新一代數據中心當中必將出現的那些趨勢

　　隨著新基建時代的來臨，云計算已然大行其道。阿里，騰訊等巨頭紛紛開始布局更大規(guī)模的新一代云計算數據中心。這將是一種基于高密度，大容量，且前所未見的網絡應用集合體。和傳統數據中心相比，其對于網絡帶寬、端口密度、安全防護以及運維管理等諸多領域都提出了更高的要求。比如，對于新一代云計算數據中心而言，傳統的制冷方式將限制其計算力的發(fā)揮，而液冷將走向前臺;再比如，從流量的角度來說，傳統數據中心屬于簡單的匯聚型流量。但現在，流量將呈現不定向的突發(fā)性，傳統城域網交換機的性能將變得捉襟見肘。那么歸根到底來說，和現有數據中心相比，新一代云計算數據中心將呈現哪些新趨勢呢?

　　統一交換將成為必然，萬兆端口即將翻倍

　　網絡的建設將是新一代數據中心最直觀的改變。首先，計算網絡，存儲網絡和業(yè)務網絡將同時存在于新一代云計算數據中心當中。其次，傳統的建網方式將使得其建設成本如火箭般上升，同時技術異構的網絡也無法實現統一的虛擬化。對于云計算價值的發(fā)揮將產生嚴重的掣肘作用。在這樣的背景下，Ethernet的統一交換網將成為新一代云計算數據中心組網的首選。

　　既然高密度將是新一代云計算數據中心的趨勢，那服務器數量未來必然出現暴增。君不見阿里，騰訊這些巨頭的數據中心動輒數萬臺服務器規(guī)模皆尤嫌不足。同時，單臺服務器核心數量的增長，必然帶動其帶寬消耗同步增長。這對于目前的網卡而言，將產生極大壓力。

　　假如某個數據中心擁有2萬臺服務器，收斂比為1:4。那么其基本的萬兆匯聚端口數量將至少需要500個，如果考慮到安全防護以及IP存儲等設備，那么萬兆端口的數量至少還得再增加1.5倍。

　　40G/100G接口將迎來高光時刻

　　在未來，隨著5G和邊緣計算的落地，數據中心的數據處理能力將是一個天文數字。在這樣的背景下，作為數據交互的關鍵節(jié)點，出口帶寬的壓力也將驟然增大。目前，大部分數據中心的出口帶寬都已經達到了100G以上，并且每年還在以超過100%的速度激增。傳統的10G接口顯然無法滿足這樣的需求。那么，40G/100G接口的普及將迎來高光時刻。

　　流量特征更為復雜，需部署專門的交換機

　　由于服務器資源動態(tài)調配的特性，在云計算環(huán)境下，流量的特征將比之前更為復雜，也更加難以預測。由此帶來的突發(fā)性也更為明顯。所以未來的網絡，必然要求部署更為專業(yè)的交換機。和傳統交換機相比，這些交換機至少應該具備以下特點：

　　1.完全無阻塞交換網

　　數據中心級交換機采用CLOS交換網，這是一種完全無阻塞交換架構，從而保證在任何流量特征的環(huán)境下，交換網都是可以實現無阻塞交換。

　　2.分布式大容量緩存的數據中心級交換機將成為趨勢

　　緩存的價值在傳統PC上早已為人們所熟知。在云計算時代，交換機之間的流量交互將無比巨大。甚至多端口同時向一端口轉發(fā)的幾率也大為增加，突發(fā)的流量會給端口造成巨大壓力。傳統的城域網交換機在出口端的小容量緩存，每板一般不超過64兆。一旦出現流量洪峰，緩存的堵塞丟包將不可避免。一旦如此，勢必形成骨牌效應，從而導致應用層的數據重傳并引起更為嚴重的網絡堵塞。

　　數據中心級交換機采用的分布式大緩存架構，其平均每個10G端口的入緩存可達256M，GE端口的緩存達20M，再復雜的流量模型，端口緩存時間最大均可達到200mS以上。只有這樣，才能滿足未來5G時代，大型云計算數據中心的需求。

　　“天下賦，半三番”的能耗現狀將被液冷終結

　　既然計算力將加速上升，那么數據中心的能耗自然也會水漲船高。信通院云大所的何寶宏博士曾經說過，“再大的風也吹不冷滾燙的‘芯’”。的確，對于未來大型云計算數據中心恐怖的功耗而言，風冷的瓶頸將限制數據中心計算力的提升。同時，由此帶來的耗電量也將讓一線城市難堪重負。

　　目前IT設備功耗占到數據中心總體能耗的比例為31%左右，而制冷設備的能耗卻已經超過了40%。也就是說，數據中心的能耗大部分都消耗在了“降溫”領域。這樣的現狀頗有幾分“天下賦，半三番”的感覺。

　　在這樣的背景下，液冷技術將走向前臺。經過數年的發(fā)展，今天的液冷技術已經相對成熟。目前，全球各大企業(yè)已經在液冷領域展開了諸多嘗試，市場化產品層出不窮。何寶宏博士認為，“實際應用顯示，浸沒式液冷的優(yōu)勢非常明顯，可以將單體計算密度提升10倍以上，同時IT設備占地面積減少75%以上，即縮減為原來的四分之一。”

　　目前浸沒式液冷技術上已經比較成熟了，只是生態(tài)系統還不夠完善。隨著大型云計算數據中心的發(fā)展步入快車道，這種情況勢必改變。生態(tài)建立以后價格必將下跌，而趨勢也將隨之成立。