導言
數(shù)據(jù)中心IT三大件分別是服務器、存儲、網(wǎng)絡，IDC市場規(guī)模的上升也將帶動IT設備的相關需求，同時為了滿足更高性能的數(shù)據(jù)計算、存儲和傳輸?shù)男枨螅瑪?shù)據(jù)中心的IT基礎架構一直處于快速的變革之中。
圖1：數(shù)據(jù)中心IT基礎架構
新一代數(shù)據(jù)中心IT基礎架構的變革最終的目的大體可以總結為以下三點：
1）更低TCO，實現(xiàn)減少新硬件采購，最大化的利用舊的現(xiàn)有設備。
2）簡便的運維管理，實現(xiàn)集中化、可視化、自動化的IT資源管理。
3）彈性的IT架構，能夠按需投入、模塊化橫向擴展，而現(xiàn)有基礎架構無需調(diào) 整和變更。
數(shù)據(jù)中心——服務器
當前，全球服務器市場需求主要是由超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心投資驅(qū)動的。但是，全球服務器市場需求并沒有我們預想的隨著超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的新建和擴建迎來需求持續(xù)爆發(fā)。
圖2：全球服務器市場出貨量和銷售額
云計算的廣泛應用是最終會提升各類IT設備的使用效率和彈性使用，避免IT設備的過量采購，預計本輪全球大規(guī)模IT基礎設施建設周期結束后，全球整個服務器市場或?qū)⒚媾R壓力和萎縮。
與全球市場相對，我國服務器市場近幾年需求表現(xiàn)強勁，整個2016年是全球范圍內(nèi)服務器市場出貨量和銷售額少數(shù)持續(xù)增長的區(qū)域。根據(jù)CCID調(diào)研數(shù)據(jù)，2016年中國x86服務器市場銷量和銷售額分別同比增長14.4%和23.7%。Gartner的數(shù)據(jù)顯示2017Q1我國x86服務器出貨量58萬臺、銷售金額23.2億美元，同比雙升。
圖3：中國x86服務器市場出貨量和銷售額
短期內(nèi)我們?nèi)钥春梦覈⻊掌魇袌隼^續(xù)保持雙增長，一方面短期國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心方面的投入持續(xù)增長，新增市場需求量較大；
另一方面我國各行業(yè)信息化剛剛開始，而且出于數(shù)據(jù)私密性和安全性的考慮和擔憂，我國政府機關、醫(yī)療機構、中大型企業(yè)等目前并不傾向?qū)⑺袠I(yè)務部署在公有云上，服務器廠商在私有云市場存在較大的機會。在云計算數(shù)據(jù)中心和大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的細分市場中，未來我國服務器市場也將出現(xiàn)一些新的結構性機會。
中高端服務器占比不斷提升
四路和八路服務器是拉動中國服務器市場維持高增速的原因之一，雖然雙路服務器仍是出貨量的絕對主力，但是中高端服務器在整個服務器市場份額占比正不斷攀升。
尤其在云計算的運行環(huán)境下，高端服務器在可靠性、應用密度比、能效、維護性等方面與單雙路服務器相比具有明顯優(yōu)勢，未來預計會有數(shù)據(jù)庫、虛擬化、大數(shù)據(jù)、高性能計算等關鍵工作負載遷移到八路及以上高端服務器上。
高性能計算服務器前景被長期看好，面向關鍵業(yè)務計算的高端服務器市場也將成為兵家必爭之地，其中浪潮推出天梭系列力拓關鍵業(yè)務計算、華為推出最高配置達到32路的KunLun小型機。浪潮、華為和曙光是目前我國中高端服務器的市場主要競爭者，2017Q1四路和八路服務器三家合計市場份額分別為59.29%和95.33%。
定制化服務器設計不斷創(chuàng)新，用戶主導成主流
在互聯(lián)網(wǎng)巨頭引領的本輪云數(shù)據(jù)中心的基礎設施建設過程中，出于降低TCO和加快硬件創(chuàng)新速度的初衷，定制化服務器逐漸替代傳統(tǒng)品牌商的通用服務器成為采購的新寵。客戶驅(qū)動是本次服務器領域變化的顯著特征，在硬件“開源”的背景下，用戶可以主導服務器的設計甚至生產(chǎn)。
受到全球數(shù)據(jù)中心硬件開源浪潮和用戶驅(qū)動的影響，2011年由BAT合作推動、眾多服務器廠商參與的天蝎整機柜服務器項目啟動，隨著2012年天蝎1.0標準發(fā)布，各大服務器廠家相繼推出自家整機柜產(chǎn)品，整機柜產(chǎn)品在BAT的數(shù)據(jù)中心服務器采購占比也不斷提升。
圖4：全球三大開放計算組織
整機柜服務器是將原有機架+機器分離的架構進行融合，打包成為一個獨立的產(chǎn)品，以一個整機柜為最小顆粒度進行交付的服務器，不僅可以實現(xiàn)快速交付和部署，而且通過供電、散熱和管理上實現(xiàn)集中化來提升效率和降低功耗。
“天蝎”整機柜服務器目前在百度、騰訊、阿里等公司已經(jīng)有較大批量的部署，同時也體現(xiàn)出整機柜服務器在節(jié)能、快速部署、高密度、集中管理等方面的優(yōu)勢，非常適合新建的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的服務器部署。
數(shù)據(jù)中心——存儲
存儲系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心IT基礎設施的核心基礎架構之一，也是數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)訪問的最終承載體。在信息和數(shù)據(jù)價值被日益挖掘和放大的今天，存儲系統(tǒng)在整個數(shù)據(jù)中心的地位也在穩(wěn)步上升。
存儲設備和解決方案的關鍵核心部件是存儲器，存儲器也是數(shù)據(jù)存放的最基本的單元。存儲器按照存儲介質(zhì)劃分可分為光學存儲、半導體存儲和磁性存儲三大類。
圖5：存儲器圖例
企業(yè)級存儲/數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)是由存儲硬件、存儲軟件和存儲解決方案組成。存儲設備類型指通過采用SCSI、FC、TCP/IP、ISCSI等接口類型、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議以及不同數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的存儲設備，典型的外置存儲系統(tǒng)硬件包括磁盤陣列、磁帶庫、硬盤柜、光盤機等。
目前，主流的存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡架構/存儲方案包括DAS、SAN、NAS和對象存儲技術，其中SAN和對象存儲適合大型企業(yè)和數(shù)據(jù)中心。
圖6：企業(yè)級/數(shù)據(jù)中心存儲解決方案
圖7：DAS、SAN、NAS和對象存儲技術的存儲方案架構
我國存儲市場規(guī)模正處于快速增長期，根據(jù)IDC預測，2016-2020年復合增長率預計達到20.1%。2016年中國企業(yè)級存儲廠商銷售額達到22億美元（約合152億元人民幣），同比增長10.5%。
圖8：中國存儲行業(yè)市場總規(guī)模（億元）
相比我國服務器市場已基本完成國產(chǎn)化替代，我國國產(chǎn)存儲設備占比剛剛超過50%，仍存較大國產(chǎn)替代空間。同時在一些新興存儲產(chǎn)品領域，國內(nèi)廠商緊追市場發(fā)展趨勢和潮流，有望實現(xiàn)彎道超車。
對于數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)而言，存儲領域的技術變革和發(fā)展趨勢未來主要將圍繞存儲介質(zhì)、存儲方案和存儲軟件的創(chuàng)新來提升數(shù)據(jù)中心的存儲性能，關鍵業(yè)務存儲、軟件定義存儲、全閃存、智能存儲平臺等將成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的核心裝備。
數(shù)據(jù)中心——網(wǎng)絡
數(shù)據(jù)中心內(nèi)部存在相對獨立的三張網(wǎng)：數(shù)據(jù)網(wǎng)（DATA）、存儲網(wǎng)（SAN）和高性能計算網(wǎng)（HPC）。
數(shù)據(jù)中心前端訪問接口通常采用以太網(wǎng)協(xié)議（TCP/IP）技術，數(shù)據(jù)中心后端的存儲更多采用FC光纖通道，服務器的并行計算采用Infiniband（高速、低延時）和以太網(wǎng)。隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡建設的融合趨勢，局域網(wǎng)、存儲網(wǎng)和高性能計算網(wǎng)正逐步統(tǒng)一到以太網(wǎng)接口上。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心前端網(wǎng)絡一般是三層網(wǎng)絡架構，根據(jù)功能劃分為核心層、匯聚層和接入層。服務器虛擬化技術在數(shù)據(jù)中心廣泛使用后增加了虛擬機動態(tài)遷移的需求，同時IDC內(nèi)部東西流量快速爆發(fā)，部分數(shù)據(jù)中心嘗試采用大二層架構或者二層網(wǎng)絡架構（葉脊拓撲網(wǎng)絡）。
在單純的二層架構中，接入層直接連接核心層，整個網(wǎng)絡架構的帶寬將不會受到匯聚層的限制，但二層架構對核心層交換機要求較高。
圖9：數(shù)據(jù)中心大二層網(wǎng)絡架構
我國的網(wǎng)絡帶寬資源掌握在基礎電信運營商手中，IDC運營商會從電信運營商購買帶寬資源來為客戶提供帶寬服務。三大運營商負責運營的骨干網(wǎng)包括中國電信的ChinaNet和CN2、中國移動的CMNET、中國聯(lián)通的China169，各大基礎電信運營商的骨干網(wǎng)絡之間主要通過北京、上海和廣州三地的國家網(wǎng)絡接入點和有限的當?shù)刂甭?lián)點進行互聯(lián)互通。
圖10：中國骨干網(wǎng)絡
交換機是數(shù)據(jù)中心中最主要的網(wǎng)絡硬件設備，受到全球數(shù)據(jù)中心建設的需求刺激，全球以太網(wǎng)交換機銷量保持穩(wěn)定增長。2016年全年全球以太網(wǎng)交換機（2/3層）市場收入244億美元，增長率為2.4%。
按照所在網(wǎng)絡層級劃分，數(shù)據(jù)中心交換機（DCSW）產(chǎn)品市場可以細分為出口核心交換機、匯聚交換機和接入TOR交換機。
按照網(wǎng)絡端口劃分，10Gb、40Gb以太網(wǎng)交換機和新興的25Gb/100Gb以太網(wǎng)交換機是2016年整個以太網(wǎng)交換機市場的主要驅(qū)動力。
圖11：10Gb和40Gb是全球以太網(wǎng)交換機市場收入主要構成（億美元）
隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)中心對于高帶寬的需求推動，40/100GbE的以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品將越來越多的部署在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部。
圖12：數(shù)據(jù)中心核心交換機架構演變與發(fā)展
數(shù)據(jù)中心流量爆發(fā)促進光器件市場旺盛需求
數(shù)據(jù)中心的建設和IDC行業(yè)擴張會帶動對光器件的市場需求，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部、數(shù)據(jù)中心之間以及數(shù)據(jù)中心不同客戶之間的通信都將需要光器件來實現(xiàn)最終的信息傳輸。
數(shù)通市場光模塊的市場規(guī)模將受到全球數(shù)據(jù)中心建設周期的影響，預計2016-2018年全球光器件在數(shù)通市場將保持增長態(tài)勢，數(shù)通光器件產(chǎn)品市場規(guī)模將在2018年達到峰值（約467.51億美元）。
圖13：全球數(shù)通市場光器件市場規(guī)模預測
目前，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心服務器接口以10G為主，交換機接口以10G和40G為主。數(shù)據(jù)中心正處在從10G/40G朝25G/100G架構的升級前期，國內(nèi)三大基礎電信運營商都有強烈的從10G/40G向40G/100G、>100G演變的需求，阿里、百度數(shù)據(jù)中心在概念上開始啟用25G，未來高速率光模塊的需求將大幅提升。
SDN/NFV打造新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡架構
SDN是一種新型網(wǎng)絡架構，本質(zhì)是實現(xiàn)網(wǎng)絡可編程，通過將網(wǎng)絡設備控制面和數(shù)據(jù)面分離來實現(xiàn)網(wǎng)絡流量的靈活控制。轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離、控制邏輯集中和網(wǎng)絡能力開放是SDN的三個主要技術特點，能很好的滿足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡對集中網(wǎng)絡管理、靈活組網(wǎng)多路徑轉(zhuǎn)發(fā)、虛擬機部署和智能遷移、虛擬多租戶、IaaS等方面的需求。
基于SDN的云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡方案將是未來數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢。SDN在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型的過程中，一方面通過網(wǎng)絡統(tǒng)一規(guī)劃和資源統(tǒng)一調(diào)度提升計算和存儲設備的利用率，從而有助于降低數(shù)據(jù)中心的CAPEX；另一方面，SDN網(wǎng)絡體系有助于提升運維自動化水平，降低數(shù)據(jù)中心整體運維成本。
SDN將傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構進行軟硬件解耦后，網(wǎng)絡被細分成了硬件、操作系統(tǒng)和軟件三個水平的領域，而非三合一的垂直系統(tǒng)。SDN通過統(tǒng)一的控制器實現(xiàn)網(wǎng)絡整體控制，擁有全網(wǎng)拓撲視圖和狀態(tài)，并可以集中處理各項網(wǎng)絡業(yè)務。根據(jù)IDC市場預測，2016年全球SDN市場增長75.4%，預計到2021年，全球SDN市場規(guī)模將達到137.6億美元。
圖14：全球SDN市場預測（百萬美元）
目前，國內(nèi)SDN控制器的主要市場參與者包括華為、中興、星網(wǎng)銳捷、H3C、烽火通信、瑞斯康達、賽特斯、互聯(lián)港灣等；轉(zhuǎn)發(fā)硬件的主要參與者包括華為、中興、星網(wǎng)銳捷、H3C、烽火通信；應用軟件和服務的主要參與者包括H3C、華為、貝爾、賽特斯、中興等。
圖15：中國SDN控制器及軟件解決方案市場規(guī)模預測（億元）
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本文標題：未來數(shù)據(jù)中心三大關鍵點
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