数据中心机架应控制在6万个以内,总规模控制在16万个以内,新建数据中心PUE限制在1.3以下,存量改造数据中心PUE限制在1.4以下。电力能耗指标逐渐成为新建数据中心的重要制约因素之一。由于可以实现较低的PUE,头部公司在能耗指标的获取上有一定优势。

此外,即使能耗指标分散发放到小厂商手里,小厂商在获取云计算等大客户上也有难度。头部公司因为有更为稳定的大客户合作关系,可以与有能耗指标的小厂商共同运维数据中心。

当然,数据中心作为各行各业的信息基础设施,为数字经济转型提供了重要支撑。数据中心建设也吸引了众多参与者投身其中,原本在行业里的厂商会加大投资力度,进场的新玩家也越来越多。但数据中心作为重资产行业,投资回报周期长,在资本、布局、技术、成本、规模和运营等方面均拥有较高的门槛,这也决定了不是所有参与者都一定能吃上一口蛋糕。

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5G如何助力工业物联网 制造和工业组织承受着巨大的压力,需要尽可能提高流程效率。从解开生产线上的瓶颈,到简化昂贵设备的维护...
发表于 09-01 17:41 202次 阅读
5G是如何助力工业物联网?

请问怎么把BI数据可视化报表发给领导看?

在BI工具上三除两下搞定数据可视化报表后,怎么把做好的报表发给领导看?领导是否能够从手机或平板上快速打开数据可视化报表,...
发表于 09-01 17:26 0次 阅读
请问怎么把BI数据可视化报表发给领导看?

BI软件的ETL用开源的好,还是自研的好?

有些BI软件厂商为降低成本往往会采用开源的ETL,但也有部分厂商选择自研的ETL。作为使用者一方来说,究竟是使用开源ET...
发表于 08-27 09:44 668次 阅读
BI软件的ETL用开源的好,还是自研的好?

通过使用Metricbeat收集系统数据及Nginx服务数据

Elastic Beats(其中包含Metricbeat)是一组轻量型的数据采集器,可以方便地将数据发送给Elasticsearch服务。由于是轻量型的...
发表于 08-26 11:43 101次 阅读
通过使用Metricbeat收集系统数据及Nginx服务数据

树莓派如何通过FAN-4G-HAT实现访问互联网

一。准备工作 硬件:Raspberry Pi 4 Model B、移远EC20 4G模组、4G天线、物联网卡(本次使用的是联通卡)、电源线(两条...
发表于 08-24 14:49 1515次 阅读
树莓派如何通过FAN-4G-HAT实现访问互联网

请问互联网视频监控摄像头兼容问题?

现在在做一个项目,准确地说就是买一个基于安装智能手机或IOS的APP;功能是:通过手机开启远程摄像头实现现场监控。 问...
发表于 08-10 02:30 0次 阅读
请问互联网视频监控摄像头兼容问题?

未来数据中心与光模块发展假设

国内数据中心的发展经历了由运营商主导的以通信机楼为主的分散、小规模化发展阶段,逐步向市场驱动的规模化、标准化、高密度、绿...
发表于 08-07 10:27 101次 阅读
未来数据中心与光模块发展假设