一文淺析系列—— 微型數(shù)據(jù)中心篇

2021/3/26 16:02:57 來源：突破電氣作者：分類：企業(yè)聲音

微型數(shù)據(jù)中心的定義

微數(shù)據(jù)中心(MDC)是一種小型模塊化數(shù)據(jù)中心，包括給定工作負(fù)載所需的所有計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、電源、冷卻和其他基礎(chǔ)設(shè)施。

概述：近年來，物聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)容交付、5G等應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的低延遲訪問產(chǎn)生了巨大需求。傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)中心，如AWS (Amazon Web Services)和微軟Azure所使用的數(shù)據(jù)中心，在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮到這些應(yīng)用場景。

大型數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造了規(guī)模經(jīng)濟(jì)并支持云計(jì)算，但它們無法從經(jīng)濟(jì)上使數(shù)據(jù)處理足夠接近這些分布式工作負(fù)載用例的最終用戶。

微型數(shù)據(jù)中心的大小從單個(gè)19英寸機(jī)架到40英尺的運(yùn)輸集裝箱不等，足夠小的體積使其可以部署在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心無法實(shí)現(xiàn)的位置。最終用戶能夠以一種經(jīng)濟(jì)高效的方式解決低延遲的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)難題。

針對(duì)微型數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)沒有單一的標(biāo)準(zhǔn)，但微型數(shù)據(jù)中心（MDC）必須具備應(yīng)用程序所需的全部技術(shù)需求。因此，微型數(shù)據(jù)中心（MDC）常見組件如下：

服務(wù)器機(jī)柜及附件
高性能的服務(wù)器
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
配電單元（PDU）
不間斷電源（UPS）
機(jī)架內(nèi)/容器內(nèi)冷卻裝置
環(huán)境監(jiān)測
物理安防措施
應(yīng)急處理與滅火技術(shù)

通常MDC在設(shè)計(jì)上是模塊化的。這意味著如果在此過程中出現(xiàn)故障或需求變更，組件可以很容易地進(jìn)行交換。

微型數(shù)據(jù)中心與邊緣計(jì)算的關(guān)系

術(shù)語“微型數(shù)據(jù)中心”和“邊緣計(jì)算”在關(guān)聯(lián)的上下文中使用。雖然它們是相關(guān)的，但它們不是同一件事。有什么區(qū)別呢?

邊緣計(jì)算是一種分布式架構(gòu)，而微型數(shù)據(jù)中心（MDC）是一種類型的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)。從實(shí)際目的出發(fā)，可以這樣考慮：微型數(shù)據(jù)中心（MDC）是在現(xiàn)實(shí)世界中幫助實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算的一種手段。邊緣計(jì)算是“什么（What）”，而微型數(shù)據(jù)中心以及網(wǎng)絡(luò)主干是“如何（How）”的一部分。

微型數(shù)據(jù)中心的好處

通過讓數(shù)據(jù)處理更接近最終用戶，并使組織能夠分布他們的數(shù)據(jù)中心，微型數(shù)據(jù)中心（MDC）提供了以下幾項(xiàng)業(yè)務(wù)好處:

低延遲

這是微型數(shù)據(jù)中心（MDC）幫助解決的基本問題。通過拉近“客戶端”和“服務(wù)器”計(jì)算機(jī)的地理位置，微型數(shù)據(jù)中心可以顯著降低延遲。

增強(qiáng)的彈性

故障，諸如MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）線路中斷之類的故障會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心無法訪問，從而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。即使容錯(cuò)能力是設(shè)計(jì)的一部分，但充其量通常最多為N + 1或2N。對(duì)于微型數(shù)據(jù)中心，擁有數(shù)十種故障轉(zhuǎn)移選項(xiàng)的可行備份策略。

更快的部署時(shí)間

微型數(shù)據(jù)中心可以部分或全部組裝在一起運(yùn)輸。此外，由于MDC的體積小巧，更易于訪問足夠的空間和電源，所以MDC的配置比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展要快得多。

標(biāo)準(zhǔn)化

通過實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和可重復(fù)的設(shè)計(jì)，微型數(shù)據(jù)中心可以降低運(yùn)營成本和維護(hù)成本。

可擴(kuò)展性

微型數(shù)據(jù)中心使企業(yè)可以根據(jù)需求逐步擴(kuò)展規(guī)模。這允許對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)采用更具彈性和敏捷性的方法，從而有助于快速增長。

降低成本

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器機(jī)房都具有較高的前期資本支出和持續(xù)的運(yùn)營支出。MDC的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)降低了運(yùn)營成本，而占地面積小則有助于保持較低的資本支出。

微型數(shù)據(jù)中心是如何工作的

任何既定微型數(shù)據(jù)中心的具體工作方式取決于安裝的特定組件(開關(guān)設(shè)備、服務(wù)器、電源、冷卻模塊)。但是，在高層次上，大多數(shù)微數(shù)據(jù)中心都是以類似的方式部署、供應(yīng)和維護(hù)的。

通常情況下微型數(shù)據(jù)中心在出廠時(shí)就已預(yù)先組裝好，這意味著設(shè)備已預(yù)先安裝在服務(wù)器機(jī)架中。收到后，IT員工將安裝所有其他組件，并在微型數(shù)據(jù)中心內(nèi)連接網(wǎng)絡(luò)和電源電纜。從那里，IT部門可以將微型數(shù)據(jù)中心連接到現(xiàn)有的市電電源，或者由電工為大型安裝提供新的電路。

一旦微型數(shù)據(jù)中心啟動(dòng)并運(yùn)行，IT人員或托管服務(wù)提供商就負(fù)責(zé)配置和監(jiān)控設(shè)備。

微型數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用實(shí)例和場景

微型數(shù)據(jù)中心幾乎可以在任何需要高密度、占用空間小的計(jì)算資源的地方適用。然而，在一些應(yīng)用程序中，并沒有很好地定義微型數(shù)據(jù)中心（MDC）與傳統(tǒng)IDF(中間分布框架)或服務(wù)器機(jī)房部署之間的區(qū)別。因此，我們?cè)谶@里將重點(diǎn)討論微型數(shù)據(jù)中心的邊緣應(yīng)用程序。

當(dāng)今流行的微型數(shù)據(jù)中心應(yīng)用實(shí)例包括:

物聯(lián)網(wǎng)

構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)新的自動(dòng)化工作流程。為了最大限度地利用物聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)需要減少延遲，并將存儲(chǔ)和計(jì)算資源轉(zhuǎn)移到更接近“事物”的地方。例如，對(duì)于一架送貨無人機(jī)或智能汽車來說，幾百毫秒的延遲就會(huì)產(chǎn)生很大的不同。

內(nèi)容交付

高清視頻流是CDN(內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò))最直觀的用例之一。但是，任何需要交付靜態(tài)內(nèi)容(圖像、pdf、web頁面)并關(guān)注性能的應(yīng)用程序，都是CDN的潛在應(yīng)用。

關(guān)于5G的宣傳鋪天蓋地，炒作之余其實(shí)客觀來看，有充分的應(yīng)用理由。高吞吐量的蜂窩技術(shù)具有巨大的潛力。但是，5G技術(shù)使用的毫米波和微波的傳播距離并不遠(yuǎn)。這意味著需要多個(gè)小型5G站點(diǎn)才能充分覆蓋給定區(qū)域。微型數(shù)據(jù)中心對(duì)于構(gòu)建支持端到端5G連接的基礎(chǔ)架構(gòu)至關(guān)重要。

混合云架構(gòu)

對(duì)于使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的應(yīng)用程序，與公共云平臺(tái)相關(guān)的延遲和帶寬成本可能成為一個(gè)問題。微型數(shù)據(jù)中心使企業(yè)能夠從云計(jì)算中受益，同時(shí)也在有意義的地方提供本地計(jì)算和存儲(chǔ)資源。

目前，大約10%的數(shù)據(jù)是在集中式數(shù)據(jù)中心或云之外創(chuàng)建和處理的，但到2025年，這一數(shù)字或?qū)⑦_(dá)到75% (Gartner, 2018)。微型數(shù)據(jù)中心的十大應(yīng)用場景包括：

自動(dòng)駕駛

自動(dòng)駕駛汽車可以實(shí)時(shí)收集、處理和共享數(shù)據(jù)，使交通更加安全。