現代資料中心架構已從本地基礎設施發展為將本地系統與雲端基礎設施連接起來的基礎設施，其中網路、應用程式和工作負載在多個私有雲和公有雲中虛擬化。這一演變影響了資料中心的架構方式，因為資料中心的所有元件不再位於同一位置，並且只能透過公共 Internet 相互存取。
讓我們來看看資料中心網路、運算和儲存技術的最新進展。
基礎設施組件虛擬化的進步使員工能夠根據需要快速啟動系統和應用程式以滿足需求。例如，管理程式環境將虛擬機器 (VM) 使用的運算和記憶體資源與裸機硬體的資源隔離。容器系統為應用程式運行提供虛擬作業系統。虛擬機器和容器化應用程式都是可移植的，可以根據需要在本地或公有雲端運行。
雖然虛擬機器和應用程式可以更快地交付基礎設施和應用程序，但邊緣運算解決了不同的問題，並將運算資源移至資料所在的邊緣，從而減少了傳輸中出現的延遲和頻寬問題。
邊緣運算解決的一個主要用例是處理遠端物聯網裝置產生的資料。即時應用程序，例如自動駕駛汽車和機器人中使用的視訊處理和分析，需要在邊緣附近完成處理。分佈式、緊湊型的微型資料中心已經出現。這些單元在靠近收集資料並需要即時分析結果的邊緣裝置處收集、處理、分析和儲存資料。
我們今天所熟悉的在單一晶片中包含多個中央處理器的微處理器自 20 世紀 70 年代初發明以來已經取得了長足的進步。隨著時間的推移，通用中央處理器的處理速度不斷提高，這得益於摩爾定律，該定律預測微晶片上的電晶體數量每兩年就會增加一倍。但中央處理器的結構可能不適合某些任務。
隨著人工智慧（AI）和機器深度學習的出現，人們發現圖形處理單元（GPU）在訓練深度學習神經網路時可以比中央處理器快250倍。它們的結構使其比通用中央處理器（中央處理器）對於平行處理大數據塊的演算法更有效率。
儲存資料（包括他們自己的資料和客戶的資料）是資料中心職責的核心部分。隨著儲存空間變得更便宜、更有效率，使用本機和遠端備份變得更普遍，進一步增加資料儲存空間。
資料中心所有者制定了災難復原計劃來恢復遺失的資料。備份技術包括將資料儲存到實體介質，然後將資料儲存在本地或遠端、直接將資料傳輸到另一個網站或將資料上傳到雲端。例如，資料通常分佈在多個實體上分離的資料中心之間。這樣，如果資料中心受到野火、地震或其他自然災害的損害，可以從備份資料中心內容恢復遺失的資訊。
SDS（軟體定義儲存）、NVMe 和 NVMe-oF 等資料儲存技術的進步正在改變資料中心儲存、管理和使用資料的方式。透過軟體抽象 (SDS) 管理資料可實現自動化並降低管理資料的管理成本。
NVM Express (NVMe) 和固態硬碟 (SSD) 正在取代傳統的旋轉磁碟以及用於存取它們的 SATA 和 SAS 接口，具有更低的延遲和更好的性能。雖然 NVMe 適用於儲存系統中的 PCI Express 接口，但 NVMe over Fiber 允許一台電腦透過網路遠端直接記憶體存取來存取連接到另一台電腦的區塊級儲存裝置。這使組織能夠創建延遲極低的高效能儲存網路。
資料中心頻寬需求由應用程式以及內部和外部系統的數量以及連接到網路的使用者驅動。需要使用監控工具來監控儲存區域網路 (SAN)、區域網路 (LAN)、外部和網際網路連結的峰值，以判斷何時需要移動到下一個尺寸的電路，例如，當定期達到 50% 容量時。
任何連接點都可能會發生交通流量中的瓶頸。 特別是，管理人員應確保防火牆、負載平衡器、IPS 和 WAF 能夠支援整體吞吐量需求。對於 WAN 連接，管理人員應規劃足夠的頻寬來支援偶爾的流量峰值，以確保滿足語音和視訊需求、網際網路存取、MPLS 和軟體定義的廣域網路服務要求。與糟糕的用戶體驗相比，頻寬只是一筆很小的支出。
資料中心網路架構是一種基於樹狀圖的網路拓撲結構，由三層網路交換器組成。存取是伺服器連線到邊緣交換器的最低層。
聚合圖層是一個中層層，可互連多個存取圖層交換器。 聚合圖層交換器通過頂層核心圖層交換器相互連接。 常見的做法是在交換器上部署防火牆、負載平衡器和應用程式加速板。
核心層交換器將資料中心連接到網際網路。核心交換器具有高的切換功能，並且可以處理流量爆發。 為了最小化核心交換器需要處理的個別伺服器位址數目，核心交換器將流量路由到批次或 POD，並以資料封包進行編碼，以使核心只需知道要將流量指向哪個網域，而不是處理個別伺服器請求。
資料中心網路的最新進展之一是超大規模網路安全技術。這是隨著系統增加更多的需求，可以適當地改進和擴展的能力。 可以動態分配更多資源給系統，從而產生強大、可擴充且分散式的系統。
現代資料中心網路也使用軟體定義網路 (SDN)，使網路管理員能夠在軟體中配置、管理、保護和最佳化網路資源。SDN 將網路基礎架構抽象化為應用程式、控制平面和資料平面層。然後，網路控制變得可以直接編程，從而實現網路資源的自動配置和基於策略的管理。SDN 的好處包括降低營運成本、集中化營運控制以及在需要時擴展服務（例如安全性）的能力。
運算、儲存和網路技術的變化對資料中心的架構和運作方式產生了巨大影響。隨著技術不斷發展，組織需要確保他們擁有解決方案來保護他們不斷變化的數位攻擊表面。
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