Докато вашите изисквания за домашен или работен компютър може да изглеждат разумни. Или дори от висок клас, в зависимост от вашия случай на употреба, той просто не се сравнява с процесорната мощност и капацитета за съхранение, необходими на големите компании. Дори компания с разумни размери ще има изисквания за съхранение на данни от десетки до стотици терабайти.
Вместо само да разпространявате тези данни между устройства на крайни потребители, които могат или не да бъдат изключени или прекъснати от мрежата, повечето данни се съхраняват в централизирана среда. В по-малки среди това може да е сървърна стая. И все пак, те се наричат центрове за данни, когато капацитетът трябва да надхвърли мащаба на малка стая.
Какви са целите и предимствата на центъра за данни?
Центърът за данни е предназначен да бъде постоянно достъпно централизирано хранилище на данни. Тъй като изискванията за съхранение и използване на мрежово оборудване и сървъри са по същество същите като на дисковите сървъри, съдържащи необработените данни, този хардуер обикновено се групира заедно.
Групирането заедно на основната мрежова инфраструктура прави изпълнението на няколко основни задачи значително по-лесно и по-ефективно. Един от основните фактори е свързаността. С всички сървъри, данни и мрежова инфраструктура на едно място е сравнително лесно да ги свържете всички заедно ефективно. Латентността и честотната лента са по-лесни за оптимизиране на къси разстояния, което позволява максимална производителност на мрежата. Като допълнителен бонус кабелите са по-къси и следователно по-евтини, отколкото биха били, ако целият хардуер беше по-разпределен.
Основният изчислителен хардуер също се нуждае от външна инфраструктура, за да улесни своята безопасна и непрекъсната работа. Надеждното захранване, охлаждане, свързаност и системи за безопасност са скъпи. Те обаче са по-скъпи, ако трябва да ги дублирате, вместо просто да имате една голяма настройка.
Какво изисква един център за данни?
Основната част на всеки център за данни е действителният изчислителен хардуер. Това обикновено идва под формата на сървърни стелажи. Всяка стойка е със стандартен размер и може да поеме множество компютърни устройства със стандартен размер. Действителните устройства обикновено се описват с размери „U“, като „U“ просто е стандартна единица за височина. Повечето сървърни стелажи са високи 42 или 48U, като стелажите 48U се наричат още седем футови стелажи. Докато някои компютърни хардуери се предлагат в размери 1U, повечето устройства са 2U или 3U, въпреки че някои могат да бъдат много по-високи от това.
Данните в центъра за данни трябва да бъдат достъпни, обикновено постоянно. Поради тази причина се очаква високоскоростна мрежа както вътрешно, така и към външния свят. Освен това центровете за данни са проектирани с резервни и резервни системи, за да осигурят непрекъснатост в случай на повечето разумни инциденти.
Ако едно устройство се повреди, центровете за данни са проектирани да имат резервни сървъри, съхранение и мрежов хардуер. Неговата функционалност може незабавно да бъде взета от вторично устройство. Захранването също има серия от резервни копия, включително непрекъсваеми захранвания или UPS. Това осигурява достатъчно мощност, за да продължат да работят устройствата, докато не се включат локалните генератори, в случай на a спиране на тока.
Както всички изчислителни устройства, центровете за данни изискват охлаждане. HVAC системите обикновено се използват заедно с влагоуловители, за да се гарантира, че се осигурява хладен въздух, горещ въздух се извлича и въздухът не става твърде влажен.
С толкова много електричество и топлина винаги има шанс за пожар. Системите за гасене на пожар са универсални, но не могат да разчитат на спринклерни системи, тъй като това би причинило толкова много щети на чувствителния компютърен хардуер, колкото и пожар.
По-фини изисквания и оптимизации
Въпреки че противопожарните системи са универсални в центровете за данни, те не могат да бъдат базирани на вода, тъй като това би повредило чувствителната електроника. Вместо това обикновено се използват инертни газове. Основният избор беше халонът, докато не се установи, че е вреден за озоновия слой. Съвременните системи обикновено използват азот. Концепцията е просто да наводните целия център за данни с азот, изтласквайки кислорода, необходим за изгарянето на огъня, през отвори за свръхналягане.
Въпреки че това е много ефективно за гасене на пожари, то е и смъртоносно. В богата на азот-бедна на кислород атмосфера можете да припаднете от задушаване за секунди. Азотът е безцветен, без мирис и вкус, така че няма предупреждение за опасност. По този начин системите за гасене на пожар издават предупредителен сигнал, който предупреждава всеки вътре да напусне незабавно или да стигне до безопасна зона, оборудвана с кислородни резервоари и маски за дишане. След кратък период, за да могат хората да стигнат до безопасно място, газът бързо се изхвърля в центъра за данни, потушавайки пожара.
Центровете за данни често имат повдигнати подове. Това осигурява много предимства. Основното предимство е, че в случай на наводнение има повече място за надигаща се вода, преди да настъпят действителни щети от водата. Повдигнатите подове също позволяват кабелите да бъдат прекарани под пода. Мнозина обаче избират да прекарат надземни кабели, за да улеснят достъпа. Това също осигурява удобен метод за осигуряване на хладен въздух, когато се комбинира с порести подови плочки.
Чрез позициониране на коридорите на сървърните стелажи в редуващи се посоки е възможно да се създадат студени и горещи коридори. Студеният въздух може да бъде изтеглен от студените коридори, а горещият въздух може да бъде изведен и след това отстранен от горещите коридори. Това оформление помага да се оптимизира предоставянето на ОВК ресурси.
Хиперскалери и колокация
Внедряването на цялата инфраструктура на център за данни е скъпо. Това може да бъде особено трудно за компании с обширни изисквания за данни и обработка, но в момента ограничени средства. Това също може да бъде проблем за компании, които не се нуждаят от достатъчно площ, за да позволят на икономиите от мащаба да започнат. За да запълнят тази празнина на пазара, много компании създават центрове за данни с прекалено голям капацитет и след това отдават под наем части от този капацитет на компании. Центрове за данни с множество наематели като този се наричат колокация.
Особено в среди за колокация сигурността е от съществено значение. С много потенциално чувствителни данни от множество страни мрежовата и физическата сигурност са важни. Центровете за данни са много внимателни и по отношение на двете, като предоставят внимателно разделени мрежи на отделни клиенти, така че да не могат да изтекат данни през мрежата. Физическият достъп често е сложен за организиране, често изисква предварително разрешение.
Достъпът до вътрешните места обикновено е ограничен с отделни заключени стаи и дори заключени клетки, съдържащи по-малки групи от сървърни стелажи. „Капаните за хора“ са полезна функция, която по същество действа като въздушен шлюз, позволявайки бързо да бъде отказан достъп на входната точка с минимален риск за персонала. Дневниците за достъп също са полезни за целите на безопасността, така че персоналът по безопасността да може да бъде сигурен, че сградата е била напълно евакуирана в случай на пожар, например.
Много от най-големите центрове за данни са собственост на хиперскалери. Това са огромни технологични компании като Google, Amazon и Microsoft. Те купуват огромни количества хардуер и в някои случаи наемат достъп до него. В техните случаи достъпът обикновено е виртуализиран, а не физически. Виртуализацията може да предложи подобрена ефективност при използването на системни ресурси и може да позволи лесно мащабиране, когато е необходимо.
Местоположение и други фактори
Местоположението на центъра за данни е от съществено значение. Изключително важно е да сте близо до голям източник на енергия, високоскоростен мрежов инфраструктурен център и физическа транспортна инфраструктура. Други съображения включват опасности за околната среда, като земетресения, вулкани, наводнения и урагани. Климатът също е голям фактор. По-хладните места имат по-ниски температури на околния въздух, изискващи по-малко охлаждане, преди да бъдат доставени в центъра за данни. Това спомага за намаляване на оперативните разходи. При някои тестове малки центрове за данни дори са поставени под вода. Те са използвали студените течащи водни течения, за да осигурят още по-ефективно и по-евтино охлаждане.
Модулността също е критичен фактор. С течение на времето компютърният хардуер напредва и настоящите технологии остаряват. Остарелият хардуер често е както по-малко производителен, така и по-малко енергийно ефективен. След това това изисква редовен цикъл на надграждане. Модулността позволява постоянни надстройки, разпределяйки първоначалните разходи в множество годишни бюджети. Той също така позволява непрекъсната работа без прекъсване на услугата, дори когато се извършват мащабни надстройки.
Капацитетът за съхранение също е важен фактор. Докато големите центрове за данни могат да бъдат рентабилни, обикновено е емпирично по-евтино да се нуждаете от по-малко пространство. Собствениците на центрове за данни, особено хипер мащабиращите, често харчат богатства за носители за съхранение с изключително висока плътност. Например 1TB корпоративно SSD може да струва същото като 10TB корпоративно HDD и да предлага много по-висока производителност. Все пак са необходими много повече сървърни стелажи и дискови сървъри, за да се осигури същият общ капацитет за съхранение.
Това увеличава пространството и често разходите за енергия и изисква допълнително охлаждане и т.н. Тази икономия от мащаба е причината да се предлагат много огромни устройства за съхранение, които са супер скъпи. Те не са предназначени за средния потребител. Те са предназначени за хиперскалери, които ще платят почти всичко за подобрена пространствена ефективност.
Заключение
Центровете за данни са по-големият братовчед на сървърната стая. Те съчетават основен компютърен хардуер като мрежово оборудване, капацитет за съхранение, мощност за обработка и функционалност на сървъра, всичко това на едно място. Това дава възможност за реализиране на икономии от мащаба и опростява свързаността. Има много дизайнерски фактори при проектирането на центъра за данни. Центровете за данни обаче трябва да са огромни, за да се възползват истински от икономиите от мащаба.
В този мащаб те обикновено са много по-големи, отколкото повечето компании се нуждаят, така че пространството може да се отдава под наем на по-малки компании, осигурявайки икономически предимства и за двете страни. Центровете за данни често се намират в съоръжения, построени по поръчка. Някои обаче използват повторно неизползвано офис пространство, а някои дори се намират в стари нови ядрени бункери.