什么是數(shù)據(jù)中心?| 百科

什么是數(shù)據(jù)中心?

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)房間、一座建筑物或一組建筑物,用于容納后端計(jì)算機(jī)系統(tǒng),沒(méi)有用戶界面和冷卻能力、物理安全、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等支持系統(tǒng)。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心為所有云基礎(chǔ)設(shè)施提供動(dòng)力。

數(shù)據(jù)中心是一種物理設(shè)施,提供操作程序的計(jì)算能力,處理信息的存儲(chǔ),以及將人們連接到執(zhí)行任務(wù)和支持企業(yè)運(yùn)營(yíng)所需的資源的網(wǎng)絡(luò)。

由于服務(wù)器的密集集中,有時(shí)數(shù)據(jù)中心被稱為服務(wù)器場(chǎng)。它們提供信息存儲(chǔ)、恢復(fù)和備份信息管理以及網(wǎng)絡(luò)等基本服務(wù)。

幾乎每個(gè)企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)都需要自己的數(shù)據(jù)中心或訪問(wèn)第三方設(shè)施。一些企業(yè)在內(nèi)部建造和運(yùn)營(yíng)服務(wù)器,還有一些企業(yè)從托管設(shè)施租用服務(wù)器。相比之下,其他人仍然利用谷歌、微軟和亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等主機(jī)提供的基于公共云的服務(wù)。

一般來(lái)說(shuō),有四個(gè)公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心級(jí)別。分配給這些數(shù)據(jù)中心的數(shù)值層表示冗余基礎(chǔ)設(shè)施、電源和冷卻系統(tǒng)。通常分配給這些級(jí)別的是以下值或功能:

第1層:不提供內(nèi)置冗余,以確保最佳可用性和數(shù)小時(shí)的年度停機(jī)時(shí)間。

第2層:由于合并了部分冗余,以確保電力和空調(diào)繼續(xù)支持運(yùn)營(yíng),因此減少了每年的停機(jī)時(shí)間。

第3層:確保更大的正常運(yùn)行時(shí)間和對(duì)電源和冷卻問(wèn)題的保護(hù),每年的停機(jī)時(shí)間不到幾個(gè)小時(shí)。

第四層:每年提供99.995%的正常運(yùn)行時(shí)間,每年停機(jī)時(shí)間不到1小時(shí)。

應(yīng)用、信息和內(nèi)容的存儲(chǔ)和計(jì)算能力都位于數(shù)據(jù)中心。在這個(gè)基于云計(jì)算、應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的世界中,訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)是一個(gè)主要問(wèn)題。使用高速分組光通信,數(shù)據(jù)中心互連技術(shù)跨短、中或長(zhǎng)距離連接兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)中心。

此外,超融合數(shù)據(jù)中心建立在超融合基礎(chǔ)設(shè)施之上,該基礎(chǔ)設(shè)施是一種整合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)商品硬件的軟件架構(gòu)。將軟件和硬件組件合并到一個(gè)數(shù)據(jù)中心,簡(jiǎn)化了處理和管理過(guò)程,并帶來(lái)了降低組織IT基礎(chǔ)設(shè)施和管理成本的額外好處。

數(shù)據(jù)中心如何工作?

數(shù)據(jù)中心的工作是建立在成功執(zhí)行數(shù)據(jù)中心操作的基礎(chǔ)上的。數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)包括日常維護(hù)數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)和流程。

數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)包括建立和管理網(wǎng)絡(luò)資源、保證數(shù)據(jù)中心的安全、監(jiān)控電源和冷卻系統(tǒng)。不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)中心在大小、可靠性和冗余方面存在差異,且是由運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的企業(yè)的IT需求定義的。云計(jì)算的擴(kuò)展正在推動(dòng)它們的現(xiàn)代化,包括自動(dòng)化和虛擬化。

數(shù)據(jù)中心包括通過(guò)通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在外部和內(nèi)部連接的真實(shí)或虛擬服務(wù)器,以存儲(chǔ)、傳輸和訪問(wèn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。每臺(tái)服務(wù)器都與家用計(jì)算機(jī)相當(dāng),因?yàn)樗珻PU、存儲(chǔ)空間和內(nèi)存,但功能更強(qiáng)大。數(shù)據(jù)中心使用軟件將計(jì)算機(jī)集群,并在它們之間分配負(fù)載。為了保持所有這些正常運(yùn)行,數(shù)據(jù)中心使用以下關(guān)鍵元素:

1.高可用性系統(tǒng)和冗余

數(shù)據(jù)中心中的可用性是指在任何時(shí)候都處于操作狀態(tài)的組件。定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù),以保證未來(lái)的活動(dòng)順利進(jìn)行。我們可以安排故障轉(zhuǎn)移,其中服務(wù)器將職責(zé)切換到遠(yuǎn)程服務(wù)器以增加冗余。在IT基礎(chǔ)設(shè)施中,冗余系統(tǒng)降低了單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。

2.網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心是為負(fù)責(zé)監(jiān)控、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)資源的員工或?qū)B毴藛T提供的工作空間。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心可以提供數(shù)據(jù)中心的所有信息并更新所有活動(dòng)。其負(fù)責(zé)人可以查看和控制正在監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)可視化。

3.不間斷電源

毫無(wú)疑問(wèn),電源是數(shù)據(jù)中心最關(guān)鍵的方面。托管設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)托管服務(wù)器使用數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的專用電源。每個(gè)數(shù)據(jù)中心都需要電源備份,以確保其服務(wù)器持續(xù)運(yùn)行,并保持整體服務(wù)可用性。

4.物理安全措施

安全的數(shù)據(jù)中心需要實(shí)施安全機(jī)制。首先必須確定DC基礎(chǔ)設(shè)施中的弱點(diǎn)。多因素身份識(shí)別、整個(gè)建筑的監(jiān)控、金屬探測(cè)器和生物識(shí)別系統(tǒng)是確保最高安全水平的一些措施,數(shù)據(jù)中心還需要現(xiàn)場(chǎng)安全人員。

5.強(qiáng)大的冷卻系統(tǒng)

電源和冷卻在數(shù)據(jù)中心中同樣重要。主機(jī)托管設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)托管服務(wù)器需要足夠的冷卻以防止過(guò)熱并保證其持續(xù)運(yùn)行。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)應(yīng)該保證有足夠的氣流,并且系統(tǒng)始終保持涼爽。

6.備用電源系統(tǒng)

不間斷電源和發(fā)電機(jī)都是備用系統(tǒng)的組成部分。在電力中斷期間,發(fā)電機(jī)可以配置為自動(dòng)啟動(dòng)。只要發(fā)電機(jī)有燃料,它們就會(huì)在停電期間繼續(xù)運(yùn)行。UPS系統(tǒng)應(yīng)提供冗余,以便故障模塊不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的能力。定期維護(hù)UPS和電池可降低停電期間發(fā)生故障的可能性。

7.數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)

CMMS是監(jiān)控、測(cè)量和增強(qiáng)維護(hù)計(jì)劃的最有效方法之一。該計(jì)劃使數(shù)據(jù)中心管理層能夠跟蹤對(duì)其資產(chǎn)執(zhí)行的維護(hù)工作的進(jìn)度和相關(guān)成本。該計(jì)劃將有助于降低維護(hù)成本,提高內(nèi)部效率。

在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中,人工智能也在其工作中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)人工智能,算法可以實(shí)時(shí)監(jiān)控能量分配、冷卻能力、服務(wù)器流量和網(wǎng)絡(luò)威脅,并自動(dòng)調(diào)整效率,完成傳統(tǒng)的DCIM任務(wù)。人工智能可以將工作負(fù)載轉(zhuǎn)移到未充分利用的資源,識(shí)別可能的組件故障,并平衡池中的資源。它以最少的人為干預(yù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

數(shù)據(jù)中心類(lèi)型

不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)中心包括:

1.企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心

企業(yè)為其終端客戶構(gòu)建并擁有這些私有數(shù)據(jù)中心。它們可以放置在內(nèi)部和外部,服務(wù)于單個(gè)企業(yè)的IT流程和基本應(yīng)用。在自然災(zāi)害中,企業(yè)可以將業(yè)務(wù)活動(dòng)與數(shù)據(jù)中心操作隔離開(kāi)來(lái)。或者,它可以在較冷的環(huán)境中建造數(shù)據(jù)中心,以減少能源消耗。

2.主機(jī)托管設(shè)施

多租戶數(shù)據(jù)中心,稱為托管數(shù)據(jù)中心,為希望遠(yuǎn)程托管其計(jì)算機(jī)設(shè)備和服務(wù)器的企業(yè)提供數(shù)據(jù)中心空間。

托管中心內(nèi)的這些出租空間是其他方的財(cái)產(chǎn)。租賃公司負(fù)責(zé)提供硬件,而數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)提供和管理基礎(chǔ)設(shè)施,包括物理區(qū)域、連接、通風(fēng)和安全系統(tǒng)。對(duì)于那些希望避免開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)自己的數(shù)據(jù)中心所涉及的高資本成本的企業(yè)來(lái)說(shuō),托管很有吸引力。

3.邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)中心

對(duì)即時(shí)連接的渴望、物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展以及對(duì)洞察力和機(jī)器人技術(shù)的需求正在推動(dòng)邊緣技術(shù)的出現(xiàn),這些技術(shù)使處理能夠更接近實(shí)際數(shù)據(jù)源。邊緣數(shù)據(jù)中心是一種緊湊的設(shè)施,通過(guò)位于網(wǎng)絡(luò)邊緣和數(shù)據(jù)源附近來(lái)解決延遲問(wèn)題。

這些數(shù)據(jù)中心很小,而且靠近其服務(wù)的用戶,允許與智能設(shè)備進(jìn)行低延遲連接。通過(guò)處理盡可能接近終端用戶的多種服務(wù),邊緣數(shù)據(jù)中心使企業(yè)能夠減少通信延遲并增強(qiáng)客戶體驗(yàn)。

4.超大型數(shù)據(jù)中心

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心旨在承載大規(guī)模的IT基礎(chǔ)設(shè)施。這些超大規(guī)模計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施是亞馬遜、Meta和谷歌等大規(guī)模提供商的同義詞,它們優(yōu)化了硬件密度,同時(shí)降低冷卻成本和管理開(kāi)銷(xiāo)。

與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心一樣,超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心由其所服務(wù)的企業(yè)擁有和維護(hù),盡管對(duì)于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)保留平臺(tái)而言,其范圍更廣。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的最低要求是5000臺(tái)服務(wù)器、500個(gè)機(jī)柜和10000平方英尺的占地面積。

5.云數(shù)據(jù)中心

這些分散的數(shù)據(jù)中心由AWS、MicrosoftAzure和Googlecloud等第三方或公共云提供商運(yùn)營(yíng)。租用的基礎(chǔ)設(shè)施基于基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的方法,允許用戶在幾分鐘內(nèi)建立虛擬數(shù)據(jù)中心。請(qǐng)記住,對(duì)于管理云數(shù)據(jù)中心的云提供商來(lái)說(shuō),云數(shù)據(jù)中心與任何其他類(lèi)型的物理數(shù)據(jù)中心一樣運(yùn)行。

6.模塊化數(shù)據(jù)中心

模塊化數(shù)據(jù)中心是與即用即插即用數(shù)據(jù)中心元素捆綁在一起的模塊或物理容器:服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)硬件、UPS、穩(wěn)定器、空調(diào)等。在永久性的情況下,它們的實(shí)施是為了騰出空間或讓組織快速發(fā)展,例如安裝IT設(shè)備以支持教育機(jī)構(gòu)的教室。

7.托管數(shù)據(jù)中心

在托管數(shù)據(jù)中心中,第三方提供商為企業(yè)提供處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和其他相關(guān)服務(wù),以幫助管理其IT運(yùn)營(yíng)。這種數(shù)據(jù)中心類(lèi)型由服務(wù)提供者部署、監(jiān)視和維護(hù),服務(wù)提供者通過(guò)受控平臺(tái)提供功能。

也可以通過(guò)托管設(shè)施、基于云的數(shù)據(jù)中心或固定的托管位置獲得托管數(shù)據(jù)中心服務(wù)。托管數(shù)據(jù)中心可能完全或部分托管,但與托管不同,默認(rèn)情況下這些數(shù)據(jù)中心不是多租戶的。

數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)已經(jīng)從本地基礎(chǔ)設(shè)施,轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒈镜赜布c云環(huán)境混合在一起,其中網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用或工作負(fù)載跨多個(gè)私有和公共云進(jìn)行虛擬化。這一創(chuàng)新徹底改變了數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì),因?yàn)樗薪M件不再位于同一位置,只能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。

一般來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)有四種:網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、三層或多層結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格交付點(diǎn)結(jié)構(gòu)和超級(jí)脊柱網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

而由基礎(chǔ)層、聚合層和訪問(wèn)層組成的多層結(jié)構(gòu)已成為企業(yè)數(shù)據(jù)中心最流行的體系結(jié)構(gòu)方法。

核心:它允許連接到多個(gè)聚合模塊和網(wǎng)絡(luò),以便在多個(gè)聚合單元之間進(jìn)行分組交換。

聚合:它包括服務(wù)模塊集成、第二層域的設(shè)置、跨樹(shù)分析擴(kuò)展和冗余默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

訪問(wèn):它提供對(duì)系統(tǒng)資源的物理級(jí)訪問(wèn),并以第2層和第3層模式運(yùn)行。此外,它對(duì)于處理特定的服務(wù)器需求也是必不可少的。

接下來(lái)是網(wǎng)狀數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)模型是指通過(guò)鏈接交換機(jī)在組件之間交換數(shù)據(jù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于其可靠的容量和最小的延遲,它可以提供基本的云服務(wù)。此外,由于其分散的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),網(wǎng)格配置可以快速實(shí)現(xiàn)任何連接,并且構(gòu)建成本更低。

該網(wǎng)狀傳輸點(diǎn)(PoD)包括連接在PoD內(nèi)部的多個(gè)葉交換機(jī)。這是一種反復(fù)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)模式,其中組件可以提高數(shù)據(jù)中心的模塊化、可擴(kuò)展性和管理能力。因此,數(shù)據(jù)中心經(jīng)理可能會(huì)在其現(xiàn)有的三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中快速添加新的數(shù)據(jù)中心架構(gòu),以滿足新云應(yīng)用的極低延遲數(shù)據(jù)流。

綜上所述,超級(jí)脊柱架構(gòu)適用于大型校園式數(shù)據(jù)中心。這種數(shù)據(jù)中心架構(gòu)通過(guò)東西向的數(shù)據(jù)通道處理大量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)中心將在這些替代架構(gòu)中包含一個(gè)設(shè)施及其內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施。站點(diǎn)是數(shù)據(jù)中心的物理位置。數(shù)據(jù)中心是一個(gè)巨大的開(kāi)放空間,其中安裝了基礎(chǔ)設(shè)施。幾乎每個(gè)地方都能容納IT基礎(chǔ)設(shè)施。

基礎(chǔ)設(shè)施是安裝在設(shè)施內(nèi)的大量IT設(shè)備。這是指負(fù)責(zé)運(yùn)行應(yīng)用程序并提供業(yè)務(wù)和用戶服務(wù)的硬件。傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)架等。

設(shè)計(jì)或建造數(shù)據(jù)中心沒(méi)有強(qiáng)制性或必要的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)中心旨在滿足組織的獨(dú)特需求。然而,任何標(biāo)準(zhǔn)的根本目的都是為最佳實(shí)踐提供一致的基礎(chǔ)。存在幾種現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心規(guī)范,企業(yè)可能采用其中的一些或全部。

EN50600系列:IT電纜和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化包括各種基礎(chǔ)設(shè)施冗余和可靠性概念,前提是UptimeInstitute的Tier標(biāo)準(zhǔn)。

UptimeInstituteTierStandard:通過(guò)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)、建造和調(diào)試,建立了設(shè)施的恢復(fù)能力。

ANSI/TIA942-B:包括建筑設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工和調(diào)試、消防、信息技術(shù)和維護(hù)。

數(shù)據(jù)中心最佳實(shí)踐

在設(shè)計(jì)、管理和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心時(shí),可以遵循以下最佳實(shí)踐:

1.計(jì)劃未來(lái)

在開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)中心時(shí),提供增長(zhǎng)空間是至關(guān)重要的。為了節(jié)省成本,數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)人員可能會(huì)尋求限制設(shè)施容量以滿足企業(yè)當(dāng)前的需求,然而,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這可能是一個(gè)代價(jià)高昂的錯(cuò)誤。隨著需求的變化,為新設(shè)備預(yù)留一個(gè)空間至關(guān)重要。

2.通過(guò)測(cè)量PUE優(yōu)化能源利用

沒(méi)有衡量的東西是無(wú)法規(guī)范的,因此,監(jiān)控能源使用情況可以解釋數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)效率。電力使用效率是用于減少非計(jì)算能源使用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),如冷卻和電力傳輸。為了優(yōu)化使用,需要經(jīng)常測(cè)量PUE。由于季節(jié)天氣變化對(duì)PUE有很大影響,因此收集全年的能源信息就顯得尤為重要。

3.投資于預(yù)測(cè)性維護(hù)

檢查和預(yù)防性維護(hù)通常按時(shí)間間隔進(jìn)行,以防止部件和系統(tǒng)故障。盡管如此,該技術(shù)忽略了實(shí)際操作條件。利用分析和智能監(jiān)控技術(shù)可能會(huì)改變維護(hù)程序。具有機(jī)器學(xué)習(xí)功能的強(qiáng)大分析平臺(tái)可以預(yù)測(cè)維護(hù)需求。

4.定期回顧和清理數(shù)據(jù)集

即使計(jì)算機(jī)內(nèi)存的價(jià)格不斷下降,全球歸檔每年也要花費(fèi)數(shù)十億美元。通過(guò)刪除和保留數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)設(shè)施擺脫了負(fù)擔(dān),從而減少了調(diào)節(jié)費(fèi)用和能耗,更有效地分配了計(jì)算資源和存儲(chǔ)。

5.通過(guò)建立冗余來(lái)提高正常運(yùn)行時(shí)間

對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō),在發(fā)生故障時(shí)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信通道創(chuàng)建備份路徑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。這些冗余提供了一個(gè)備份系統(tǒng),允許人員在不影響服務(wù)的情況下進(jìn)行維護(hù)和執(zhí)行系統(tǒng)升級(jí),或者在主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)切換到備份系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心內(nèi)的層系統(tǒng),編號(hào)從1到4,定義了客戶可能期望的正常運(yùn)行時(shí)間(4是最高的)。

總結(jié)

數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)代計(jì)算的支柱。它們不僅存儲(chǔ)信息,還支持分析和建模等資源密集型數(shù)據(jù)操作。通過(guò)投資數(shù)據(jù)中心架構(gòu),我們可以更好地支持IT和業(yè)務(wù)流程。一個(gè)運(yùn)行良好的數(shù)據(jù)中心是一個(gè)停機(jī)時(shí)間最少、容量可擴(kuò)展、同時(shí)將成本保持在最佳水平的數(shù)據(jù)中心。

----------------------------------峰會(huì)預(yù)告

近期,由千家網(wǎng)主辦的2022年第23屆中國(guó)國(guó)際建筑智能化峰會(huì)將正式拉開(kāi)帷幕,本屆峰會(huì)主題為“數(shù)智賦能,碳索新未來(lái)”,屆時(shí)將攜手全球知名建筑智能化品牌及專家,共同分享AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT、智慧城市、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用,并探討如何打造“更低碳、更安全、更穩(wěn)定、更開(kāi)放”的行業(yè)生態(tài),助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

本屆峰會(huì)成都站舉辦時(shí)間為2022年12月20日,西安站舉辦時(shí)間為2022年12月23日?,F(xiàn)成都站與西安站峰會(huì)議程已初步確定,歡迎建筑智能化行業(yè)小伙伴積極報(bào)名參會(huì),共同分享交流。

-峰會(huì)議程-

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2022-12-14
什么是數(shù)據(jù)中心?| 百科
數(shù)據(jù)中心是一種物理設(shè)施,提供操作程序的計(jì)算能力,處理信息的存儲(chǔ),以及將人們連接到執(zhí)行任務(wù)和支持企業(yè)運(yùn)營(yíng)所需的資源的網(wǎng)絡(luò)。

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