什麼是資料中心？定義、類型與組成元件

資料中心是現代運算的骨幹，容納為數位服務提供動力的伺服器、儲存設備與網路設備。我們的指南深入介紹資料中心的元件、設計與管理。

了解不同類型的資料中心，包括地端、主機代管與雲端設施，以及它們各自的獨特特性。探索實體安全、環境控制與備援在確保資料中心基礎架構可靠性與可用性方面的重要性。

隨時掌握資料中心管理的最新趨勢與最佳實務。

資料中心的類型

廣義而言，資料中心可分為三種類型：企業型（地端）資料中心、雲端資料中心，以及代管資料中心／主機代管資料中心。每種類型都有各自的優點與缺點，因此適用於不同情境。

• 企業型（地端）資料中心 – 這種類型的資料中心位於整體企業或組織的場址內，通常設於 IT 部門。它通常是由伺服器電腦與相關硬體所組成的配置，且這些設備通常安裝於機架中。較小型的企業可能會將其稱為「伺服器室」，甚至是「伺服器機櫃」。
• 主機代管設施與代管資料中心 – 當企業發展到已無空間容納自有資料設備（及／或沒有足夠的 HVAC 容量來滿足其冷卻需求），但仍希望對該設備保有完整控制權與所有權時，主機代管設施可能就是答案。主機代管設施出租其他公司伺服器所需的空間與基礎設施。託管資料中心的運作方式類似，但資料中心同時擁有運算硬體及其對應的基礎設施。在託管資料中心的安排中，企業租用設備與基礎設施，並依賴資料中心公司維持其運作。
• 公有雲資料中心 – 伺服器服務在「雲端」中執行，企業以服務形式支付資料中心營運費用。實體伺服器、資料儲存與基礎架構則完全交由雲端資料中心本身負責。雖然名義上位於雲端，運算與儲存資源最終仍位於供應商的實體資料中心。

雖然企業資料中心相對容易建置與使用，但隨著公司成長，可能會考慮使用託管資料中心或主機代管資料中心設施。或者，以公有雲為基礎的資料中心具有近乎無限擴充的優勢，而企業可以透過支付費用，將其營運所涉及的許多工作委外處理。然而，安全性與基礎架構最終並不由公司掌控，這可能是優勢，也可能是問題，取決於您的業務情境與規模。

資料中心基礎架構元件（架構）

如下所列，資料中心使用各式各樣的基礎架構元件，彼此協同運作以執行資料管理任務。這些元件，以及它們彼此如何協同運作和設施的實體配置，統稱為資料中心的架構。架構也可指資料中心的效能 Tier（I – IV），這在很大程度上是其可靠性的指標，將於下一節討論。

伺服器（運算）

伺服器是構成資料中心運算能力的個別電腦。在資料中心的使用情境中，伺服器通常以下列其中一種形式存在，且需要具備足夠的效能，才能及時回應其他電腦（此處稱為用戶端）的請求。從更廣泛的意義來看，伺服器可以是任何會自動回應其他電腦請求的電腦。任何電腦都可以設定為伺服器，但在資料中心的情境中，通用型電腦通常無法勝任此任務。

• 機架式伺服器 – 外形與披薩盒相似，可滑入機架中。每台伺服器都具備自己的運算元件、電源供應與網路設備，而多台伺服器通常會在機架中由上而下堆疊。
• 刀鋒伺服器 – 刀鋒伺服器比機架式伺服器更小， предназначены for high-density installation. 雖然功能強大，但受限於實體限制，通常無法像機架式伺服器那樣容納同樣多的硬碟或記憶體插槽。電源與散熱元件由機箱共用。

儲存系統

伺服器的儲存系統主要有三種類型：

• 直接附加儲存（DAS） – 直接連接至伺服器的資料儲存（例如，電腦硬碟就是 DAS 的一種簡單形式）。
• 網路附加儲存（NAS） – 透過標準乙太網路連線提供資料儲存。NAS 儲存通常位於其專用的單一或多台伺服器上。
• 儲存區域網路 – 使用專用網路與技術的共享資料儲存，可提供極高效能、資料保護、可擴充性與管理能力。

網路

網路設備的部署規模必須與伺服器的能力相稱。不同於家庭或小型企業的路由器配置，資料中心會配備各式各樣的交換器與其他資料傳輸元件，而這些元件需要在（可能）極大規模下進行升級與維護。

電源供應與纜線管理

資料中心中的每台伺服器與儲存系統都必須供電，而在大規模環境下，這可能是極為龐大的需求。實體纜線也會需要大量空間，因此應盡可能加以整理並減至最少。

備援與災難復原

系統架構應進行設定，使故障或入侵對營運造成的中斷降到最低。相關能力將於下一節以四個層級說明。

環境控制

輸入資料中心的電力會用於處理作業，最終轉化為熱能。雖然標準電腦的處理器通常可由簡單風扇維持冷卻，但資料中心的處理能力比消費型 PC 高出許多數量級，因此需要更強大的散熱能力。資料中心的 HVAC 系統必須設計為能處理這些多餘熱能，也可導入液冷解決方案來傳輸熱能。

實體安全

高等級的資料中心必須透過攝影機、圍欄與入口掃描器等設備，以及人工保全人員來進行實體防護。消防抑制也屬於此範疇，任何針對自然災害的準備亦然。

資料中心評級與備援等級

資料中心可分為四個效能層級，這些層級大致與可靠性和安全性相關。這些層級可作為快速參考，協助判斷資料中心的能力，也可作為強化您自身網路的操作指南。 標準 包括以下內容：

• Tier I – 需要不斷電系統 (UPS) 來應對短暫停電、發電機來應對較長時間的停電、冷卻設備，以及專用的 IT 營運區域。值得注意的是，Tier 1 設施需要為排定的預防性維護而關機。
• Tier II – 增加備援電力與冷卻系統，以提升對非預期停機的防護。可在不停機的情況下進行元件更換。
• Tier III – 增加電力與冷卻能力的備援配電路徑。設備維護或更換時不需要關機。
• Tier IV – 具備多個備援、獨立且實體隔離的系統，這些系統共同運作，以確保某一系統中斷時不會影響其他系統。理論上，Tier IV 系統不易因未規劃事件而中斷，但如果某個隔離系統因維護而停用，發生中斷的機率就會增加。

視業務需求而定，內部資料中心可能是合適的選擇，或者異地 Tier III 或 IV 資料與運算設施可能更適合（無論是用於主機代管或透過受管運算硬體）。或者，採用公有雲型伺服器解決方案也可能是合適的選擇，讓企業無需為此轉型投入大量技術資源即可擴展規模。

相關資源

若要進一步了解資料管理主題，也請參閱我們關於延遲的文章。優異的資料中心配置有助於將延遲時間降到最低（這是好事），而不足的運算與資料傳輸資源則會導致效率較低的配置。這不只是單純的不便；幾秒鐘的延遲一次次累積，日復一日、員工一位接一位，可能導致生產力大幅下降。對於面向公眾的應用程式而言，延遲可能意味著客戶感到挫折，甚至流失客戶。

Unleash AI-Powered Cybersecurity

Elevate your security posture with real-time detection, machine-speed response, and total visibility of your entire digital environment.

Get a Demo

結論

資料中心對我們現代以網路為中心的運算環境極為重要，因為它們是雲端運算主要發生的實體位置。資料中心容納伺服器、儲存設備與網路設備，以及支援這些機器運作的電力與冷卻基礎設施。它們支援從個人與小型企業的遠端儲存，到線上商務、串流與 AI 服務的大規模運算需求等各種用途。