1.1 데이터센터 환경의 인프라 아키텍쳐 구성 정의
오늘날 데이터 센터는 크기에 상관없이 모든 비즈니스에 매우 중요하고 없어서는 안 될 부분이 됐다. 데이터 센터의 핵심 요소는 호스트와 스토리지， 연결 네트워크 애플리케이션. DBMS이다. 이 요소는 다 같이 협동해 데이터를 정리하고 저장한다. 가상화 기술의 진화로 데이터 센터는 고전적인 데이터 센터에서 가상 데이터 센터 VDC， virtualized data center로 진화했다. VDC에서는 고전적인 데이터 센터에서의 물리적 소스를 모아 가상 자원으로 제공한다. 이런 추상화는 물리적 자원의 복잡성과 한계를 사용자로부터 감춘다. IT 자원을 가상화를 통해 응집함으로써 조직은 그들의 인프라스트럭처 활용성을 높이고 인프라스트럭처의 총비용을 줄일 수 있다. 또한 VDC에서는 가상 리소스를 소프트웨어를 통해 생성할 수 있으며， 이는 고전적인 데이터 센터의 물리적 리소스 배치보다 훨씬 빠른 속도로 리소스를 배치할 수 있게 해준다. 데이터 센터의 핵심 요소와 컴퓨트 메모리， 데스크톱， 애플리케이션 가상화를 다룬다. 정보 자산이 점점 중요해지면서 데이터 센터의 핵심 요소 중 하나인 스토리지는 별도의 리소스로 인식됐다. 스토리지의 구현과 관리를 위해서는 특별한 주의가 필요하다. 스토리지 서브시스템과 함께 디스크 드라이브의 컴포넌트와 구조성능 파라미터를 설명한다. 호스트와 스토리지 사이의 연결을 위한 다양한 기술도 다룬다.
2.1 애플리케이션
애플리케이션 은 컴퓨팅 연산의 로직을 제공하는 컴퓨터 프로그램이다. 애플리케이션은 기반 운영체제에 스토리지 디바이스에 대한 읽기/쓰기 RIW 연산 요청을보낸다. 애플리케이션은 데이터베이스를 사용할 수 있다. 이런 경우 데이터베이스에서 운영체제의 서비스를 사용해 스토리지 디바이스에 대한 r 연산을 수행한다. 데이터 센터에 배치된 애플리케이션은 보통 비즈니스 애플리케이션과 인프라스트럭처 관리 애플리케이션， 데이터 보호 애플리케이션， 보안 애플리케이션으로 분류된다. 이 플리케이션의 예로는 이메일과 전사적 리소스 관리 RP， 백업, 인증, 안티바이러스 애플리케이션 등이 있다.
애플리케이션의 입력/출력 특징은 스토리지 시스템의 전체 성능과 스토리지 솔루션의 디자인에 영향을 준다.
애플리케이션 가상화
애플리케이션의 가상화는 애플리케이션과 기저 플랫폼 하드웨어 간의 의존 관계를 변화시킨다. 애플리케이션 가상화는 애플리케이션과 필요한 리소스를 하나의 가상 컨테이너로 캡슐화한다. 이 기술은 애플리케이션이 배치될 컴퓨팅 플랫폼의 OS나 파일 시스템， 레지스트리를 바꾸지 않고 애플리케이션을 배치할 수 있게 해준다. 가상화 애플리케이션은 독립 환경에서 실행되기 때문에 OS나 기타 애플리케이션은 잠재적인 위험으로부터 보호된다 여러 애플리케이션 또는 여러 버전의 애플리케이션이 같은 컴퓨팅 플랫폼에 설치될 경우 충돌이 발생할 경우가 많다. 애플리케이션 가상화는 애플리케이션의 다른 버전과 관련 OS 리소스가 서로 독립적으로 관리되기 때문에 충돌 가능성을 제거한다.
2.2 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)
데이터베이스는 논리적으로 조직된 서로 연관된 테이블에 데이터를 구조적으로 저장하려는 방법이다. 데이터베이스는 데이터 저장과 검색을 최적화하는 데 도움을 준다. DBMS는 데이터베이스의 생성과 관리 사용을 제어한다. DBMS는 애플리케이션의 데이터 요청을 처리하고 운영체제에 스토리지로부터 데이터를 가져오도록 지시한다
2.3 호스트(컴퓨트)
사용자는 애플리케이션을 통해 데이터를 저장하고 한다. 애플리케이션을 실행하는 컴퓨터를 호트 Host 또는 컴퓨트 시스템 compute system이라 한다. 호스트는 물리적 머 신 혹은 가상 머신일 도 있다 컴퓨트 가상화 소프트웨어는 물리적인 컴퓨트 인프라스트럭처를 기반으로 가상 머신을 만든다. 물리적 호스트의 예로는 데스크톱 컴퓨터나 서버， 서버 클러스터， 랩 톱， 모바일 장치가 있다. 호스트는 CPU와 I/O 장치， 컴퓨팅 연산을 수행하는 여러 소프트웨어로 구성된다. 소프트웨어에는 운영체제와 파일， 논 데이터센터환경 논리적 볼륨 매니저， 디바이스 드라이버 등이 있다. 이런 소프트웨어는 운영체제의 일 부 또는 별개의 엔티티로 설치될 수도 있다. CPU는 산술 논리 장치 ALU， 제어 장치， 레지스터， 캐시라는 네 가지 컴포넌트로 구성된다. 호스트의 메모리는 랜덤 액세스 메모리 RAM， Random Access Memory와 읽기 전용 메모리 ROM， Read-Only Memory, 두 종류가 있다. 디바이스는 호스트와의 통신을 담당한다. I/O 장치의 예로는 키보드와 마우스， 모니터 등이 있다. 소프트웨어는 호스트에서 실행되며 데이터 출력을 담당한다.
2.3.1 운영체제
전통적인 컴퓨팅 환경에서는 운영체제 operating system가 컴퓨팅의 모든 것을 제어했다. 운영체제는 애플리케이션과 컴퓨트 시스템의 물리적 컴포넌트 사이의 작업을 담당했다. 애플리케이션에 제공되는 서비스 중 하나는 데이터 액세스다. 운영체제는 사용자의 활동과 환경을 모니터링하고 이에 대한 처리를 담당한다. 하드웨어 컴포넌트를 조직하고 제어하며， 리소스의 할당을 관리한다. 관리하는 모든 리소스의 접근과 사용에 대한 기본적인 보안을 제공한다. 운영체제는 기본적인 스토리지 관리도 수행하며 파일 시스템과 볼륨 매니저， 디바이스 드라이버도 관리한다. 가상 컴퓨트 환경에서는 운영체제와 하드웨어 리소스 사이에 가상 레이어가 동작한다. 여기서 OS의 역할은 컴퓨트 가상화의 구현에 따라 달라진다. 일반적으로 OS는 게스트로 동작하며 애플리케이션과의 상호작용 관련 역할만 수행한다. 이때 하드웨어 관리 기능은 가상화 레이어에서 수행한다.
메모리 가상화 메모리는 지금까지도 그랬지만 앞으로도 호스트에서 비싼 컴포넌트일 것이다. 메모리는 호스트에서 실행할 수 있는 애플리케이션의 크기와 개수를 결정한다. 메모리 가상화 memory virtualization를 이용해， 총 메모리 요구량이 실제 사용 가능한 물리적 메모리보다 많은 애플리케이션과 프로세스를 서로 영향을 주지 않고 실행할 수 있다.
메모리 가상화는 호스트의 물리적 메모리 RAM을 가상화해주는 운영체제의 기능이다. 이 기능은 컴퓨터시스템의 물리적 메모리 공간보다 큰 주소영역을 가진 가상 메모리를 만든다. 가상메모리는 물리적 메모리의 주소 공간과 디스크 스토리지의 일부 영역을 함께 사용한다. 가상 메모리를 관리하는 운영체제 유틸리티를 가상 메모리 관리자라고 한다. VMM은 가상 메모리에서 물리 메모리 물리 메모리로의 매핑을 관리하고， 프로세스가 디스크 스토리지에 있는 데이터의 기장 주소를 참조할 때 디스크 스토리지 지에서 데이터를 가져온다. VMM이 사용하는 디스크 영역을 스왕 공간이라고 한다. 스왑 공간 swap space는 운영체제가 물리 메모리처럼 취급하는 디스크 드라이브의 일부 영역이다. 가상 메모리는 시스템 메모리를 지정한 크기의 페이지로 구성된 연속된 블록으로 나눈다. 페이징이라고 하는 프로세스는 비활성 물리 메모리 페이지를 스왑 파일로 옮기고， 필요할 때 이 페이지를 다시 물리 메모리로 읽어 들인다. 이렇게 해 사용 가능한 물리 메모리를 여러 애플리케이션이 효율적으로 사용할 수 있다. 운영체제는 가장 적게 사용된 페이지를 스왑 파일에 옮겨 좀 더 활발한 프로세스가 메모리를 충분히 사용할 수 있게 한다. 스왑 파일 페이지는 물리 메모리보다 느린 디스크에 할당됐기 때문에, 스왑 파일 페이지에 액세스하는 것은 물리 메모리 페이지에 대한 액세스보다 느리다.
볼륨 매니저
예전에는 운영체제가 디스크 드라이브를 여러 개의 연속적인 디스크 블록의 집합으로 봤다. 디스크 드라이브 전체가 파일 시스템에 할당되거나， OS나 애플리케이션에서 사용하는 다른 엔티티에 할당됐다. 이런 방법의 단점은 유연성이 없다는 것이다 디스크 드라이브의 공간이 부족해도 파일 시스템의 크기를 증가시킬 방법이 없었다. 데이터센터환경 또한 스토리지 용량이 증가하면서 전체 디스크 드라이브를 파일 시스템에 전부 할당하면 스토리지 용량의 활용도를 낮추는 결과를 초래했다. 논리적 볼륨 매니저LVM， Logical Volume Manager로 인해 파일 시스템 용량을 동적으로 확장할 수 있고 효율적으로 스토리지를 관리할 수 있게 됐다 LVM은 컴퓨트 시스템에서 동작하는 소프트웨어로 논리적， 물리적 스토리지를 관리한다. LVM은 파일 시스템과 물리 디스크의 중간에 있는 디스크를 좀 더 작은 가상 볼륨으로 파티션하거나 작은 디스크를 합쳐 큰 가상 볼륨을 만들 수 있다. 디스크 파티셔닝은 디스크 드라이브는 디스크 드라이브의 유연성과 활용도를 높여준다. 디스크 드라이브는 논리적 볼륨이라고 하는 논리적 저장소로 나뉜다. 예를 들어 큰 불리 드라이브를 파일 시스템과 애플리케이션의 요구사항에 따라 여러 개의 LV로 파티셔닝할 수 있다. 디스크 드라이브를 호스트에 처음 설치할 때， 여러 실린더를 그룹화해 파티션을 만든다. 호스트 파일 시스템은 파티셔닝과 디스크의 물리적 구조를 모르는 상태에서 논리 볼륨에 접근한다.
