大数据中心基础建设的发展及应用

大数据中心基础建设的发展及应用在全球新冠肺炎疫情不断蔓延下，中央不断出台逆周期调节政策，其中加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度，备受市场关注。移动互联网时代，数据流量不断增加。据统计2019年我国移动互联网用户每户平均月流量为7.82GB，是2018年的1.69倍，企业数据也呈现爆发式增长。不过，目前只有不到2%的企业数据被存储下来，其中只有10%被用于数据分析。这说明，我国数据存储利用能力存在很大缺口。在这样的背景下，大数据中心也就是IDC的重要性日益凸显。大数据中心是数据存储、处理和交互的中心，被认为是当前的新型基础设施之一。本文将重点针对大数据中心在未来市场的前景及应用作出分析。一、大数据中心的概念在了解大数据中心之前首先要了解什么是大数据。大数据（bigdata），指常规的数据库技术难以完成捕捉、存储、管理和分析的数据集合。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。而大数据中心就是完成数据的捕捉、存储、管理和分析的基础设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。二、大数据中心的发展数据中心(IDC)的发展历史：数据中心历经了多年的发展，目前已处于超融合架构阶段。数据中心最初出现在20世纪60年代，主要用来容纳计算机系统、存储系统、电力设备等相关组件。20世纪90年代初，“数据中心”一词开始流行，主要是指将服务器单独放在一个房间，并将设备进行布线和链接。2000年前后，互联网爆发式增长使得据中心的需求大幅增加。到2010年，云数据中心开始岀现，通过超融合架构进行数据中心的管理。超融合架构在同一套服务器中结合了计算、存储、网络等资源和服务器虚拟化技术，将多套设备采用统一的管理软件通过网络进行聚合，从而形成统一管理的资源池。近年来随着用户流量习惯养成、5G的部署、云计算业务规模的增长带来数据量大幅增长，传统云数据中心的资源已逐渐不能满足市场需求，在此种情况下推动了大数据中心发展。数据中心(IDC)的发展趋势：2002年之后，随着IDC业务竞争的日趋激烈，单纯的网络资源竞争已经不能适应IDC业务的发展。IDC业务竞争已经由单纯的网络资源等硬件竞争发展到结合软、硬件、管理、应用、服务的竞争。更业的多值务价MSPHSP管理设施服务器网络访问BSPASP应用管理设施服务器网络访问服务应用管理设施服务器网络访问IDC设施服务器网络访问ISP网络访问服务器网络访问网络基础设施网络基础设施网络基础设施网络基础设施网络基础设施网络基础设施行业趋势数据中心的产业链：IDC产业链主要包括基础设施、IDC托管/增值（服务提供商）、应用/服务厂商（下游客户）三个主要环节。在基础设施环节，主要涉及IT设备、UPS、制冷设备、供电及楼宇、网络带宽等。在IDC托管/增值环节，主要有运营商、云厂商自营的IDC服务商、专业第三方IDC厂商等。在应用/服务厂商环节，主要为IDC服务的受众，包括互联网企业、金融企业、企业客户、云服务商等。国内数据中心的市场规模：国内IDC市场规模增长迅速，国内从2002年的211亿元增长到2018年的1210亿元，增长率28%。预计至2020年国内IDC市场规模达2018亿元。2015年-2018年期间我国数据中心机柜数量由108万个提高至210万个，同比增长约26%，数据中心机柜数量显著提高。目前，我国数据中心机架依然以中小型数据中心机架为主，占比达50%左右，大型数据中心机架占比33%，超大型数据中心机架占比17%。然而对比全球超大数据中心的分布，IDC行业发展较早的美国，超大型数据中心已占到全球的40%，中国大陆仅为8%，判断未来大型及超大型数据中心有望迅速崛起。三、建设大数据中心的必要性信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，对提高企业竞争力至关重要。但是企业的信息涉及面广，各种应用系统常常不能有效地共享数据，不断增加的安全威胁对数据安全性提出了挑战，急剧增长的数据量使得既有存储容量和应用系统难以适应企业的需要。因此建设高可靠、大容量的数据中心十分必要。数据中心建设的必要性表现在以下几个方面：第一，数据中心的建设称为企业信息化建设中的必经阶段，早期的企业信息化建设集中在网络等基础设施建设及管理信息系统开发等方面，现在的企业信息化建设将以数据中心建设为核心，并将其作为企业的知识中心及通用的业务平台：第二，数据中心釆取“数据集中、应用分布”的方式，可以有效地提高信息资源的利用率；第三，企业知识的集中沉淀与优化作用，将成为企业扩张经营的必备条件，数据中心将在此方面扮演及其重要的角色；第四，国际上许多大企业正在建设或己经建设了各自的数据中心，企业关键应用系统和关键硬件设施均统一集中在数据中心，支持企业核心业务运作。综上所述，数据中心的建设代表了企业信息化的方向，并成为一股国际潮流，将促进企业核心竞争力的提高。数据中心是企业业务支撑平台，是企业知识和决策中心。若数据中心建设不当，脱离了企业的实际，将会导致企业资金浪费，企业信息化失败。因此应该遵循严谨务实的原则，在数据中心建设前期必须精心规划、严密论证；在建设过程中实施有效地项目管理和风险控制，建成完成后进行规范的管理和维护。四、国内数据中心市场格局、产业发展趋势及代表性公司运营分析国内数据中心市场格局：国内IDC服务提供方主要包括运营商、第三方IDC服务厂商和云计算厂商等，运营商占据大量市场份额。联通和电信长期经营宽带网络服务，IDC建设规模国内领先，截至2018年国内市场份额分别为41%和21%。中国移动自2013年获得宽带运营牌照以来，发力布局IDC业务，2018年市场份额达到9%。数据中心产业发展趋势：第三方数据中心（IDC）服务商由于业务布局较为专一，业务重点更为清晰，不受单个运营商网络的限制，能为客户提供多样化产品和服务，提供IDC服务的专业性和及时性显著优于其他厂商，有望成为行业中坚。第三方IDC厂商受益于政策支持，业务规模逐步扩大，服务专业化为最大优势。2012年，工信部印发《关于鼓励和引导民间资本进一步进入增值电信业的实施意见》，提出“鼓励民间资本开展增值电信业务，进一步明确对民间资本开放因特网数据中心(IDC)和因特网接入服务(ISP)业务的相关政策，引导民间资本参与IDC和ISP业务的经营活动”，标志着数据中心等电信增值业务再次向民营资本开放，推动第三方IDC厂商快速发展。国内四大数据中心（IDC）服务商经营数据分析：国内四大IDC服务商分别为：世纪互联、光环新网、万国数据、数据港。2015-2018年，国内第三方IDC企业总体保持增长态势。2015-2018年，光环新网收入从5.90亿提升至60.20亿元;数据港收入从3.40亿提升至9.10亿元。老牌IDC龙头世纪互联业务收入从36.30亿调整至34.01亿元，万国数据业务收入从7.00亿元提升至27.90亿元，国内第三方IDC厂商合计收入复合增速达到35%，整体规模保持快速增长的态势。目前世纪互联为国内最大的第三方IDC服务商，拥有的机柜数量最多；IDC机柜平均租金较为接近平均约8万元/年/机柜。光环新网排名第二，且与世纪互联的差距在逐步缩小。由于市场竞争日趋激烈，国内IDC厂商的平均租金较为接近。IDC下游需求客户分布行业较广，对IDC的品质和服务需求侧重点不同，从而导致单机柜租金呈现差异。从客户类别来看，IDC主要客户为互联网厂商、云计算厂商和行业用户。通常来看，行业用户中的金融客户对IDC的稳定性和保密性要求较高，价格相对不敏感，因而单机柜租金相对较高，而部分互联网厂商冷数据储存对访问速率和时延要求较低，因而价格相对较低。因此，对客户类别的分析是IDC厂商竞争力分析的重要组成部分。五、大数据中心的基础建设大数据的良好运行和应用主要依托于网络运行体系存在，网络运行体系是指由软件、硬件、IT服务等服务于大数据运行的相关设施，呈现出软件更新速度快、硬件设施覆盖范围广、技术手段高等要求。而大数据中心的就是基于以上要求应运而生。1.数据中心基础系统的构成：如图1所示，数据中心基础设施主要包括机柜系统、防雷/接电系统、消防系统、集成管理系统、综合布线系统、制冷系统、供电系统、内部装修等等。模块化数据中心机房是一套完整的数据中心机房解决方案，集机柜、配电、制冷、监控、综合布线、消防等系统于一体，实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成。使模块化数据中心机房实现智能、高效的运行，花费最少的投资，获得更多的收益，从而降低运营费用。模块化数据中心机房具有高密模块化、高可靠性和安全性、快速灵活部署、低成本和低能耗、完善的监控等特点。图1：数据中心工程范围2.数据中心的硬件设备构成：数据中心在设备组成的层面通常是指在一个物理空间内实现信息的捕捉、存储、管理、分析集中管理，主要包括核心网络设备、网络安全设备、服务器、存储、灾备设备、机柜及配套设施。3.数据中心基础网络结构：如图2所示，模块化数据中心主要应用于云主机，大型企业分支机构，中小企业，政务网，教育、医疗、金融分支机构的数据机房，也可以应用于中型桌面云数据机房和高性能计算数据机房。图2：数据中心基础网络结构4.数据中心的环境监控：如图3所示，数据中心环境监控系统包含机房内的含尘浓度、温度、湿度、正压、漏水报警等系统的监视与测量。在模块内添加水浸检测和报警装置，确保主机房设备的正常运行。数据中心云管理系统主要对模块化数据中心的空调、配电、温湿度、视频、门禁等设备的实时数据、设备状态、告警进行管理。系统提供全面的机房基础设施管理功能，包括系统管理、资源管理、视图管理、容量管理（可选）、性能管理、能耗管理（可选）、工单管理（可选）、报表管理、视频管理、门禁管理等功能。图3：环境监控系统六、大数据行业的发展趋势及市场应用1.大数据行业的发展趋势随着大数据技术的飞速发展，对数据价值的认识逐渐加深，大数据已经融入到了各行各业。根据相关调查报告数据显示，超过39.6%的企业正在应用大数据并从中获益；超过89.6%的企业已经成立或计划成立相关的大数据分析部门；超过六成的企业在扩大大数据的投入力度。对各行业来讲，大数据的使用能力成为未来取得竞争优势的关键能力之一。伴随着数据量的爆发式增长，企业需要加强采集数据的能力，但是海量数据的存储、管理成本将大幅增加。为更好的挖掘数据价值，需要大量的计算资源；以此分析大数据和人工智能的结合，将成为大数据应用的主要方向。图4：大数据应用系统2.大数据行业的市场应用目前，我国互联网、移动互联网用户规模均居全球第一，有着丰富的数据资源和显著的应用市场优势。当前，大数据产业正快速发展成为新一代信息技术和服务业态，即对数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析，并从中发现新知识、创造新价值、提升新能力。随着打造“数字中国”战略的推进，大数据产业正成为经济社会发展的新引擎，受到广泛关注。现阶段我国大数据产业发展已步入行业规模快速增长时期。由中国管理科学学会大数据管理专委会等单位编撰的《中国大数据应用发展报告》指出从大数据产业规模来看，预计未来3年我国大数据产业增速有望保持在30%以上。该报告同时表示我国大数据应用技术的发展将涉及机器学习、多学科融合、开源技术等热点领域。大数据应用场景：医疗健康、教育、经济、农业、建筑、电子商务、旅游、交通、军工、智慧城市建设等等。七、大数据中心建设的产业分析大数据产业化作为一项重要的战略发展业务，并将之确定为产业转型、产业升级、产业优化的重点布局方向，是未来迈向千亿企业的重要增长点。基于IDC产品的重要意义，应综合考虑企业目标、成本、竞争对手以及经济和社会环境等因素。应发挥市场资源、产业资源、服务资源等优势，兼顾区域竞争。