本节书摘来异步社区《信息存储与管理（第二版）：数字信息的存储、管理和保护》一书中的第1章，第1.3节，作者：【新加坡】G.Somasundaram ,【美】Alok Shrivastava，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
1.3 数据中心基础设施
信息存储与管理（第二版）：数字信息的存储、管理和保护
企业组织通过数据中心为整个企业提供集中的数据处理能力。数据中心保存和管理着大量的数据。数据中心基础设施包括硬件组件和软件组件。硬件组件包括计算机、存储系统、网络设备和后备电源等。软件组件包括应用、操作系统和管理软件等。此外，空调、灭火和通风装置等环境控制设备也是基础设施的组成部分。
大型组织通常维护多个数据中心，以便分散数据处理负担，并在灾难发生时提供数据备份。
1.3.1 数据中心核心部件
一个数据中心要实现基本功能，必须要有5个核心部件。
应用：提供计算操作逻辑的计算机程序。
数据库管理系统（DBMS）：提供了一种结构化方式，把数据存储成具有关联关系的逻辑表。
主机或计算：指运行应用和数据库的计算平台（包含硬件、固件和软件）。
网络：联网设备之间通信的数据通路。
存储：持续存储数据以供后续使用的设备。
通常这些核心部件都被视为独立的管理单元，但是只有所有这些部件一起工作才能达到数据处理的要求。
在本书中，主机，计算和服务器这三个名词是通用的，指的是运行应用的部件。
图1-5展示了一个在线订单处理系统示例，其中包含5个核心部件以及它们在商业处理中的作用。
用户在一台客户端上下了订单，客户端通过局域网或广域网与主机联网，主机上运行着订单处理应用。客户端通过此应用访问主机上的数据库管理系统，获取与订单相关的信息，如客户姓名、地址、支付方式、订购产品和数量等。
数据库管理系统（DBMS）通过主机操作系统将数据写入存储阵列的物理磁盘内。存储网络为主机和存储阵列之间的通信提供连接，并在两者之间传输数据读写请求。存储阵列在接到主机发来的请求后，在物理磁盘上执行相应的操作。
1.3.2 数据中心的主要特点
数据中心运行的不可中断性对商业机构的生存和成功至关重要。因此，很有必要用一个可靠的存储基础设施来保证数据随时可访问。图1-6所示的特点对数据中心基础设施的所有部件都适用，但这里我们只关注存储系统。本书将给出满足这些需求的多种技术和解决方案。
可用性：有需求时，一个数据中心必须保证数据的可用性。对于金融服务业、通信和电子商务领域的业务来说，数据无法访问可以造成每小时上百万美元的损失。
安全性：数据中心应建立完整的安全策略和流程，加强各部件的整合，防止对信息的非授权访问。
可扩展性：业务的增长通常需要部署更多的服务器、新的应用和额外的数据库。数据中心资源应实现按需扩展，扩展应不影响正常的业务运营。
性能：数据中心的部件应能根据服务等级提供最佳的性能。
数据完整性：数据完整性对应的是一种机制，比如纠错码或奇偶校验位，以保证数据在存取和接收时保持一致。
容量：数据中心的运行需要足够的资源来高效地存储和处理海量数据。当容量需求增加时，数据中心必须在不影响可用性，或者仅对其产生很小影响的前提下实现扩容。容量管理可以是对现有资源的重新分配，而不仅仅是添加新的资源。
可管理性：数据中心对于部件的管理应该尽量简单和统一。可管理性可以通过对常规任务进行自动化或减少人工介入来实现。
1.3.3 管理数据中心
管理一个数据中心牵涉到许多任务。关键的管理任务包括以下几点。
监控（Monitoring）：对数据中心的各个部件和运行的服务持续不断地收集信息。数据中心需要监控的方面包括安全性、性能、可用性和容量。
报告（Reporting）：周期性地反映资源的性能、容量和使用率。报告可以帮助确定与数据中心运行相关的业务评判和分摊费用。
配给（Provisioning）：提供支持数据中心运行的硬件、软件和其他资源的一个流程。配给主要是对资源进行管理，以满足容量、可用性、性能和安全方面的需求。
虚拟化和云计算的出现极大地改变了数据中心基础设施的部署和管理方式。许多组织已经迅速实现了对数据中心中多个部件的虚拟化，提高了资源的利用率。此外，IT部门面临持续的成本压力和对于随需应变数据处理的需求，加速了云计算的应用。
