Mentre i tuoi requisiti per un computer di casa o di lavoro potrebbero sembrare ragionevoli. O anche di fascia alta, a seconda del caso d'uso, semplicemente non è paragonabile alla potenza di elaborazione e alla capacità di archiviazione richieste dalle grandi aziende. Anche un'azienda di dimensioni ragionevoli avrà requisiti di archiviazione dati da decine a centinaia di terabyte.
Anziché distribuire questi dati solo tra i dispositivi degli utenti finali che possono essere o meno spenti o disconnessi dalla rete, la maggior parte dei dati viene archiviata in un ambiente centralizzato. In ambienti più piccoli, potrebbe trattarsi di una sala server. Tuttavia, sono indicati come data center quando la capacità deve aumentare rispetto a una piccola stanza.
Quali sono le finalità ei vantaggi di un Data Center?
Un data center è concepito come un archivio dati centralizzato costantemente disponibile. Poiché i requisiti di archiviazione e utilizzo delle apparecchiature di rete e dei server sono essenzialmente gli stessi dei server del disco contenenti i dati grezzi, questo hardware viene solitamente raggruppato insieme.
Il raggruppamento dell'infrastruttura di rete principale rende l'esecuzione di diverse attività principali notevolmente più semplice ed efficiente. Un fattore fondamentale è la connettività. Con tutti i server, i dati e l'infrastruttura di rete in un unico posto, è relativamente semplice collegarli tutti insieme in modo efficiente. La latenza e la larghezza di banda sono più facili da ottimizzare su brevi distanze, consentendo le massime prestazioni della rete. Come bonus aggiuntivo, i percorsi dei cavi sono più brevi e quindi più economici di quanto sarebbero se tutto l'hardware fosse più distribuito.
L'hardware di base del computer necessita anche di un'infrastruttura esterna per facilitarne il funzionamento sicuro e continuo. I sistemi affidabili di alimentazione, raffreddamento, connettività e sicurezza sono tutti costosi. Tuttavia, sono più costosi se devi duplicarli piuttosto che semplicemente avere un unico grande set-up.
Cosa richiede un data center?
La parte centrale di qualsiasi data center è l'hardware di elaborazione vero e proprio. Questo in genere si presenta sotto forma di rack di server. Ogni rack è di dimensioni standard e può contenere più dispositivi informatici di dimensioni standard. I dispositivi effettivi sono generalmente descritti nelle dimensioni di "U", con una "U" che è semplicemente un'unità di altezza standard. La maggior parte dei rack per server ha un'altezza di 42 o 48U, con rack da 48U chiamati anche rack da sette piedi. Mentre alcuni hardware per computer sono disponibili in dimensioni 1U, la maggior parte dei dispositivi sono 2U o 3U, anche se alcuni possono essere molto più alti di così.
I dati nel data center devono essere accessibili, generalmente costantemente. Per questo motivo è prevista una rete ad alta velocità sia interna che verso il mondo esterno. Inoltre, i data center sono progettati con sistemi di backup e ridondanti per fornire continuità in caso di incidenti più ragionevoli.
Se un dispositivo si guasta, i data center sono progettati per avere server, storage e hardware di rete ridondanti. La sua funzionalità può essere rilevata istantaneamente da un dispositivo secondario. L'alimentatore dispone anche di una serie di backup, inclusi gruppi di continuità o UPS. Questo fornisce energia sufficiente per continuare a far funzionare i dispositivi fino all'attivazione dei generatori locali, in caso di a mancanza di corrente.
Come tutti i dispositivi informatici, i data center richiedono il raffreddamento. I sistemi HVAC sono comunemente usati insieme ai deumidificatori per garantire che venga fornita aria fresca, l'aria calda venga estratta e l'aria non diventi troppo umida.
Con così tanta elettricità e calore, c'è sempre una possibilità di incendio. I sistemi antincendio sono universali, ma non possono fare affidamento su sistemi sprinkler in quanto ciò causerebbe tanto danno all'hardware del computer sensibile quanto un incendio.
Requisiti e ottimizzazioni più sottili
Sebbene i sistemi antincendio siano universali nei data center, non possono essere a base d'acqua poiché ciò danneggerebbe l'elettronica sensibile. Al contrario, vengono generalmente utilizzati gas inerti. La scelta principale era Halon fino a quando non si è scoperto che era dannoso per lo strato di ozono. I sistemi moderni utilizzano tipicamente l'azoto. Il concetto è semplicemente quello di inondare l'intero data center di azoto, spingendo l'ossigeno necessario per l'estinzione dell'incendio attraverso prese d'aria di sovrappressione.
Sebbene questo sia molto efficace per spegnere gli incendi, è anche mortale. In un'atmosfera ricca di azoto e povera di ossigeno, puoi svenire per asfissia in pochi secondi. L'azoto è incolore, inodore e insapore, quindi non vi è alcun avvertimento di pericolo. Pertanto, i sistemi antincendio emettono un preallarme che avvisa chiunque si trovi all'interno di uscire immediatamente o raggiungere un'area sicura dotata di bombole di ossigeno e maschere di sfiato. Dopo un breve periodo in cui le persone possono mettersi in salvo, il gas viene scaricato rapidamente nel data center, estinguendo l'incendio.
I data center hanno spesso pavimenti sopraelevati. Questo offre molti vantaggi. Il vantaggio principale è che, nel caso di un'alluvione, c'è più spazio per l'aumento dell'acqua prima che si verifichi un vero e proprio danno idrico. I pavimenti sopraelevati consentono anche il passaggio dei cavi sotto il pavimento. Tuttavia, molti scelgono di eseguire il cablaggio aereo per facilitare l'accesso. Ciò fornisce anche un metodo conveniente per fornire aria fresca quando combinato con piastrelle porose per pavimenti.
Posizionando i corridoi dei rack dei server in direzioni alternate, è possibile creare corridoi freddi e corridoi caldi. L'aria fredda può essere aspirata dai corridoi freddi e l'aria calda può essere scaricata e quindi rimossa dai corridoi caldi. Questo layout aiuta a ottimizzare la fornitura di risorse HVAC.
Hyperscaler e Colocation
L'implementazione di tutta l'infrastruttura di un data center è costosa. Ciò può essere particolarmente difficile per le aziende con requisiti di elaborazione e dati estesi ma attualmente con fondi limitati. Può anche essere un problema per le aziende che non hanno bisogno di un'area sufficiente per consentire l'avvio di economie di scala. Per colmare questa lacuna nel mercato, molte aziende creano data center con capacità eccessivamente grandi e poi affittano parti di tale capacità alle aziende. I data center con più tenant come questo sono indicati come colocation.
Soprattutto negli ambienti di colocation, la sicurezza è essenziale. Con molti dati potenzialmente sensibili provenienti da più parti, la rete e la sicurezza fisica sono importanti. I data center sono molto attenti a entrambi, fornendo reti accuratamente separate ai singoli client in modo che nessun dato possa essere trapelato sulla rete. L'accesso fisico è spesso complesso da organizzare, spesso richiede l'autorizzazione in anticipo.
L'accesso alle posizioni interne è generalmente limitato con stanze chiuse a chiave separate e persino gabbie chiuse a chiave contenenti banchi di server rack più piccoli. Le "trappole per uomini" sono una funzione utile che essenzialmente agisce come una camera di equilibrio, consentendo di negare rapidamente l'accesso al punto di ingresso con il minimo rischio per il personale. I registri di accesso sono utili anche per motivi di sicurezza, in modo che il personale addetto alla sicurezza possa essere sicuro che l'edificio sia stato completamente evacuato in caso di incendio, ad esempio.
Molti dei più grandi data center sono di proprietà di hyperscaler. Queste sono grandi aziende tecnologiche come Google, Amazon e Microsoft. Acquistano enormi quantità di hardware e, in alcuni casi, ne affittano l'accesso. Nei loro casi, l'accesso è in genere virtualizzato anziché fisico. La virtualizzazione può offrire una maggiore efficienza nell'uso delle risorse di sistema e può consentire un facile ridimensionamento quando necessario.
Posizione e altri fattori
La posizione di un data center è essenziale. È fondamentale trovarsi vicino a una grande fonte di alimentazione, un hub dell'infrastruttura di rete ad alta velocità e un'infrastruttura di trasporto fisico. Altre considerazioni includono i rischi ambientali, come terremoti, vulcani, inondazioni e uragani. Anche il clima è un fattore importante. Le posizioni più fredde hanno temperature dell'aria ambiente più basse, che richiedono meno raffreddamento prima di essere alimentate al data center. Questo aiuta a ridurre i costi operativi. In alcuni test, piccoli data center sono stati persino collocati sott'acqua. Hanno utilizzato le correnti d'acqua che scorre fresca per fornire un raffreddamento ancora più efficace ed economico.
Anche la modularità è un fattore critico. Nel tempo l'hardware di calcolo avanza e le tecnologie attuali diventano obsolete. L'hardware obsoleto è spesso meno performante e meno efficiente dal punto di vista energetico. Ciò richiede quindi un ciclo di aggiornamento regolare. La modularità consente aggiornamenti continui, distribuendo i costi iniziali su più budget annuali. Consente inoltre un tempo di attività continuo senza interruzioni del servizio, anche durante l'esecuzione di aggiornamenti su larga scala.
Anche la capacità di archiviazione è un fattore significativo. Sebbene i data center di grandi dimensioni possano essere convenienti, in genere è empiricamente più economico aver bisogno di meno spazio. I proprietari di data center, in particolare gli hyper scaler, spesso spendono fortune su supporti di archiviazione ad altissima densità. Ad esempio, un SSD aziendale da 1 TB potrebbe costare lo stesso di un HDD aziendale da 10 TB e offrire prestazioni molto più elevate. Tuttavia, sono necessari molti più server rack e server su disco per fornire la stessa capacità di archiviazione totale.
Ciò aumenta lo spazio e spesso i costi energetici e richiede un raffreddamento aggiuntivo, ecc. Questa economia di scala è il motivo per cui sono disponibili molte unità di archiviazione enormi e super costose. Non sono pensati per il consumatore medio. Sono pensati per hyperscaler che pagheranno quasi tutto per una migliore efficienza dello spazio.
Conclusione
I data center sono il cugino più grande della sala server. Combinano hardware di elaborazione di base come apparecchiature di rete, capacità di archiviazione, potenza di elaborazione e funzionalità del server in un unico posto. Ciò consente l'avvio di economie di scala e semplifica la connettività. Ci sono molti fattori di progettazione nella progettazione di data center. Tuttavia, i data center devono essere enormi per sfruttare appieno le economie di scala.
A questa scala, sono generalmente molto più grandi di quanto la maggior parte delle aziende ha bisogno, quindi lo spazio può essere affittato a società più piccole, fornendo vantaggi economici per entrambe le parti. I data center si trovano spesso in strutture personalizzate. Tuttavia, alcuni riutilizzano gli uffici inutilizzati e alcuni sono persino situati in vecchi nuovi bunker nucleari.