云计算与大数据技术 王鹏 黄焱 安俊秀 张逸琴 第9章-服务器与数据中心 新.ppt

云计算与大数据技术 目 录 第1章　 云计算与大数据基础 第2章　 云计算与大数据的相关技术 第3章　 虚拟化技术 第4章　 集群系统基础 第5章　 MPI—面向计算 第6章　 Hadoop—分布式大数据系统 第7章　 HPCC—面向数据的高性能计算集群系统 第8章　 Storm—基于拓扑的流数据实时计算系统 第9章　 服务器与数据中心 第10章 云计算大数据仿真技术 第9章　 服务器与数据中心 《云计算与大数据技术》 第9章　 服务器与数据中心 9.1 数据中心的发展历史 9.2　数据中心的基本单元——服务器 9.3　数据中心选址 9.4　数据中心的能耗 9.1 数据中心的发展历史 1. 数据中心的定义 数据中心是用于存放计算机系统和与之配套的网络、存储等设备的综合系统，数据中心需要具备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。 谷歌在其发布的《The Datacenter as a Computer》一书中，将数据中心定义为：多功能的建筑物，能容纳多个服务器以及通信设备，这些设备被放置在一起是因为它们具有相同的对环境的要求以及物理安全上的需求，并且这样放置便于维护，而并不仅仅是一些服务器的集合。 9.1 数据中心的发展历史 2.数据中心的发展历程 第一阶段：巨型机时代。 20世纪60年代以前，计算机使用大量的真空管作为计算部件，部件之间需要大量的线缆连接，计算机的操作和维护很复杂，其总功率很大，往往超过100万千瓦/时，需要专门的供电和制冷系统，计算机的体积庞大，需要一两百平方米的房间来存放，而且当时的计算机主要用于军事用途，单独存放巨型计算机的房间就是今天“数据中心”的雏形。 9.1 数据中心的发展历史 数据中心的鼻祖—大型机ENIAC 在第二次世界大战期间，美军为了研制新型武器，在马里兰州的阿伯丁设立了“弹道研究实验室”。但是研制新型机所需的计算量让研究人员大为头疼，200名计算快手不停地计算，但是效率还是很低，他们迫切需要一种新型的计算器来完成这些繁重的计算。当他们正在为这一问题头疼的时候，宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。 9.1 数据中心的发展历史 1946年2月14日，人类收到了一个庞大的情人节礼物，ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机）正式诞生，这是一个长30.48米，宽1米，重达30吨，功率超过174千瓦/时，体内安装了18000个电子管，花费48万美元。它能在1秒内进行500次加法运算或400次乘法运算，运算速度是当时最快的继电器计算机的1000倍，是手工计算的20万倍，ENIAC是世界上第一台真正意义的数字电子计算机，如图9.1所示。 9.1 数据中心的发展历史 这台计算机的总占地面积约170平方米，采用电子真空管作为运算部件，电子射线管作为存储部件，没有内存储器。 其运行和维护很复杂，每执行一个新的运算任务需要像搭积木一样把运算部件进行重新搭配一遍，其电子管平均15分钟就要烧坏一只，因此需要有专人24小时进行值班维护。 ENIAC被公认为是“数据中心”的鼻祖。 9.1 数据中心的发展历史 第一台晶体管计算机—IBM 7070 到了20世纪60年代，计算机的真空管部件逐渐被晶体管所取代，计算机的体积大幅减小，运算速度快速提升、可靠性大幅增强，同等性能的计算机造价比晶体管时代大幅下降。 IBM的7070型大型机（如图9.2所示）是世界上第一台晶体管计算机，这台计算机使用穿孔卡片，有32KB的内存，用户数据在内存和一台磁鼓之间切换。 美国航空公司和IBM联合开发了Sabre航空订票系统，该系统使用了两台7070型大型机，放在一个单独设计的数据中心，每天处理84000个航空电话业务，自此计算机开始用于商业用途，企业级数据中心开始出现。 9.1 数据中心的发展历史 第二阶段：微型计算机/PC时代。 到了20世纪70~80年代，小型计算机产业发展迅速，计算机朝着体积更小、性能更强的方向发展。 1973年世界上第一台具有桌面图形界面和鼠标键盘的计算机Xerox Alto（如图9.3所示）问世，Xerox Alto成为此后苹果公司Macintosh和SUN公司Workstation的灵感来源，也是第一个所见即所得应用程序和第一个真正的Smalltalk集成开发环境的硬件平台。 1988年CRAY Y-MP巨型计算机（如图9.4所示）的面市推动了高性能数据中心的发展，当时美国国家大气研究中心的计算中心就采用了这种机型。 9.1 数据中心的发展历史 9.1 数据中心的发展历史 这段时间，很多企业开始使用小型化