从办公数字化和社会数字化到万物数字化，数据驱动的智能化应用，小到和天猫精灵的一次对话、淘宝的一次商品搜索、一个包裹的运送，大到智慧城市、智慧交通、智慧医疗、智慧工业、智慧农业、新兴金融服务等，无一不是构建在大数据基础之上的。随着技术的进步和对数据的深度挖掘融合，数据量出现了爆炸式的增长。最近五年时间全球的数据增长量就可能超过过去所有数据的总和，而且增长的速度还在不断加快。

因此，数据的存储、计算和传输等服务就成了数字经济时代的基础设施。如果说数据是信息时代的血液，那么为所有这数据的计算、存储和传输提供服务的“躯干”就是“基础设施”。

 

1.1  基础设施的概念

广义上，基础设施（Infrastructure）是指为社会生产和居民生活提供公共服务的物质工程设施，是用于保障国家或地区社会经济活动正常进行的公共服务系统。它是社会赖以生存发展的一般物质条件，包括交通、邮电、水、电、煤气、园林绿化、环境保护、文化教育、卫生事业等市政公用工程设施，以及公共生活服务器设施等。

基础设施具有以下特点：

•   先行性和基础性。

•   不可贸易性。

•   整体不可分割性（规模）。

•   准公共物品性。

对于一个互联网企业来说，这些公共服务包括数据中心、网络、服务器、计算、存储等。随着云计算的发展，“基础设施即服务（InfrastructureasaService，IaaS）”正在将这些互联网基础设施变成全社会的基础设施。

云计算作为社会的基础设施具有以下特点：

•   规模化。

•   可获得性。

•   先进性。

构建统一基础设施架构，整体数据中心从软件层面抽象为以下 6 个部分，如

图 1-1 所示。

•   平台层软件，包括固件、驱动、操作系统、虚拟化等。

•   资源管理，主要是统一资源调度系统。

•   硬件抽象层，例如统一的分布式文件系统。

•   部署和维护，例如 Microsoft的 AutoPilot^®。

•   编程框架，例如 MapReduce等。

应用层软件，例如搜索、数据库、机器学习等。

图 1-1  “The DatacenterasaComputer”核心技术分层

 

进一步细分，以阿里巴巴为例，将基础设施核心组件结合阿里巴巴的技术和业务现状，可以得到如图 1-2 所示的技术分层。

•   数据中心：包含风、火、水、电、土地等物理资源及其管理平台。

•   基础技术：包含计算平台和数据平台。

•   调度平台：统一提供各种任务需求与计算，负责存储资源的协调和管理。

•   计算：包含计算硬件设备、操作系统和虚拟化软件及其提供的不同资源形态。

•   存储：包含存储硬件设备、分布式存储软件，及其所提供的服务接口。

•   网络：包含交换机、网卡、线缆等设备及其运维管理和应用平台。

•  DC大脑：针对计算、存储、网络、数据中心、资源供应等整体的智能化运营和决策体系。

图 1-2阿里巴巴基础设施技术分层