海底數據存儲提升

『壹』 為什麼微軟要把數據中心設在水下數據中心製冷有多花錢

從數據分析來看數據中心無疑是「能耗大戶」。一個超大型數據中心每年的耗電量近億度。2018年全國數據中心消耗的總電量為1608.89億度電，比上海市2018年全社會用電量（1567億度）還要多，相當於三峽大壩全年的發電量。

微軟、谷歌、阿里巴巴、騰訊等互聯網巨頭構建綠色高效的數據中心，作為綠色節能技術的行業推動者和踐行者，已經不僅僅是企業基於自身經營需要，同時也是企業乃至整個行業都需要肩負的重大社會責任。以上個人淺見，歡迎批評指正。認同我的看法，請點個贊再走，感謝！喜歡我的，請關注我，再次感謝！

『貳』 掏空大山、沉入海底互聯網大廠的伺服器為什麼要這么處理

全球的互聯網公司里最重要的莫過於它們的伺服器，一旦伺服器發生故障後果不堪設想，在我們的認知里這些公司的伺服器一定是放在非常重要的地方。但其實全球很多公司的伺服器存放的地方，可能令網友們大吃一驚， 例如微軟的伺服器是放在大海里，阿里巴巴將自家伺服器放在了著名景區千島湖的湖底，蘋果的伺服器則是放在了我國貴州，騰訊、華為同樣將伺服器放在貴州大山裡。

2014年微軟開始著手將伺服器放置於水下的計劃 ，同年開始在海里做投放實驗，他們將300台電腦的伺服器，放置進一個重約十七噸的密封艙內，該密封艙是全鋼制的。而且密封艙內同時還裝載著100多個感測器，岸上的工作人員隨時可以通過這些感測器感知到水壓和溫度，便於及時發現並處理特殊情況，一切就緒後微軟的團隊將這個密封艙投入加州海岸的近海區。

第一次試驗結束後，為證明海底數據中心是可行的， 2019年微軟又進行了第二次海底數據試驗， 這次的實驗規模更大，裝載的電腦伺服器更多，一共有864台電腦伺服器，相比較第一次的鋼制密封罐，這次試用的密封設備更像一艘小型潛艇，它的長度超過十米，而這次的實驗周期為期五年。

同樣將伺服器放在水裡的還有阿里巴巴，阿里將自家伺服器藏在了千島湖裡面，去過 旅遊 的遊客應該有聽導游介紹過吧。伺服器在運行過程中會散發大量熱氣，此時必須做好散熱，不然可能會有燒壞的風險。而為了保護環境，減少碳排放，阿里便將伺服器放在了湖底。千島湖地區平均溫度在18攝氏度左右，湖水更是能讓數據中心節省8成以上的製冷能源。如此以來一年便可減少1萬噸的碳排放

華為也有類似儲存伺服器的舉動，與微軟將伺服器放進海下不同的是， 華為是將伺服器存放在山洞裡 。2017年時候華為在貴州貴安新區的七星湖數據中心，開始著手建立自己的伺服器中心， 據悉，該數據中心第一期項目就已經有40萬平方米，可以存放伺服器約為60萬個，華為在這里共存放了170多個的伺服器。 這樣大規模的項目幾乎將一座山掏空，未來可能還會繼續擴大規模。

為什麼這些互聯網公司，會將這么重要的伺服器放在這些看似「不靠譜」的地方呢？特別伺服器還非常怕水，微軟不怕伺服器進水嗎？其實原因很簡單，伺服器怕水同樣怕熱，普通電腦機房的溫度就會讓人受不了，何況是這些互聯網公司的數據中心。所以散熱一直是讓這些 科技 公司頭疼的問題，特別是夏天，為這么龐大的伺服器組織冷散熱也是一筆很大的支出。

據相關數據表明，如華為微軟這種大型互聯網公司，每天為數據中心散熱所需要的電力成本，就占所有成本的20%以上，其中又有40%以上是用於製冷消耗。 全球的互聯網為公司的數據中心，每年用在為伺服器散熱的電量，是全球每年用電的2%。 這個數據已經非常龐大了，相當於一些國家一年的用電量了。所以如何更加節能減排為伺服器散熱，是許多互聯網公司都在積極尋求的，微軟使用的「水冷」就是一個很好的解決方案。

據微軟表示將水下數據中心放進海底105天後，他們發現這個密封艙的溫度會隨著海水的流動而消散，目前效果還算不錯，但密封艙附近的海水會有少許上升，約為正常海水溫度的千分之一。不過要是大規模使用這種方式可能還有些困難，畢竟微軟的數據中心可不止幾百台電腦，而且放進海底維護起來可能也有諸多不便。

像華為選擇把伺服器存放在山洞中的方案，維護起來就更方便一點，唯一問題就是前期挖隧道需要一些投入。而且貴州氣溫受山地影響，常年溫度都維持在20多度不冷不熱，而且夏天的夜晚山裡溫度非常低，山洞內的溫度就要更低一些。 另外，貴州的用電非常便宜，一度電僅0.35元左右，而且在貴州的水力發電非常成熟，可以減少火力發電的污染。

不僅是華為，例如蘋果，騰訊也在這個地區有自己的數據中心，就連國家大數據中心也是在這個地方。這里存放著全球一半以上的國家管理數據，同時貴州也是全球最大的數據中心。另外，如亞馬遜，360等公司，他們將數據中心存放於寧夏地區，目的也很簡單，就是利用當地的自然氣候達到為伺服器降溫的目的。

『叄』 海量數據存儲

存儲技術經歷了單個磁碟、磁帶、RAID到網路存儲系統的發展歷程。網路存儲技術就是將網路技術和I/O技術集成起來，利用網路的定址能力、即插即用的連接性、靈活性，存儲的高性能和高效率，提供基於網路的數據存儲和共享服務。在超大數據量的存儲管理、擴展性方面具有明顯的優勢。

典型的網路存儲技術有網路附加存儲NAS（Network Attached Storage）和存儲區域網SAN（Storage Area Networks）兩種。

1）NAS技術是網路技術在存儲領域的延伸和發展。它直接將存儲設備掛在網上，有良好的共享性、開放性。缺點是與LAN共同用物理網路，易形成擁塞，而影響性能。特別是在數據備份時，性能較低，影響在企業存儲應用中的地位。

2）SAN技術是以數據存儲為中心，使用光纖通道連接高速網路存儲的體系結構。即將數據存儲作為網路上的一個區域獨立出來。在高度的設備和數據共享基礎上，減輕網路和伺服器的負擔。因光纖通道的存儲網和LAN分開，使性能得到很大的提高，而且還提供了很高的可靠性和強大的連續業務處理能力。在SAN中系統的擴展、數據遷移、數據本地備份、遠程數據容災數據備份和數據管理等都比較方便，整個SAN成為一個統一管理的存儲池（Storage Pool）。SAN存儲設備之間通過專用通道進行通信，不佔用伺服器的資源。因此非常適合超大量數據的存儲，成為網路存儲的主流。

3）存儲虛擬化技術是將系統中各種異構的存儲設備映射為一個單一的存儲資源，對用戶完全透明，達到互操作性的目的和利用已有的硬體資源，把SAN內部的各種異構的存儲資源統一成一個單一視圖的存儲池，可根據用戶的需要方便地切割、分配。從而保持已有的投資，減少總體成本，提高存儲效率。

存儲虛擬化包括3個層次結構：基於伺服器的虛擬化存儲、基於存儲設備的虛擬化存儲和基於網路的虛擬化存儲。

1）基於伺服器的虛擬化存儲由邏輯管理軟體在主機/伺服器上完成。經過虛擬化的存儲空間可跨越多個異構的磁碟陣列，具有高度的穩定性和開放性，實現容易、簡便。但對異構環境和分散管理不太適應。

2）基於存儲設備的虛擬化存儲，因一些高端磁碟陣列本身具有智能化管理，可以實現同一陣列，供不同主機分享。其結構性能可達到最優。但實現起來價格昂貴，可操作性差。

3）基於網路的虛擬化存儲，通過使用專用的存儲管理伺服器和相應的虛擬化軟體，實現多個主機/伺服器對多個異構存儲設備之間進行訪問，達到不同主機和存儲之間真正的互連和共享，成為虛擬存儲的主要形式。根據不同結構可分為基於專用伺服器和基於存儲路由器兩種方式。①基於專用伺服器的虛擬化，是用一台伺服器專用於提供系統的虛擬化功能。根據網路拓撲結構和專用伺服器的具體功能，其虛擬化結構有對稱和非對稱兩種方式。在對稱結構中數據的傳輸與元數據訪問使用同一通路。實現簡單，對伺服器和存儲設備的影響小，對異構環境的適應性強。缺點是專用伺服器可能成為系統性能的瓶頸，影響SAN的擴展。在非對稱結構中，數據的傳輸與元數據訪問使用不同通路。應用伺服器的I/O命令先通過命令通路傳送到專用伺服器，獲取元數據和傳輸數據視圖後，再通過數據通路得到所需的數據。與對稱結構相比，提高了存儲系統的性能，增加了擴展能力。②基於存儲路由器的SAN虛擬化，存儲路由器是一種智能化設備，既具有路由器的功能，又針對I/O進行專門優化。它部署在存儲路由器上，多個存儲路由器保存著整個存儲系統中的元數據多個副本，並通過一定的更新策略保持一致性。這種結構中，因存儲路由器具有強大的協議功能，所以具有更多的優勢。能充分利用存儲資源，保護投資。能實現軟硬體隔離，並輔有大量的自動化工具，提高了虛擬伺服器的安全性，降低對技術人員的需求和成本。

『肆』 為什麼微軟要把數據中心設在水下

是因為微軟公司為了減少散熱成本。大家都知道，數據中心的運轉會散發大量熱量，若不及時散熱就就極其可能燒毀伺服器。但是增加散熱設備又會加大電力使用，從而增加成本，於是微軟的工程師們想出了一些「奇特」的方法——將數據中心存放於水下。數據中心散熱量很大，尤其是數據高峰時，會加大伺服器的運行壓力，同時也會加速工作，產生熱量也較多，如果不能及時降溫，就會有燒壞的風險。

微軟公司表示，今後會將更多的數據中心建設在水下，並廣泛進行落實。不得不說，微軟真是一個非常有想法的科技創新型公司！微軟能有今天的成就，離不開每一位研發人員和工作人員的辛勤付出。不過想到以後的海洋中，不僅有海底隧道，海底電纜、還會有數據中心，是不是會感覺很神奇。