Mens dine krav til en hjemme- eller arbejdscomputer kan virke rimelige. Eller endda avanceret, afhængigt af din use case, kan den simpelthen ikke sammenlignes med den processorkraft og lagerkapacitet, som store virksomheder har brug for. Selv en virksomhed af rimelig størrelse vil have datalagringskrav i snesevis til hundredvis af terabyte.
I stedet for kun at distribuere disse data på tværs af slutbrugerenheder, der kan være slukket eller afbrudt fra netværket, lagres de fleste data i et centraliseret miljø. I mindre miljøer kan dette være et serverrum. Alligevel omtales de som datacentre, når kapaciteten skal skaleres højere end et lille rum.
Hvad er formålene og fordelene ved et datacenter?
Et datacenter er beregnet til at være et konsekvent tilgængeligt centraliseret datalager. Fordi lagrings- og brugskravene for netværksudstyr og servere i det væsentlige er de samme som de diskservere, der indeholder de rå data, er denne hardware normalt grupperet sammen.
At gruppere kernenetværkets infrastruktur gør det væsentligt nemmere og mere effektivt at udføre flere kerneopgaver. En kernefaktor er tilslutning. Med alle servere, data og netværksinfrastruktur på ét sted er det forholdsvis nemt at forbinde dem alle sammen effektivt. Latency og båndbredde er nemmere at optimere over korte afstande, hvilket giver maksimal netværksydelse. Som en ekstra bonus er kabelføringer kortere og derfor billigere, end de ville være, hvis al hardware var mere fordelt.
Kernecomputerhardwaren har også brug for ekstern infrastruktur for at lette dens sikre og kontinuerlige drift. Pålidelige strøm-, kølings-, tilslutnings- og sikkerhedssystemer er alt sammen dyre. De er dog dyrere, hvis du skal duplikere dem i stedet for blot at have et enkelt stort set-up.
Hvad kræver et datacenter?
Kernedelen af ethvert datacenter er den faktiske computerhardware. Dette kommer typisk i form af serverracks. Hvert rack har en standardstørrelse og kan tage flere computerenheder i standardstørrelse. De faktiske enheder er normalt beskrevet i størrelserne "U", hvor et "U" blot er en standardhøjdeenhed. De fleste serverracks er 42 eller 48U høje, med 48U racks også kaldet syv fods racks. Mens noget computerhardware kommer i 1U-størrelser, er de fleste enheder 2U eller 3U, selvom nogle kan være meget højere end det.
Dataene i datacentret skal være tilgængelige, generelt konstant. Af denne grund forventes højhastighedsnetværk både internt og til omverdenen. Derudover er datacentre designet med backup og redundante systemer for at give kontinuitet i tilfælde af de fleste rimelige hændelser.
Hvis en enhed fejler, er datacentre designet til at have redundante servere, lager og netværkshardware. Dens funktionalitet kan øjeblikkeligt opfanges af en sekundær enhed. Strømforsyningen har også en række backups, inklusive Uninterruptible Power Supplies eller UPS'er. Dette giver nok strøm til at fortsætte med at køre enhederne, indtil lokale generatorer sætter ind, i tilfælde af en strømafbrydelse.
Som alle computerenheder kræver datacentre køling. HVAC-systemer bruges almindeligvis sammen med affugtere for at sikre, at der tilføres kølig luft, at varm luft trækkes ud, og at luften ikke bliver for fugtig.
Med så meget elektricitet og varme er der altid risiko for brand. Brandslukningssystemer er universelle, men de kan ikke stole på sprinklersystemer, da dette ville forårsage lige så meget skade på den følsomme computerhardware, som en brand ville.
Mere subtile krav og optimeringer
Selvom brandslukningssystemer er universelle i datacentre, kan de ikke være vandbaserede, da dette ville beskadige følsom elektronik. I stedet anvendes generelt inerte gasser. Det primære valg plejede at være Halon, indtil det viste sig at være dårligt for ozonlaget. Moderne systemer bruger typisk nitrogen. Konceptet er simpelthen at oversvømme hele datacentret med nitrogen, og skubbe den ilt, der skal til, for at ilden kan brænde ud gennem overtryksventiler.
Selvom dette er yderst effektivt til at slukke brande, er det også dødbringende. I en nitrogenrig-iltfattig atmosfære kan du besvime fra kvælning på få sekunder. Nitrogen er farveløst, lugtløst og smagløst, så der er ingen advarsel om fare. Som sådan udsender brandslukningssystemer en præ-alarm, der advarer alle indeni om at forlade øjeblikkeligt eller komme til et sikkert område udstyret med iltbeholdere og åndedrætsmasker. Efter en kort periode for folk at komme i sikkerhed, bliver gassen hurtigt dumpet ind i datacentret, hvorved branden slukkes.
Datacentre har ofte forhøjede gulve. Dette giver mange fordele. Kernefordelen er, at der i tilfælde af en oversvømmelse er mere plads til stigende vand, før der opstår en egentlig vandskade. Forhøjede gulve gør det også muligt at føre kabler under gulvet. Mange vælger dog at køre luftledninger for at lette adgangen. Dette giver også en bekvem metode til at give kølig luft, når det kombineres med porøse gulvfliser.
Ved at placere gangene på serverracks i skiftende retninger, er det muligt at skabe kolde og varme gange. Kølig luft kan trækkes fra de kolde gange, og varm luft kan udsuges og derefter fjernes fra de varme gange. Dette layout hjælper med at optimere leveringen af HVAC-ressourcer.
Hyperscalere og Colocation
Det er dyrt at implementere al infrastrukturen i et datacenter. Dette kan især være svært for virksomheder med omfattende data- og behandlingskrav, men i øjeblikket begrænsede midler. Det kan også være et problem for virksomheder, der ikke har brug for nok areal til at lade stordriftsfordele komme ind. For at udfylde dette hul i markedet opretter mange virksomheder datacentre med alt for stor kapacitet og udlejer derefter dele af den kapacitet til virksomheder. Datacentre med flere lejere som dette kaldes colocation.
Især i samlokaliseringsmiljøer er sikkerhed afgørende. Med masser af potentielt følsomme data fra flere parter er netværk og fysisk sikkerhed vigtig. Datacentre er meget omhyggelige med begge dele, og leverer omhyggeligt adskilte netværk til individuelle klienter, så ingen data kan lækkes over netværket. Fysisk adgang er ofte kompliceret at arrangere og kræver ofte autorisation på forhånd.
Adgang til indvendige steder er generelt begrænset med separate aflåste rum og endda aflåste bure, der indeholder mindre banker af serverracks. "Mandefælder" er en nyttig funktion, der i det væsentlige fungerer som en luftsluse, der gør det muligt hurtigt at nægte adgang ved indsejlingsstedet med minimal risiko for personalet. Adgangslogfiler er også nyttige af sikkerhedsmæssige årsager, så sikkerhedspersonale kan være sikre på, at bygningen er blevet fuldt evakueret i tilfælde af en brand, for eksempel.
Mange af de største datacentre ejes af hyperscalere. Det er store teknologivirksomheder som Google, Amazon og Microsoft. De køber enorme mængder hardware og i nogle tilfælde leaser de adgang til det. I deres tilfælde er adgang typisk virtualiseret frem for fysisk. Virtualisering kan tilbyde forbedret effektivitet i brugen af systemressourcer og kan muliggøre nem skalering, når det er nødvendigt.
Beliggenhed og andre faktorer
Placeringen af et datacenter er afgørende. Det er afgørende at være i nærheden af en stor strømkilde, højhastighedsnetværksinfrastrukturhub og fysisk transportinfrastruktur. Andre overvejelser omfatter miljøfarer, såsom jordskælv, vulkaner, oversvømmelser og orkaner. Klimaet er også en stor faktor. Kølere steder har lavere omgivende lufttemperaturer, hvilket kræver mindre afkøling, før de leveres til datacentret. Dette er med til at reducere driftsomkostningerne. I nogle test er små datacentre endda blevet placeret under vandet. De har brugt de kølige strømmende vandstrømme til at give endnu mere effektiv og billigere køling.
Modularitet er også en kritisk faktor. Over tid udvikler computerhardware sig, og de nuværende teknologier bliver forældede. Forældet hardware er ofte både mindre ydende og mindre energieffektiv. Dette kræver så en regelmæssig opgraderingscyklus. Modularitet muliggør konstante rullende opgraderinger, og fordeler forudgående omkostninger over flere årlige budgetter. Det giver også mulighed for kontinuerlig oppetid uden serviceafbrydelse, selv når der udføres store opgraderinger.
Lagerkapacitet er også en væsentlig faktor. Mens store datacentre kan være omkostningseffektive, er det generelt empirisk billigere at have brug for mindre plads. Datacenterejere, især hyperskalere, bruger ofte formuer på lagermedier med ekstrem høj tæthed. For eksempel kan en 1TB enterprise SSD koste det samme som en 10TB enterprise HDD og tilbyde meget højere ydeevne. Alligevel er der brug for mange flere serverracks og diskservere for at give den samme samlede lagerkapacitet.
Dette øger pladsen og ofte strømomkostningerne og kræver yderligere køling mm. Denne stordriftsfordel er grunden til, at mange enorme lagerdrev, der er super dyre, er tilgængelige. De er ikke beregnet til den gennemsnitlige forbruger. De er beregnet til hyperskalere, der vil betale næsten alt for forbedret pladseffektivitet.
Konklusion
Datacentre er serverrummets større fætter. De kombinerer kernecomputerhardware såsom netværksudstyr, lagerkapacitet, processorkraft og serverfunktionalitet på ét sted. Dette giver mulighed for at få stordriftsfordele i gang og forenkler tilslutningsmuligheder. Der er mange designfaktorer i datacenterdesign. Datacentre skal dog være enorme for at kunne udnytte stordriftsfordelene.
I denne skala er de generelt langt større, end de fleste virksomheder har brug for, så pladsen kan lejes ud til mindre virksomheder, hvilket giver økonomiske fordele for begge parter. Datacentre er ofte placeret i specialbyggede faciliteter. Nogle genbruger dog ubrugte kontorlokaler, og nogle er endda placeret i gamle nye atombunkere.