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01-网络技术与数据中心漫谈

01-网络技术与数据中心漫谈

作者: 船长1492 | 来源:发表于2018-08-09 14:15 被阅读13次

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人类社会向前发展的许多方面都是问题导向的,为了满足自身的需求而解决问题,为了解决问题制定解决方案,解决方案通常有很多种,于是就有衡量解决方案优劣的标准,这个标准就是效率。今天我想就解决方案和效率这两方面谈一谈网络技术及数据中心的发展。

人类最早的沟通方式是通过手脸等部位的动作表情来进行的,这种方式能够表达的内容有限,于是产生了语言,语言不便于记录,于是诞生了文字,文字不便于传播,于是有了书籍。

最早的书籍是刻在龟壳上的文字,龟壳面积狭小,记载内容有限,于是出现了简书,用竹条编排成的书写工具,文字是刻在竹简上的。竹简沉重,文字刻制费时费力,它的可替代品写在绢帛上的帛书昂贵,廉价的解决方案纸就诞生了。

人们用笔在纸上写诗作画,不但记录了信息,而且也便于传播。手工书写的书籍数量很少,失传了可是极大的损失,一些伟大经典,更需要发扬光大,流传后世,于是有了印刷术。至此批量化信息记录生产方式诞生了。

然而用纸记录信息的方式并不完美,体积较大,不容易更长久的保存,而且是一种间接的沟通方式。若论信息传递的效率,面对面的交流显然更加快速高效,于是产生了电报和电话。电报和电话解决了时间和空间的问题,解决了简单信息传递和实时语言交流的问题,但是仍然没能解决复杂大量信息传递的问题。比如通过电报或电话传递纽约和伦敦两个证券交易所股票交易的价格,显然是及其低效的。

时间继续向前推进,解决方案层出不群,这一系列过程都是满足需求,解决问题的过程,解决方案彼此竞争,效率最高的解决方案最终胜出。在各种技术竞相争夺话语权的过程中,网络技术的出现令局面焕然一新。

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网络技术是伴随计算机技术而产生的。最早的计算机有几个房间加起来那么大,后来体积逐渐变小,计算能力逐渐增强。计算机是负责处理和分析信息的设备,从这一点来看,它与人有共同点,人也是无时不刻在处理和分析接收到的信息。无论是现在的还是早期的计算机科学家总在思考一个问题:如何让计算机像人一样工作。

既然要像人一样工作,那么计算机之间,人与计算机之间就会存在沟通和交流问题。人与计算机之间的交流很容易做到:我们通过鼠标,键盘,显示器这些输入设备输入计算机能够理解的命令或者程序代码即可。计算机之间的沟通与交流如何解决呢?最容易想到的就是在计算机之间建立一条连接,瞧,网络诞生了。

最初的网络存在于局部区域,比如一个房间的几台电脑,一栋楼的各个房间,一个园区的各栋建筑之间,这种基于局部区域搭建的网络称为局域网。局部区域之间也有数据信息传输的需求啊,于是出现了区域与区域之间的连接方式——广域网。广域网泛指物理空间跨度较大的网络连接方式,比如一个城市的几个园区之间,城市之间,城市与省会之间甚至国家与国家之间。这种国家与国家建立起来的网络最有名的就是互联网。

互联网是一种网状结构,我们日常生活中最常见的可能是羽毛球或者网球的网,它由点和线构成,网络技术中的网也是一样,我们把线叫做线路,把点称为节点。在一栋大楼里,一台电脑可以看成是一个节点;在一座城市里,一栋大楼可以看成是一个节点。

就像我们以宇宙视角来看,银河系是一个节点,以太阳系视角来看,地球是一个节点一样。如果把一座大楼看成一个节点,那么这个节点中可不止一台电脑,而是由许多网络设备和电脑组成的一个局域网络结构。数据中心就是这样一个局域网络结构。

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数据中心顾名思义就是存储数据信息的场所。为什么会有数据中心?早期的数据信息是存储在书上的,计算机技术发展起来以后,像文档,视频这样的数据存储到了电脑硬盘上,由于电脑硬盘容量有限,无法存储较大的数据量,专业的存储数据的存储设备诞生了,这些存储设备通常比单个计算机的存储量大的多。

起初存储设备直接接到计算机上,本地使用没有问题,但是跨区域访问就比较麻烦,通常的做法是手工复制。网络技术出现以后,很容易就能想到把存储设备放到网络中的某个位置,所有网络中的计算机共享存储在存储设备中的数据的方式。这就是基于网络的存储设备。数据存储在本地还是远端是相对而言的,比如对于同一栋大楼的另外一个房间,我所在的房间是本地,对于这个城市的另外一栋大楼,我所在的大楼就是本地。

如果数据的存储十分零散,所有大楼之间的数据都通过网络传输,必定要占用大量的网络线路的带宽资源,尤其是在网络线路带宽较小的情况下。于是,我们很容易想到,如果把数据存放在固定的场所,节点之间相互通信不是节点之间直接进行,而是将各节点的数据统一放在这个固定的场所,大家都访问那里的数据,效率不是就提高了吗。这个固定的场所就是数据中心。

数据中心是一种中心化的数据处理和存储方式,中心化一定就是好的吗?要看具体情况。从80年末期到90年代初期,整个工业界的趋势走向分布式及部门式管理。为了提高效率,系统结构从集中式走向分布式,并且逐步演变成难以控制的分散式架构,难于管理。

随着如网络带宽提升等技术方面的进步,中心化管理重新登上历史舞台,因为它解决了分散式架构的一些弊端。随着技术的进一步发展,现在又涌现出了很多去中心化的技术,比如区块链,P2P等,这些技术都在一定程度上解决了中心化技术的一些问题,由此可见,无论是中心化还是去中心化不过是两种不同的解决方案,具体采用哪种,关键还是要看衡量解决方案的标准——效率。

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讲了信息传递和技术发展的逻辑,介绍了网络技术和数据中心的一些基本要素,我们应该可以看到互联网的一张全景图。互联网是一个网状结构,网状结构由线路和节点组成。

从互联网全局来看,线路是跨越国家的光缆,节点是由国家或组织进行管理的区域性网络;我们把这个区域性网络放大,又出现了区域性的网状结构,线路是国家内部的光缆传输线路,节点是各省或者其它类似组织管理的区域性网络;我们再把这个网络放大,还会出现更小的区域性网络结构,这些结构由数据链路连接起来,被某一机构统一管理;还可继续放大,最终可以追溯到一栋大楼甚至一台电脑。

数据中心只是互联网当中很小的一个管理单位,它可能是一栋建筑的地下室,也可能是一栋大楼的21层,还可能是占地十几公顷的一片园区。

在接下来的日子里,让我用简单的方式带你了解网络技术及数据中心。

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