目前傳統數據中心的建設正面臨異構網絡、靜態資源、管理復雜、能耗高等方面問題，云計算數據中心與傳統數據中心有所不同，它既要解決如何在短時間內快速、高效完成企業級數據中心的擴容部署問題，同時要兼顧綠色節能和高可靠性要求。高利用率、一體化、低功耗、自動化管理成為云計算數據中心建設的關注點，整合、綠色節能成為云計算數據中心構建技術的發展特點。
數據中心的整合首先是物理環境的整合，包括供配電和精密制冷等，主要是解決數據中心基礎設施的可靠性和可用性問題。進一步的整合是構建針對基礎設施的管理系統，引入自動化和智能化管理軟件，提升管理運營效率。還有一種整合是存儲設備、服務器等的優化、升級，以及推出更先進的服務器和存儲設備。
兼顧高效和綠色節能的集裝箱數據中心出現。集裝箱數據中心是一種既吸收了云計算的思想，又可以讓企業快速構建自有數據中心的產品。與傳統數據中心相比，集裝箱數據中心具有高密度、低PUE、模塊化、可移動、靈活快速部署、建設運維一體化等優點，成為發展熱點。國外企業如谷歌、微軟、英特爾等已經開始開發和部署大規模的綠色集裝箱數據中心。
通過服務器虛擬化、網絡設備智能化等技術可以實現數據中心的局部節能，但尚不能真正實現綠色數據中心的要求，因此，以數據中心為整體目標來實現節能降耗正成為重要的發展方向，圍繞數據中心節能降耗的技術將不斷創新并取得突破。數據中心高溫化是一個發展方向，低功耗服務器和芯片產品也是一個方向。
按照IDC的研究，2005年之前是虛擬化技術發展的第一階段，稱之為虛擬化1.0，從2005年到2010年時虛擬化發展的第二階段，稱之為虛擬化2.0，目前已經進入虛擬化2.5階段，虛擬化3.0階段在不久也將會到來。根據Gartner的預測，到2016年中國70%的X86企業服務器將實現虛擬化。
ArsTechnica網站上刊出的一篇文章評論到，當前的虛擬化市場當中，VMware是老大，微軟Hyper-V老二，思杰Xen第三，紅帽和甲骨文在爭奪第四把交椅。隨著服務器等硬件技術和相關軟件技術的進步、軟件應用環境的逐步發展成熟以及應用要求不斷提高，虛擬化由于具有提高資源利用率、節能環保、可進行大規模數據整合等特點成為一項具有戰略意義的新技術。
首先，隨著各大廠商紛紛進軍虛擬化領域，開源虛擬化將不斷成熟。Gartner也指出，雖然目前開源虛擬化的市場還比較小，但到2014年底其市場份額將翻番，而且未來也會快速增長。
其次，隨著虛擬化技術的發展，軟硬協同的虛擬化將加快發展。在這方面，內存的虛擬化已初顯端倪。
第三，網絡虛擬化發展迅速。網絡虛擬化可以高效地利用網絡資源，具有節能成本、簡化網絡運維和管理、提升網絡可靠性等優點。VMware和思科公司通過四年的合作，在網絡虛擬化領域取得突破創新，推出了VXLAN（虛擬可擴展局域網）。VXLAN已獲得多個行業領先廠商的支持。
云計算環境下，存儲技術將主要朝著從安全性、便攜性及數據訪問等方向發展。分布存儲的目標是利用多臺服務器的存儲資源來滿足單臺服務器不能滿足的存儲需求，它要求存儲資源能夠被抽象表示和統一管理，并且能夠保證數據讀寫操作的安全性、可靠性、性能等各方面要求。為保證高可靠性和經濟性，云計算采用分布式存儲的方式來存儲數據，采用冗余存儲的方式來保證存儲數據的可靠性，以高可靠軟件來彌補硬件的不可靠，從而提供廉價可靠的海量分布式存儲和計算系統。在大規模分布式存儲技術中，基于塊設備的分布式文件系統適用于大型的、海量數據的云計算平臺，它將客戶數據冗余部署在大量廉價的普通存儲上，通過并行和分布式計算技術，可以提供優秀的數據冗余功能。且由于采用了分布式并發數據處理技術，眾多存儲節點可以同時向用戶提供高性能的數據存取服務，也保證數據傳輸的高效性。目前國外很多大學、研究機構和公司已經或正在著手開發分布式文件系統，已經涌現出一批著名的分布式文件系統，如PVFS、GPFS、zFS、Google FS、Hadoop FS等，進一步更深入的研發也還在進行中。
除了大規模分布式存儲技術，P2P存儲、數據網格、智能海量存儲系統等方也是海量存儲發展的趨勢體現。其中，P2P存儲可以看做是分布式存儲的一種，是一個用于對等網絡的數據存儲系統，旨在提供高效率、魯棒和負載均衡的文件存取。數據網格是有機的智能單元的組合，類似于計算網格。智能海量存儲系統包括主動的數據采集、數據分析、主動調整等。云計算中存儲的海量數據應用將為云計算提供新的價值高點，也必將成為云計算發展的重點方向之一。
資源調度管理被認為是云計算的核心，因為云計算不僅是將資源集中，更重要的是資源的合理調度、運營、分配、管理。云計算數據中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬件資源，實現了基礎資源的規模化。但如何合理有效調度管理這些資源，提高這些資源的利用率，降低單位資源的成本，是云計算平臺提供商面臨的難點和重點。業務/資源調度中心、副本管理技術、任務調度算法、任務容錯機制等資源調度和管理技術的發展和優化，將為云計算資源調度和管理提供技術支撐。不過，正成為業界關注重點的云計算操作系統有可能使云計算資源調度管理技術走向新的道路。云計算操作系統是云計算數據中心運營系統，是指架構于服務器、存儲、網絡等基礎硬件資源和單機操作系統、中間件、數據庫等基礎軟件管理海量的基礎硬件資源和軟件資源的云平臺綜合管理系統，可以實現極為簡化和更加高效的計算模型，以低成本實現指定服務級別、響應時間、安全策略、可用性等規范。
現在云計算的商業環境對整個體系的可靠性提供了更高的需求，為了支持商業化的云計算服務，分布式的系統協作和資源調度最重要的就是可靠性。未來成熟的分布式計算技術將能夠支持在線服務(SaaS)，自從2007年蘋果iPhone進入市場開始，事情發生很大的變化，智能手機時代的到來使得Web開始走進移動終端，SaaS的風暴席卷整個互聯網，在線應用成為一種時尚。分布式計算技術不斷完善和提升，將支持在跨越數據中心的大型集群上執行分布式應用的框架。
云計算作為一種新的應用模式，在形態上與傳統互聯網相比發生了一些變化，勢必帶來新的安全問題，例如數據高度集中使數據泄漏風險激增、多客戶端訪問增加了數據被截獲的風險等等。云安全技術是保障云計算服務安全性的有效手段，它要解決包括云基礎設施安全、數據安全、認證和訪問管理安全以及審計合規性等諸多問題。云計算本身的安全仍然要依賴于傳統信息安全領域的主要技術。不過另一方面，云計算具有虛擬化、資源共享等特點，傳統信息安全技術需要適應其特點采取不同的模式，或者有新的技術創新。另外，由于在云計算中用戶無法準確知道數據的位置，因此云計算提供商和用戶的信任問題是云計算安全要考慮的一個重點。總體來說，云計算提供商要充分結合云計算特點和用戶要求，提供整體的云計算安全措施，這將驅動云計算安全技術發展。適應云計算的特點和安全需求，云計算安全技術在加密技術、信任技術、安全解決方案、安全服務模式方面加快發展。
此外，未來的安全趨勢，勢必會涉及終端及移動終端各個層面，包括各類PC、手機在內的智能終端、可穿戴設備，都有可能會面臨攻擊者的挑戰，這樣的攻擊對多種設備會變得日益難以防護。解決終端安全，云安全是首先需要解決的，即從云端首先判斷安全的趨勢，而不是孤立的從一臺終端來判斷。通過云端安全的大數據分析，可以清晰發現其中存在的多種威脅趨勢，從而及時攔截新木馬以及防止網絡入侵和攻擊。隱私權保護問題雖是云計算普及過程中需要解決的一大難題，但隨著云計算的發展及相關標準的成熟。相信隱私權會得到更好地保護，云計算也將像互聯網上的其他應用環境一樣，深刻地影響我們的生活方式。
要想讓用戶敢于將關鍵業務應用放在云計算平臺上，粗放的服務協議顯然無法讓人放心，用戶需要知道云計算廠商能否快速地將數據傳遍全國、網絡連接狀況又能好到何種程度。對于激增的商業需求而言，性能的拓展是不夠的，而云計算提供商能夠多快地拓展性能也事關重要。用戶需要能夠讓他們高枕無憂的服務品質協議，細化服務品質是必然趨勢。云計算對計算、存儲和網絡的資源池化，使得對底層資源的管理越來越復雜，越來越重要，基于云計算的高效工作負載監控要在性能發生問題之前就提前發現苗頭，從而防患于未然，實時的了解云計算運行詳細信息將有助于交付一個更強大的云計算使用體驗，也是未來發展的方向。
