隨著信息通信技術與節能技術的不斷成熟與發展,綠色數據中心受到了越來越廣泛和深入的關注,綠色節能是大數據、云計算、互聯網交叉學科領域的熱點和難點研究問題之一。出于建立高效、可靠的數據中心基礎服務平臺和數據中心增值服務、云服務和綠色節能服務的需要,綠色數據中心建設過程中的關鍵技術如規劃設計、節能降耗和核心競爭力引起了廣大學者的極大關注,如今綠色節能已成為十分活躍的研究領域,綠色數據中心是大數據產業發展的前提和關鍵。
本書研究的主要目標是根據綠色數據中心能耗成本優化和核心競爭力相關理論與處理技術,利用貴安新區目前已有綠色數據中心作為典型案例,探討綠色數據中心發展的關鍵技術,以期完成安全、可靠、智能、高效、綠色、經濟的綠色數據中心能耗監控系統建設。本書比較系統地研究IT設備、機房和管理規劃,能耗結構、節能措施、能耗成本優化、能耗監控和虛擬化能耗節省,核心競爭力影響因素、核心競爭力構建和綠色數據中心關鍵指標等關鍵問題。在云計算、大數據、互聯網+、工業自動化、生物醫學工程、高性能計算和智能制造等領域具有重要的理論意義與廣闊的應用前景。
目前,對于大型數據中心的綠色環保研究主要體現在UPS系統、制冷系統、機房布局、服務器系統等單個專業系統的監測、設計與防護措施等方面,缺乏系統性的規劃方法與具體的操作流程。本書依據相關理論和作者多年的實踐經驗,首先對綠色數據中心的總體規劃方法進行研究,根據未來的發展趨勢提出基于虛擬化架構的模塊化規劃方法,給出其規劃目標、原則、框架與具體步驟。然后,從IT設備規劃、機房工程規劃、系統管理規劃等三個方面對其具體規劃進行詳細分析與深入研究。
當前,數據中心所使用的能源僅有一半消耗在IT設備負載上,另一半則消耗在包括電源、空調設備在內的網絡關鍵物理基礎設備上。因此,本書從基礎建設節能、運營的管理效率等方面來衡量一個數據中心是否為“綠色”。通過研究數據中心耗能結構、監控接口協議、傳輸方法等,設計綠色數據中心能耗監控系統的框架結構、實施方案、監控對象、功能實現等。近年來,云計算數據中心能耗成本控制問題已經吸引了工業界和學術界的廣泛關注,成為當前的研究熱點。本書研究大規模云計算數據中心能耗成本的建模、控制和優化問題。隨著“軟件定義的數據中心”的提出,運用虛擬化手段對數據中心進行節能管理將成為主要發展方向。本書以構建虛擬化的綠色數據中心作為研究出發點,通過虛擬化手段將數據中心的物理資源變成邏輯的資源集,并采用模塊化的方式對物理資源進行封裝部署,然后對模塊化的數據中心設備進行動態調度管理,提高設備的整體利用率,從而節約整個數據中心的能耗成本。
本書在對核心競爭力相關理論大量文獻研究綜述的基礎上,以綠色數據中心為研究對象,把核心競爭力的一般性理論引入綠色數據中心行業中,在借鑒Prahalad和Hamel核心競爭力的基礎上構建綠色數據中心的核心競爭力研究的理論框架,對綠色數據中心核心競爭力的理論內涵、綠色數據中心核心競爭力的特點進行比較系統的論述,提出提升綠色數據中心核心競爭力的建議。
本書是作者在貴州財經大學信息學院從事多年信息化和大數據關鍵技術研究及對本科生、研究生教學的基礎上編寫的,書中不但包括首次接觸本學科的讀者所需要具備的基礎知識,而且較系統地探究近年來國內外綠色數據中心發展研究的重要成果。本書首先系統地介紹綠色數據中心發展的理論與技術基礎,包括綠色數據中心的總體規劃方法、綠色數據中心管理框架、綠色數據中心節能技術、綠色數據中心核心競爭力、綠色數據中心關鍵指標等;然后結合貴州實際,深入闡述貴安新區綠色數據中心發展優勢、貴州綠色數據中心發展典型案例、貴州高校綠色數據中心設計與實現:最后進行綠色數據中心發展總結與展望。作者在國家級核心期刊和重要學術會議IEEE、ACM上發表了相關研究論文40余篇,其中國際三大檢索系統SCI,EI、ISTP收錄20余篇,為本書的編寫奠定了一定的理論基礎。本書第1章、第6章和第8章由文靜華編寫,其余各章由張梅編寫。
本書的出版得到了2013年度中央財政支持地方高校重點學科建設經費的資助,本書作者在研究工作中還獲得多方面的研究基金的資助,包括2012年度國家自然科學地區基金(項目編號:41261094)、.2016年度貴州省科技廳科技基金(項目編號:黔科合基礎[2016]1020)和2016年度貴州省教育廳自然科學拔尖人才基金(項目編號:黔教合KY字[2016]069)。作者對組織這些研究基金的相關部門,如國家自然科學基金委員會、貴州省科技廳和貴州省教育廳等表示感謝;作者還特別感謝貴安新區管理委員會的歐陽武,工業和信息化部電子第五研究所的謝少鋒、王勇、蔣春旭、申中鴻等提供的技術資料和悉心指導。感謝貴安新區大數據產業發展領導小組辦公室的肖凌青、吳勇等,他們在本書的編寫過程中一直給予幫助、鼓勵和支持,使得本書的寫作得以順利完成。
十分感謝貴州財經大學的郭長睿、馬思根、衛劍、將合領、喻曦、彭星星、劉歡、李爽等,本書介紹的許多工作是作者與他們在合作中完成的。
綠色數據中心發展研究的內容非常寬廣,與它相關的學科也很多,由于作者學識有限,書中不足之處在所難免,敬請讀者不吝批評指正。
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