Розподілені хмарні дата-центри. Глави з книги. Глава 1.

Швидкий розвиток надширокосмугових комунікаційних мереж, створення програмно-конфігуруються мереж SDN (software defined network) з поділом рівнів передачі даних і управління мережевими елементами, а також розвиток інших технологій хмарних обчислень (cloud computing) породили безліч нових методів створення і експлуатації дата-центрів (ЦОД , центрів обробки даних). Ці методи дають можливість значно поліпшити параметри традиційних дата-центрів, повністю реалізувати можливості їх обладнання, вдосконалити архітектуру мережі дата-центрів відповідно до вимог галузі, а також скоротити інвестиції, час розгортання, енергоспоживання, підвищити використання наявних ресурсів і вирішити проблему ізоляції систем, шляхом централізованого будівництва дата-центрів, прискорити виведення послуг на ринок, знизити високі операційні витрати ОРЕХ (OPeration EXpenses) на ІТ-системи, які являю ся основною проблемою більшості підприємств.

Будівництво звичайних дата-центрів у великих компаніях стикається з низкою труднощів. Наприклад, один їх великих операторів зв'язку розгорнув в різних країн більше 80 Цодов різної величини, в яких працює понад 5 тис. Серверів з більш ніж 4 тис. Різних прикладних програм і більше 10 різнорідних баз даних. В результаті, витрати на будівництво і обслуговування досягли величезних величин при складнощах технічного обслуговування, апгрейда, утримання великої кількості технічних фахівців і запасних частин на складах. Подібні ситуації повторюються на багатьох великих підприємствах. Тому, виникає нагальна потреба в пошуку нових архітектур і нових підходів до розвитку хмарних дата-центрів.

Саме тому, трансформація традиційних дата-центрів стає загальним трендом. Правило розвитку виражено китайською мудрістю: «імперія, розділена довгий час, повинна возз'єднатися; імперія об'єднана довгий час, повинна розділитися ». Трансформація звичайних автономних Цодов до системи об'єднаного дата-центру проходить три стадії:

Трансформація звичайних автономних Цодов до системи об'єднаного дата-центру проходить три стадії:

Мал. 1.0

Віртуалізовані дата-центри.

Віртуалізація ресурсів дата-центрів - перша стадія розвитку хмарних обчислень. IaaS - найбільш затребувана хмарна послуга. У IaaS відмінності в структурі різнорідних ресурсів обчислення і зберігання екрануються від користувача з метою створення єдиного пулу ресурсів для використання «на вимогу». Те, що бачить користувач - це не окремий сервер або система зберігання, а великий пул ресурсів, що розділяється між багатьма людьми, і ємність ресурсів виділяється відповідно до їх положень і оплаті. Орендарі ресурсів можуть користуватися безліччю звичайних серверів х86, видимих ними як маленький комп'ютер, за допомогою загальної диспетчеризації ресурсів. В цьому і полягає основна ідея хмарних обчислень.

Хмарні дата-центри

На цій стадії виконується злиття одиночних дата-центрів з метою підвищення ефективності надання послуг, причому на цій стадії можливо ранжування послуг за класами обслуговування ( «золотий», «срібний», «мідний»). Провайдери послуг можуть управляти ресурсами всіх Цодов, як єдиним цілим, причому користувачі також можуть управляти своїми виділеними ресурсами в межах своїх повноважень.

Орендарі віртуальних дата-центрів VDC (Virtual Data Center), тобто користувачі хмарної послуги DCaaS (ЦОД як послуга) можуть управляти виділеними їм ІТ-ресурсами, а орендарі послуги IaaS можуть подавати заявки на розширення виділених їм ресурсів в режимі «онлайн», для того, щоб швидко і ефективно управляти своїми ресурсами через відкриті інтерфейси додатків API .

Розподілені хмарні дата-центри

Базова концепція розподіленого хмарного дата-центру - принцип распределенности на рівні фізичних ресурсів і принцип централізації на логічексом рівні. При цьому дата-центри підприємства, розподілені глобально, інтегруються в одне ціле з точки зору управління ресурсами, і для користувачів розподілені ресурси виглядають як один великий сервер. Таким чином, вирішується проблема злиття безлічі дата-центрів з метою підвищення ефективності ІТ-систем в глобальному масштабі.

Логіка централізації має два аспекти: централізація адміністрування, диспетчеризація ресурсів і управління, технічна експлуатація усіма дата-центрами та їх ресурсами, з одного боку, а також менеджмент розподілу ресурсів і поділу на домени з використанням платформ управління і обслуговування, з іншого боку. Коли розподілений дата-центр надає послуги зовнішнім користувачам, доступний єдиний інтерфейс послуг і загальний підтримки, на базі загальної платформи послуг, що надається розподіленим дата-центром.

У даній книзі обговорюються новітні результати досліджень і розробок в області розподілених хмарних ЦОД або скорочено DC² (Distributed Cloud Data Center), які дозволяють скоротити інвестиції в створення ЦОД і їх технічну експлуатацію.

Історія і тенденції розвитку хмарних дата-центрів

За останні 50 років центри обробки даних (скорочено ЦОДи, або дата-центри) стали найважливішою частиною ІТ-систем, і, з швидким розвитком ІТ, пройшли чотири стадії розвитку: центри зберігання даних (data storage center), центри процесингу даних (data processing center), центри даних додатків (data application center) і центри управління даними і послугами (data operation and service center). Вони пройшли довгий шлях від невеликих комп'ютерних кімнат (machine room) до дата-центрам і потім до новітніх і широко обговорюваних зараз хмарним дата-центрам (хмарним ЦОД).

1.1 Революційний вплив і переваги хмарних обчислень для дата-центрів.

Визначення дата-центру з англійської Вікіпедії: «Дата-центр - це комплекс складних технічних засобів, що складається не тільки з комп'ютерів, систем та належних до них пристроїв (засобів зв'язку і систем зберігання), але також пристроями управління умовами навколишнього середовища, пристроїв моніторингу та різних засобів безпеки ».

Дата-центр - це поєднання індустріалізації та інформатизації, основа інформаційних систем для органів державного управління і промисловості. Звичайний дата-центр забезпечує різні організації управління ІТ-інфраструктурою та прикладними послугами, у міру того, як ділова інформація збільшує соціальну ефективність суспільства. В даний час розрізнена за галузевою ознакою структура ІТ-ресурсів і морально-застаріла ІТ-архітектура породжує такі проблеми і завдання:

Низький коефіцієнт використання ІТ-пристроїв. Прикладні програми зазвичай працюють за принципом: «один додаток - один сервер». Тобто кожен додаток має свої ексклюзивні ІТ-ресурси, які не розділяються між багатьма додатками. При плануванні ІТ-систем за вимогами різних підрозділів організації, потреба в ресурсах зазвичай розраховується, виходячи з максимального завантаження кожної програми в «годину пік», тому в звичайному режимі, в умов не пікового навантаження, серверні ресурси зазвичай виявляються недовантаженими. Коефіцієнт використання ІТ-ресурсів виявляється низьким, і дослідження показують, що в середньому сервери організацій в звичайних умовах завантажені менш 15%.
Висока вартість обслуговування. Дата-центр в іноді жартома називають «витратний центр» або «енергоспоживаюче центр». Велика кількість ІТ-пристроїв призводять до зростання інвестицій (САРЕХ) і операційних витрат (OPEX). Відповідно до даних компанії Accenture, операційні витрати досягають 72% бюджету дата-центру середнього підприємства, тому їх співвідношення нагадує айсберг, більша частина якого схована під водою (Рис. 1.1)

рис 1.1

У витратах ОРЕХ найбільшою статтею витрат є плата за електрику (близько 50%). За даними аналітиків, енергоспоживання дата-центрів в США в 2006 р склало 1,5% всього енергоспоживання країни, а в 2011 р - вже 2,5%. За прогнозами всесвітньої екологічної організації Greenpeace, до 2020 р споживання електроенергії всіх дата-центрів на планеті досягне половини енергоспоживання США і перевершить сумарне енергоспоживання Німеччини, Канади і Бразилії разом узятих.

Низька ефективність управління. Традиційні дата-центри дуже складні в управлінні. ІТ-менеджери жартують з цього приводу: «Це не ми управляємо обладнанням, а воно нами керує».

Різні прикладні системи підприємств будуються різними проектними командами, в різний час, наслідком чого є «зоопарк» з різних типів серверів, систем зберігання та інших пристроїв з великими відмінностями в архітектурі, платформах, що для персоналу ІТ-відділів підприємств є постійною «головним болем» . Оскільки віртуалізація додатків в традиційних дата-центрах практично відсутня, або дуже незначна, прив'язка комп'ютерних ресурсів і нижчих пристроїв призводить до низької динаміці розподілу необхідних ресурсів між додатками. Конфігурація ресурсів, їх розподіл і управління виконується, в основному, вручну. Про самообслуговуванні користувачів додатків, самостійному запиті і виділення ресурсів годі й казати. Це призводить до необхідності утримання великого штату ІТ-персоналу, який виконує, здебільшого, рутинні операції. Тому, як правило, у великих і середніх підприємствах на кілька десятків серверів доводиться один обслуговуючий інженер.

Звідси можна зробити висновок, що традиційні дата-центри породжують високі витрати і тиск ресурсів на бізнес і організацію підприємств. Тому завдання підвищення використання наявних ІТ-ресурсів, зниження енергоспоживання і спрощення управління та обслуговування дата-центрів є однією з головних проблем і завдань ІТ-директорів підприємств та організацій.

Народження технології хмарних обчислень (cloud computing) кардинально змінює галузь ІКТ (інформаційно-комунікаційних технологій), дає переваги спільно використовуваних ресурсів «на вимогу», позитивно впливає на розвиток т.зв. «Зелених технологій», перш за все за рахунок зниження енергоспоживання і дозволяє гнучке і швидке розгортання нових бізнесів. Вартість прикладних систем значно знижується, це дає серйозні соціальні і економічні переваги. Все це призводить до того, що хмарні обчислення стають основним напрямком розвитку ІКТ-технологій.

Дата-центри є основою реалізації технологій хмарних обчислень. В останні роки, під впливом хмарних обчислень і інших нових режимів використання додатків, дата-центри переживають глибокі революційні зміни. Американські Інтернет-компанії Google, Amazon, Microsoft, eBay, китайські Baidu, Taobao, Tencent, російські Яндекс та інші, а також найбільші оператори зв'язку створюють власні дата-центри нового покоління на базі технологій хмарних обчислень. Хмарні обчислення змінюють парадигму дата-центру як «центру витрат» на «центр генерації доходів». Переваги технології хмарних обчислень наступні:

Більш висока утилізація ІТ-ресурсів. За допомогою технологій віртуалізації хмарні обчислення дають можливість використовувати ресурси серверів, систем зберігання, мережевих ресурсів спільно багатьма користувачами і прикладними програмами, підвищити коефіцієнт використання процесорів серверів з поточних 15% до 60% і більше.
Спрощення управління. У хмарному дата-центрі ІТ-персонал підприємства працює з віртуальними машинами, а не з фізичними серверами. Вони працюють з віртуальним обладнанням за допомогою загальних процедур адміністрування і диспетчеризації, абстрагуючись від відмінностей в «залізі» серверів. Тому, ефективність управління та обслуговування хмарних дата-центрів підвищується приблизно на порядок (від 5-50 машин на інженера до 500 або вище машин на інженера).
Швидке розгортання нових бізнесів на підприємстві та оперативна підтримка з розвитку. З швидким розвитком глобального інформаційно-орієнтованого бізнесу, корпоративні ІТ-системи повинні швидко відслідковувати ці зміни. ІТ-пристрої хмарного дата-центру стають пулом ресурсів, а заявки на використання ІТ-ресурсів в нових бізнесах робляться в режимі онлайн за існуючими шаблонами і затверджуються керівництвом підприємства також в режимі онлайн. Таким чином, йдуть в минуле складні бюрократичні процеси, що вимагають заявок в паперовому вигляді, затвердження, закупівлі обладнання, пуско-налагоджувальних робіт, що було потрібно для традиційних дата-центрів підприємств. Термін виконання заявок при цьому скорочується від 3 і більше місяців до днів і навіть годин.
Турбота про збереження навколишнього середовища і зниження енергоспоживання. При збільшенні ступеня утилізації серверів в дата-центрі, необхідну їх кількість значно знижується. Менше потрібно і супутніх серверів пристроїв. При цьому відбувається і зниження загального споживання електроенергії, знижуються викиди тепла, потрібно менше мазуту для теплоелектростанцій. Разом з тим, нові технології охолодження, управління сполученням пристроїв і теплопоток від них, застосування природного охолодження, дизайн потоків гарячого і холодного повітря в проходах між стативами з обладнанням дають змогу знизити витрати електроенергії в дата-центрах ще більше. Всі ці фактори зниження загального енергоспоживання призводять до того, що коефіцієнт використання електроенергії PUE (Power Usage Effectiveness) в звичайних дата-центрів (2,5 - 3) може бути знижений до рівня 1,5 і нижче в хмарних дата-центрах.

1.2 Хмарний дата-центр 3.0: визначення розподіленого хмарного дата-центру.

Технологія хмарних обчислень швидко розвивалося з 2006 року, коли компанія Google вперше запропонувала цю концепцію. Різні хмарні технології: хмарне управління, накладена віртуалізація транспорту (L2VPN), конвергентная архітектура ІТ-пристроїв, мережі SDN, хмарні системи зберігання та ін., Зробили хмарні дата-центри більш потужними і простими. В даний час хмарні дата-центри переходять до стадії 3.0, а попередні стадії характеризуються наступним:

(1) Хмарний дата-центр 1.0

рис 1.2

З 2006 року, розвиток хмарних обчислень привело до створення хмарних операційних систем Cloud OS, таких як vSphere компанії Vmware, FusionSphere компанії Huawei і Hyper-V компанії Microsoft. На цій стадії різні види ІТ-ресурсів були об'єднані в загальний пул ресурсів, щоб підвищити ступінь використання ІТ-інфраструктури. Доставка і використання сервісів «на вимогу» через Інтернет, включаючи IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service), SaaS (Software as a Service), відбувається у відповідності з поточними вимогами і може розширюватися просто і швидко. Всі ресурси хмари кінцевим користувачам не видно, їм видно тільки ресурси, використовувані в поточний момент часу і платять вони тільки за споживані в поточний момент ресурси. На рис. 1.2 показані послуги хмарного дата-центру.

На стадії 1.0, обчислення, зберігання та комутація в дата-центрі виртуализует в пул ресурсів для спільного використання. Однак, все три основних типи пристроїв дата-центрів: сервери, пристрої зберігання і мережеві комутатори, а також їх розгортання, управління і обслуговування залишаються розділеними.

(2) Хмарний дата-центр 2.0

На цій стадії створюється нове покоління ІТ-інфраструктури з інтеграцією обчислювальних, охоронна і мережевих ресурсів. У хмарному дата-центрі 1.0, де ці ресурси розділені, технічні вимоги до будівництва і обслуговування дуже високі, і вимагають багато часу. Будівництво великого стаціонарного дата-центру - дуже складний і дорогий проект. Для спрощення будівництва та обслуговування ІТ-інфраструктури з 2009 р з швидким розвитком конвергентної (fusion) архітектури, починають розвиватися два напрямки розробки обладнання дата-центрів:

Перший напрямок - розробка обладнання дата-центрів для філій великих підприємств, Середніх и малих підприємств без великих інвестіцій в масштабування и вимог до продуктівності дата-центрів, Які могли б обслуговувати віддалено, без необхідності Утримання в штаті філії або невеликого підприємства ПРОФЕСІЙНИХ ІТ-інженерів. Таке обладнання надає собою мікро-дата-центр з інтеграцією ІТ-обладнання та інфраструктурі, містіть Встановлені в стійку сервери, пристрої зберігання, Мережеве обладнання та інші пристрої, и даже деякі офісні Додатки, Такі як файлової системи, управління печаткою, системи Негайно Повідомлень ( instant messaging), та ін., включаючі інтегровані програми з управління та обслуговування. Установка і обслуговування таких мікро-дата центрів дуже проста и займає Небагато часу. Наприклад, таким є рішення MicroDC (рис. 1.3) компанії Huawei, процес установки якого займає всього три години, обладнання SmartCabinet компанії Emerson (рис. 1.4), lnfraStruXure компанії APC (рис. 1.5), і інші подібні рішення. Крім того, в мікро-дата-центрі можуть бути інтегровані платформи додатків, такі як SAP HANA. Такі автономні пристрої «все-в-одному» самі по собі не є закінченим дата-центром, але можуть працювати як його «винос».

Інший напрямок - глибока інтеграція (конвергенція) обчислювальних, охоронна і мережевих пристроїв, в результаті чого виходять багатофункціональні високощільні системи із загальним централізованим управлінням. Такі пристроїв розгортаються у великих дата-центрах, для спрощення установки і підвищення ефективності управління ними, скорочення часу запуску додатків користувачів і зниження їх операційних витрат, підвищення коефіцієнта використання ІТ-ресурсів в комбінації з хмарними технологіями. В даний час, виробники обладнання випустили ряд таких конвергировать систем: наприклад, UCS компанії Cisco, FusionCube компанії Huawei, серія Pure компанії IBM, C7000 компанії HP (рис. 1.6).

рис 1.6

(3) Хмарний дата-центр 3.0

Це стадія розподіленого хмарного дата-центру, перехід до якої почався в 2013 р На цій стадії відбувається поділ рівня фізичної інфраструктури та рівня загальної централізованої логіки управління дата-центрів, централізація управління і диспетчеризації ресурсів дата-центру. При цьому вдається значно підвищити ефективність управління та утилізацію ресурсів багатьох распределнних дата-центрів. Хмарний дата-центр 3.0 знаменує нову епоху, в той час як на стадіях 1.0 і 2.0 відбувалося рішення проблем одиночних дата-центрів, таких як підвищення утилізації ІТ-пристроїв, спрощення розгортання, управління і обслуговування, однак дата-центри залишалися автономними, з роздільним управлінням в кожному з них. На стадії 3.0 відбувається органічне об'єднання дата-центрів, реалізується централізація загального управління ними, усуваються утруднення з боку користувачів. Архітектура хмарних дата-центрів 3.0 показана на рис. 1.7.

Мал. 1.7

Розподілений хмарний дата-центр не тільки вирішує проблеми ефективності і підвищує задоволеність користувача (user experience), але також перетворює розрізнені дата-центри в єдине органічне ціле. На основі адміністрування всього масиву дата-центрів, загальною диспетчеризації ресурсів і катастрофостійкості, його операційна система дозволяє міграцію хмарних ресурсів по всьому масиву дата-центрів незалежно від їх географічного положення, управління, обслуговування та диспетчеризацію всіх ресурсів всіх дата-центрів, а також програмне конфігурація віртуальних дата-центрів на основі загальних ресурсів. Ці ключові технології будуть детально розглянуті в наступних розділах. Рішення розподіленого хмарного дата-центру значно підвищує загальну ефективність, знижує CAPEX і OPEX на 50% і більше, знижує затримку в мережі і час міграції ресурсів користувача, а також значно підвищує задоволеність користувача при використанні додатків.

1.3 Розподілений хмарний дата-центр - неминуче напрямок розвитку технологій дата-центрів.

Результатом багаторічних розробок, технологія хмарних обчислень розвивається в напрямку віртуалізації, хмарної мережі, хмарної безпеки, і т.д. Хмарні обчислення приносять численні економічні та соціальні вигоди за допомогою надання ІТ-послуг на вимогу, ефективної утилізації ресурсів, захисту навколишнього середовища та ін. Уряду США, ЄЕС, Японії та інших розвинених країн розробляють національні стратегії розвитку, країни, що розвиваються Азії, Африки і Латинської Америки також фокусуються на хмарні обчислення і будують національні дата-центри. Технічні умови і середовище для розвитку хмарних обчислень вже дозріли і розширення будівництва дата-центрів стає незворотним процесом.

Однак, тут ще багато що належить зробити. У нинішніх хмарних дата-центрах все ще вирішуються проблеми автономних дата-центрів. З розвитком глобальної економіки, все більше міжнародних корпорацій потребують створення філій по всьому світу, з'являється регіональна ієрархія дата-центрів. Ієрархія дата-центрів зараз все ще виглядає як «вертикальні труби», які функціонально і організаційно розділені за галузевою ознакою. Це породжує такі проблеми:

Висока вартість будівництва. Внаслідок складної ієрархії дата-центрів програмні додатки всередині дата-центру розділені і пов'язані з фізичними обчислювальними ресурсами і пристроями зберігання, що підвищує капітальні витрати. Зокрема, капітальні витрати на джерела живлення, системи охолодження, будівельні роботи і системи безпеки (рівень L1) перевищують капітальні витрати на ІТ-інфраструктуру (рівень L2), а це знижує окупність проекту ROI (Return Of Investment) всього проекту створення дата-центру .
Складне адміністрування і висока вартість управління. Дата-центри з ієрархічною архітектурою вимагають спеціального програмного і апаратного забезпечення з управління та обслуговування, забезпечення катастрофостійкості на кожному рівні. Це знижує загальну ефективність управління. Зокрема, через прив'язки додатків до фізичних ІТ-ресурсів, розгортання і запуск додатків, розширення ємності, розвиток бізнесу та ін. Призводить до змін у всій системі і ускладнює управління і обслуговування дата-центрів.
Складнощі гарантії рівня якості обслуговування SLA (Service-Level Agreement). При ускладненні ієрархії дата-центрів, користувачі будуть стикатися із затримками доступу до ресурсів дата-центрів, зокрема до додатків, які на вершині цієї ієрархії. Безліч мережевих з'єднань на щаблях ієрархії дата-центрів збільшує можливість втрати з'єднання або перевантаження трафіку на них. Тим часом, ємність і кількість інфраструктурних пристроїв дата-центрів розраховується виходячи з пікових значень трафіку, а відсутність відстеження географічного переміщення корпоративних користувачів при їх ділових поїздках призводить до утворення «гарячих точок» бізнесу, де можливі перевантаження і збої. Тому гарантія SLA стає дуже складним завданням.

Таким чином, ієрархічна структура організації системи дата-центрів географічно розподіленого підприємства стає нездатною задовольняти вимогам кінцевих користувачів. Тільки розвиток згідно розподіленої архітектури системи дата-центрів, рішення проблем їх координації, загальне централізоване управління і диспетчеризація ресурсів може вирішити задачу підвищення коефіцієнта використання ІТ-ресурсів, ефективності управління і відповідності якості обслуговування завданням бізнес в корпоративної ІТ-системі.

Архітектура розподіленого хмарного дата-центру, скорочено DC² (Distributed Cloud Data Center), призначена для вирішення вищезазначених завдань. Консультацонное агентство Gartner в 2008 р прогнозувало, що будівництво розподілених дата-центрів стане однією з «проривних» технологій в наступні роки, з особливо великим впливом на корпоративні дата-центри. Аналітик Карл Клонч (Carl Claunch) з Gartner вказує у своїй презентації «Десять проривних технологій, які впливають на дата-центри» ( "Top Ten disruptive technologies affecting data center") вказує, що дата-центри будуть створюватися не поодиноким чином, а як єдина структура. Тенденції розвитку технології розподілених хмарних дата-центрів наступні:

При будівництві розподілених дата-центрів, в умовах обмеження споживання електроенергії, площ, ресурсів мережевих каналів зв'язку та інших факторів, основний акцент буде робитися на реструктуризацію і комплексне управління інфраструктурою дата-центрів DCIM (Data Center Infrastructure Management). Спільне використання ресурсів та взаємна катастрофостійкість всіх дата-центрів розподіленої системи стануть основним напрямком інвестицій для всіх постачальників ІТ-обладнання, а постачальники мережевого обладнання проводять інтенсивні дослідження і розробляють технології з'єднань дата-центрів між собою, такі як L2VPN для того щоб забезпечити створення системи розподілених дата-центрів. Для ефективного управління потрібні ефективні інструменти управління інфраструктурою дата-центрів DCIM (Data Center Infrastructure Management), включаючи інструменти розподіленого управління з 3D-моделями, що симулюють один або кілька дата-центрів, централізованого управління міграцією віртуальних машин і інфраструктурою дата-центрів, управління інтелектуальним електроживленням серверів і т.д. Автоматичне управління дата-центром включає загальне централізоване управління і моніторинг, інструменти автоматизація управління життєвим циклом віртуальних пристроїв, інструменти самообслуговування користувачів, швидкого розподілу і розгортання ресурсів, динамічного балансування навантаження, предиктивное технічне обслуговування на базі автоматичного інтелектуального аналізу, включаючи діагностику несправностей, планування ємності, оптимізацію роботи тощо.
Програмно-конфігурірумие хмарні дата-центри. В основі рішення розподіленого дата-центру на базі пулу ресурсів лежать технології віртуалізації комп'ютерів, віртуалізації пристроїв зберігання і віртуалізації мережі, а також технології програмно-конфігуріремих мереж SDN (Software Defined Network), яка забезпечує поділ рівнів передачі даних (data forwarding) і управління ( control). Ці технології дозволяють створення єдиної еластичною мережі дата-центрів відповідно до SLA. Після централізованої віртуалізації ресурси зберігання дата-центрів є загальний пул ресурсів, включаючи ресурси зберігання самих серверів, масивів DAS, NAS, SAN і уніфікованих систем зберігання. Висновок всіх ресурсів зберігання на загальне користування (пулінг) закладає основу для створення віртуальних дата-центрів VDC (virtual data center) з гарантією SLA на вимогу. Це дає можливість користувачам створювати власні віртуальні дата-центри VDC, з виділеними ресурсами серверів, зберігання, мережі та інфраструктури, протягом декількох хвилин.
Дата-центри управляються все більш централізовано, а надійність стає основним критерієм якості дата-центру. Централізоване управління дата-центрами та інтеграція їх ресурсів стає вимогою ІТ-ємних галузей промисловості, Причиною цих вимог є висока вартість ІТ-ресурсів і їх низький ступінь утилізації в традиційних хмарних дата-центрах. В даний час, практично всі великі компанії прагнуть інтегрувати і централізувати свої ІТ-ресурси. Централізація даних використовується, головним чином, для резервування, надмірності і управління. Протокол «клієнт-сервер», або проста клієнтська програма, що надають додаток централізації, стають стандартом, який сприяє централізованого адміністрування, встановлення патчів, апгрейду, за допомогою чого усуваються загрози безпеки. З більш централізованими даними надійність стає критичним параметром при будівництві дата-центрів. У початковій стадії будівництва дата-центрів досить було звичайною схеми катастрофостійкості з будівництвом віддаленого резервного дата-центру. В даний час в звичайних дата-центрах використовується технологія «два місця розташування - три центру», проте, як капітальні витрати, так і вартість управління і обслуговування, для центрів катастрофостійкості дуже великі. Якщо ресурси простоюють, вони зайві. З розвитком хмарних технологій, технології катастрофостійкості типу «активний-активний» або «мульти-активний» стають зрілими і широко застосовуються.
Майбутні дата-центри будуть орієнтовані насамперед на ефективне використання електроенергії і оптимізацію витрат. В даний час енергоспоживання ІТ-пристроїв становить близько 30% всього дата-центру, на охолодження витрачається 50-60% і решта 10% - на освітлення. Швидке зростання енергоспоживання є основною проблемою управління дата-центром і захисту навколишнього середовища. Крім того, в більшості випадків фактор вартості володіння істотно обмежує розширення необхідної під дата-центр площі (площі займаної стативами з обладнанням), виходячи з критерію окупності ROI.

Рішення хмарного розподіленого дата-центру - це епохальна зміна, корінний перелом у архітектурі дата-центрів, яке приносить ряд вигод і абсолютно новий досвід використання, що виражається в наступному:

Ефективність управління ІТ. Чудове управління і безперервні комерційні інновації ІТ-ємних підприємств і галузей - основне завдання їх ІТ-департаментів і основне завдання ІТ-директорів (CIO). Створення віртуальних дата-центрів (VDC) на базі SLA в розподіленому хмарному дата-центрі, робить можливим переворот в звичайному режимі управління ІТ-ресурсами, підвищує його ефективність і робить можливим швидке реагування на потреби бізнесу. Тепер для окремих філій не потрібно спеціально будувати дата-центри, їх можна швидко створювати віртуально з наявних ресурсів. Кожен департамент підприємства може подати заявку на один або більше VDC відповідно до вимог їх бізнесу і швидко отримати свій дата-центр в користування. Кожен VDC має безпечну ізоляцію своїх даних і їх процесингу, або взаємодіє з іншими VDC, керуючись міркуваннями безпеки. Ресурси можуть гнучко розподілятися, а якщо їх недостатньо, можливо еластичне розширення VDC, щоб отримати більше ресурсів.
Економія загальної вартості володіння ТСО (Total Cost Of Ownership). Архітектура хмарного розподіленого дата-центру передбачає, що загальне число дата-центрів зменшується, а їх розмір - збільшується. При цьому автоматичне керування, проміжне програмне забезпечення (middleware) і прикладне програмне забезпечення реалізує автоматичну установку і конфігурацію, автоматичний пошук ресурсів і включення в роботу за принципом plug-and-play з мінімальним ручним втручанням в цей процес. Час і витрати на управління і диспетчеризацію ресурсів багатьох дата-центрів, вартість обслуговування в централізованому вирішенні знижуються більш ніж наполовину.
Висока якість сприйняття послуг користувачем і гарантія SLA. Висока якість послуг ITaaS є основною конкурентною перевагою постачальників хмарних послуг. Бізнес додатки, такі як віртуалізація робочих місць VDI (Virtual Desktop Infrastructure), уніфіковані комунікації UC, мультимедійні конференції, відео HD на вимогу, читання електронних книг онлайн, завантаження, тощо., Вимагають, перш за все, невеликий, не більше 50 мс, затримки відповіді системи. Такі «онлайн-додатки» розгортаються зазвичай біля точок присутності PoP (Point of Presence). Коли користувачі мігрують в зону обслуговування іншого дата-центру, система управління відстежує їх міграцію і переміщує їх офісні додатки в інший дата-центр, найбільш близький до користувача. При цьому усувається зайва передача трафіку по мережі і неминучі перевантаження в з'єднаннях. Найближче місце розташування свого «офісного оточення» дає бізнес-користувачам чудову якість сприйняття послуг (business experience).