數(shù)據(jù)中心：下一波技術創(chuàng)新的制高點

1、引言
　　
　　2020年3月4日，中共中央政治局常務委員會召開會議，研究當前新冠肺炎疫情防控和穩(wěn)定經(jīng)濟社會運行等重點工作，中共中央總書記習近平主持會議并發(fā)表重要講話。會上明確指出，要加大公共衛(wèi)生服務、應急物資保障領域的投入，加快5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度；要注重調(diào)動民間投資積極性。
　　
　　以前提到基礎設施建設，首先想到的是交通運輸、機場、港口、橋梁、通信、水利、供電等；而在新基建層面，國家提到的是5G、數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等內(nèi)容。顯然，新基建與傳統(tǒng)基建相比，信息化、數(shù)字化、智能化特征更明顯，對科技創(chuàng)新的要求更高。
　　
　　作為基礎設施的基礎設施，數(shù)據(jù)中心一直在底層默默無聞。但是，數(shù)字化日益普及的今天，數(shù)據(jù)中心將更能體現(xiàn)新基建“基建+科技”的內(nèi)涵。從基建的角度看，數(shù)據(jù)中心可以看作是一種特殊的建筑，需要做好風、火、水、電的設施配套；從科技的角度看，更是數(shù)字經(jīng)濟的支撐實體，發(fā)揮了數(shù)據(jù)計算、存儲和傳輸?shù)淖饔?。因此，對于?shù)據(jù)中心而言，如何蓋好建筑固然重要，但更重要的是如何進行技術創(chuàng)新，以便能更好地存儲和處理數(shù)據(jù)，滿足上層應用的需求，發(fā)揮促進數(shù)字經(jīng)濟增長的作用。
　　
2、理念決定架構
　　
　　人類正在邁入數(shù)字時代。據(jù)中國信息通信研究院的報告，2020年中國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模將超過32萬億元，占GDP比重的35%?？茖W技術是第一生產(chǎn)力，驅(qū)動數(shù)字經(jīng)濟高速增長的核心引擎是廣義的各類互聯(lián)網(wǎng)技術，如5G、數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)、AI和物聯(lián)網(wǎng)等。三十多年來，互聯(lián)網(wǎng)從窄帶走向了寬帶，從固定走向了移動，從PC走向了智能手機，從消費走向了產(chǎn)業(yè)，從文字走向了視頻，從通信服務走向了內(nèi)容服務，從信息互聯(lián)網(wǎng)走向了價值互聯(lián)網(wǎng)等。變化的背后是永恒，核心部分的永恒才可能支持外部的不斷演變?；ヂ?lián)網(wǎng)技術和應用滄桑巨變的背后，是其基本的設計理念。
　　
　　《辭海》對“理念”一詞的解釋有兩條，一是“看法、思想、思維活動的結果”，二是“理論、觀念”，通俗地說就是指相信了什么，與錯對無關?；ヂ?lián)網(wǎng)信奉開放、對等、自由和分布等基本理念，是當時社會思潮的產(chǎn)物。但理念是社會性的，一種理念經(jīng)常會持續(xù)幾代人，是“老不死的”。理念決定架構，架構決定實現(xiàn)。為了實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的這些基本理念，互聯(lián)網(wǎng)的架構設計采用了“智能終端傻網(wǎng)絡”的基本原則，即讓網(wǎng)絡本身盡可能地少干活，讓網(wǎng)絡邊緣盡可能地多干活，以TCP/IP技術的實現(xiàn)為代表。架構是理念與當時的工程技術融合的產(chǎn)物，經(jīng)?？梢猿掷m(xù)一代人的時間，是“不老死的”。實現(xiàn)與當下的具體環(huán)境有關，可以用當下最流行的技術，是“死不老的”。
　　
　　互聯(lián)網(wǎng)的這一架構設計，限制了網(wǎng)絡的基本職責和權利，把控制權交給了網(wǎng)絡邊緣（如服務器、云計算、智能手機和IoT等），從根本上決定了三十余年來，全球電信運營商普遍創(chuàng)新乏力和集體“淪落”成為了比特管道，只因電信運營商位于互聯(lián)網(wǎng)的中間。同時，相對傳統(tǒng)電信網(wǎng)的設計，這一架構把從網(wǎng)絡削弱下來的權利釋放給了邊緣，導致網(wǎng)絡邊緣的角色紛紛崛起，如互聯(lián)網(wǎng)公司、智能手機廠家和各類業(yè)務應用等。
　　
　　自20世紀90年代互聯(lián)網(wǎng)商用以來，下層支撐IP網(wǎng)絡的各類通信技術日新月異，IP支撐的上層互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務應用持續(xù)繁榮，但圍繞IP網(wǎng)絡的技術創(chuàng)新卻相對緩慢，整體上相對乏善可陳，因此幾十年來，呼吁替代和顛覆IP網(wǎng)絡技術的聲音從未間斷過。但反過來看，創(chuàng)新必須基于一些不變，也正是因為位于底層通信和上層應用之間的IP網(wǎng)絡技術保持了長期穩(wěn)定，才讓下層和上層技術可以縱馬馳騁；否則，如果每層都在“顛覆性”創(chuàng)新，互聯(lián)網(wǎng)迎來的將不會是創(chuàng)新的繁榮，而是根本無法協(xié)調(diào)的兼容性和互通性等爆炸性難題。
　　
3、控制權的遷移
　　
　　互聯(lián)網(wǎng)的架構設計，將盡可能多的控制權釋放給了網(wǎng)絡邊緣?？刂茩嘣谀睦铮瑥碗s性就在哪里，創(chuàng)新就在哪里。因此，三十多年來，互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新在網(wǎng)絡領域相對乏力的同時，創(chuàng)新的繁榮高度集中在網(wǎng)絡邊緣?；ヂ?lián)網(wǎng)大致有兩類網(wǎng)絡邊緣，一邊是用戶側的，如智能手機、APP、5G、IoT、家庭網(wǎng)絡和車聯(lián)網(wǎng)等；另一邊是服務側的，如網(wǎng)站、服務器、云計算和數(shù)據(jù)中心等。
　　
　　任何架構設計都是把雙刃劍?；ヂ?lián)網(wǎng)的基本設計理念，在把復雜性、控制權和創(chuàng)新力交給了網(wǎng)絡邊緣的同時，也就意味著同時把日常維護和安全防護等責任義務也一并交給了邊緣，讓位于邊緣的用戶和服務商面對自己的復雜性。這對服務商還好說，但對每個用戶就出現(xiàn)問題了，因為要普通用戶把自己變成計算機和互聯(lián)網(wǎng)專家，才可能得到優(yōu)質(zhì)而安全的互聯(lián)網(wǎng)服務，這是要求全球近40億互聯(lián)網(wǎng)用戶都成為技術專家。
　　
　　不能讓全球的互聯(lián)網(wǎng)用戶都成為計算機和互聯(lián)網(wǎng)專家，必須讓用戶不再承受復雜性之苦，才可能更好地普及和發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)。思路有兩條，一方面是盡量對普通用戶屏蔽復雜性，典型代表是智能手機去掉了鍵盤改為更友好的觸屏技術；另一方面，把用戶需要面對的復雜性從用戶遷移到云端，讓服務商去處理。
　　
　　TCP/IP把互聯(lián)網(wǎng)的控制權和復雜性放到了網(wǎng)絡邊緣，但沒有做進一步的區(qū)分用戶邊緣和提供商邊緣的職責分工。而云計算在延續(xù)互聯(lián)網(wǎng)“智能終端傻網(wǎng)絡”理念的同時，也擴展了這一架構的基本設計思路，把“智能終端”的功能做了進一步的安排，即把控制權和復雜性從消費者手中的“智能終端”進行轉(zhuǎn)移，越過中間的網(wǎng)絡，遷移到服務商的“智能終端”（即云端），從而大幅減少了用戶需要面對的復雜性。
　　
　　把復雜性遷移到云端，在解放了用戶的同時，也就意味著控制權和創(chuàng)新也從用戶手中轉(zhuǎn)移到了云計算/互聯(lián)網(wǎng)服務商。這意味著在互聯(lián)網(wǎng)架構2.0下，云計算以及云的同盟軍必將長期受益，比如下層的數(shù)據(jù)中心和上層的PaaS/SaaS等。
　　
4、數(shù)據(jù)中心將成為技術創(chuàng)新的高地
　　
　　數(shù)據(jù)中心就是網(wǎng)絡版的大型計算機，是云計算的骨骼，用物理身軀支持著云計算的發(fā)展。數(shù)據(jù)中心主要由兩部分組成，一是圍繞建筑的土地、配電、制冷和安防等基礎設施，二是機架、服務器、交換機和防火墻等IT設備。如果從基建的角度看，數(shù)據(jù)中心位于新舊基建的交叉口，像是傳統(tǒng)基建里做IT的、IT行業(yè)里做傳統(tǒng)基建的，是數(shù)字基礎設施的基礎設施。
　　
　　早期修建數(shù)據(jù)中心（即“機房”）的目的，是為了放置和維護昂貴而脆弱的大型機和小型機等，為用戶使用珍貴的計算資源提供基礎性環(huán)境服務。在還沒有PC的時代，如果要使用計算資源來辦公、運行游戲或編程等，需要預約“機時”，然后通過交通網(wǎng)絡把自己“人肉”送到機房。對比今天的云計算，可以把這種計算服務叫做“地計算”：機房管理員根據(jù)資源預約情況，手工做好計算資源的分時管理，讓多租戶能夠共享計算資源，只不過用戶要去計算資源那邊，而不是像云計算那樣計算要到用戶那邊。
　　
　　早期的機房主要是用來堆放計算機的，就像一個存放計算機的專用倉庫，沒有多少技術含量。到了互聯(lián)網(wǎng)時代，機房/數(shù)據(jù)中心的技術含量開始上升，但基本還是直接引進，比如從計算機、電信、電力和制冷等行業(yè)直接拿過來，再做些配置，幾乎不會針對數(shù)據(jù)中心環(huán)境做大的創(chuàng)新和優(yōu)化，因為專門針對數(shù)據(jù)中心場景做大的優(yōu)化根本就不劃算。
　　
　　互聯(lián)網(wǎng)的設計初衷是用于計算機之間的通信。但到了20世紀90年代中后期，WWW的發(fā)明直接改變了互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務流量模型，占主導地位的流量從通信類的對等（P2P）模式變成了瀏覽、購物等的客戶/服務器流量模式，這也導致互聯(lián)網(wǎng)上的服務器從通信服務的配角變成了內(nèi)容服務的主角，從后臺走到前端，與用戶直接面對面。于是，服務器的“服務地”和資源管理就愈發(fā)重要，讓提供資源的數(shù)據(jù)中心和管理資源的云計算從配角慢慢轉(zhuǎn)移到了舞臺中央。
　　
　　互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和流量的變化催生了云計算，云計算改變了數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心成了復雜性的聚集地，變成資源密集型、資本密集型，而且正在變成技術密集型，也將必然會發(fā)展為技術創(chuàng)新的新高地。
　　
　　事實上，圍繞數(shù)據(jù)中心的技術創(chuàng)新潮正在到來，這個過程是從上到下、由內(nèi)而外發(fā)生的。先是上層發(fā)生了云計算革命，然后倒逼下層的服務器、網(wǎng)絡和存儲等技術的進化；先是數(shù)據(jù)中心最核心的IT領域做出了改變，然后又外溢到非IT領域，如供配電和制冷等，這些非IT領域也開始與IT領域類似，開始走向開放化、標準化、模塊化和預制化等。
　　
5、結束語
　　
　　以開放數(shù)據(jù)中心委員會正在進行的項目為例，早期的工作重點是IT領域，比如計算方面的天蝎整機柜/多節(jié)點/OTII服務器等，網(wǎng)絡方面的SDN/智能網(wǎng)卡/無損網(wǎng)絡，以及存儲方面的企業(yè)級硬盤等，現(xiàn)在則是越來越多的新項目圍繞數(shù)據(jù)中心的非IT領域展開，比如供配電預制化、一體化的巴拿馬項目以及液冷技術等。數(shù)據(jù)中心正在從拿來主義的技術輸入方，正在發(fā)展出自己的新技術，并形成自己的新生態(tài)，未來必將溢出到更多場景成為技術的輸出方，轉(zhuǎn)變成技術創(chuàng)新的高地和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基石。
　　
　　新基建政策必然會促進數(shù)據(jù)中心更快的發(fā)展，將對完善數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)自身格局、帶動投資促進經(jīng)濟穩(wěn)定增長、加強相關產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化水平，以及推動信息化進程、提高我國信息科技實力等起到更加重要的作用。