מהו מרכז נתונים?

אמנם הדרישות שלך למחשב ביתי או עבודה עשויות להיראות הגיוניות. או אפילו ברמה גבוהה, תלוי במקרה השימוש שלך, זה פשוט לא משתווה לכוח העיבוד ויכולת האחסון הדרושים לחברות גדולות. אפילו לחברה בגודל סביר יהיו דרישות אחסון נתונים בעשרות עד מאות טרה-בייט.

במקום להפיץ רק את הנתונים הללו על פני התקני משתמש קצה שאולי או לא כבויים או מנותקים מהרשת, רוב הנתונים מאוחסנים בסביבה מרכזית. בסביבות קטנות יותר, זה עשוי להיות חדר שרתים. ובכל זאת, הם מכונים מרכזי נתונים כאשר הקיבולת צריכה להיות גבוהה יותר מחדר קטן.

מהן המטרות והיתרונות של מרכז נתונים?

מרכז נתונים נועד להיות מאגר נתונים מרכזי זמין באופן עקבי. מכיוון שדרישות האחסון והשימוש של ציוד ושרתים ברשת זהות למעשה לשרתי הדיסקים המכילים את הנתונים הגולמיים, חומרה זו מקובצת בדרך כלל יחד.

קיבוץ תשתית הליבה של רשת הופך את ביצוע מספר משימות ליבה לקל ויעיל משמעותית. גורם מרכזי אחד הוא קישוריות. עם כל השרתים, הנתונים ותשתית הרשת במקום אחד, קל יחסית לחבר את כולם יחד ביעילות. קל יותר לבצע אופטימיזציה של חביון ורוחב פס לאורך מרחקים קצרים, מה שמאפשר ביצועי רשת מקסימליים. כבונוס נוסף, מסלולי הכבלים קצרים יותר ולכן זולים יותר ממה שהם היו אם כל החומרה הייתה מפוזרת יותר.

חומרת המחשוב הליבה זקוקה גם לתשתית חיצונית כדי להקל על פעולתה הבטוחה והרציפה. מערכות חשמל אמינות, קירור, קישוריות ובטיחות - כולם יקרים. עם זאת, הם יקרים יותר אם אתה צריך לשכפל אותם במקום פשוט להקים מערך גדול אחד.

מה דורש מרכז נתונים?

החלק המרכזי של כל מרכז נתונים הוא חומרת המחשוב בפועל. זה בדרך כלל מגיע בצורה של מדפי שרתים. כל מתלה הוא בגודל סטנדרטי ויכול לקחת התקני מחשוב מרובים בגודל סטנדרטי. המכשירים בפועל מתוארים בדרך כלל בגדלים של "U", כאשר "U" הוא פשוט יחידת גובה סטנדרטית. רוב מדפי השרת הם בגובה 42 או 48U, כאשר מתלים של 48U נקראים גם מתלים בגובה שבעה רגל. בעוד שחומרת מחשב מסויימת מגיעה בגדלים של 1U, רוב המכשירים הם 2U או 3U, אם כי חלקם יכולים להיות גבוהים בהרבה מזה.

הנתונים במרכז הנתונים צריכים להיות נגישים, בדרך כלל כל הזמן. מסיבה זו צפויה רשתות במהירות גבוהה הן פנימית והן כלפי חוץ. בנוסף, מרכזי נתונים מתוכננים עם גיבוי ומערכות מיותרות כדי לספק המשכיות במקרה של תקריות סבירות ביותר.

אם מכשיר אחד נכשל, מרכזי נתונים מתוכננים לשרתים מיותרים, אחסון וחומרת רשת. הפונקציונליות שלו יכולה להיקלט באופן מיידי על ידי מכשיר משני. לספק הכוח יש גם סדרה של גיבויים, כולל ספקי כוח אל פסק או UPS. זֶה מספק מספיק כוח כדי להמשיך להפעיל את המכשירים עד שהגנרטורים המקומיים ייכנסו, במקרה של א הפסקת חשמל.

כמו כל מכשירי המחשוב, מרכזי נתונים דורשים קירור. מערכות HVAC משמשות בדרך כלל יחד עם מסיר לחות כדי להבטיח שסופק אוויר קריר, אוויר חם נשאב והאוויר לא נהיה לח מדי.

עם כל כך הרבה חשמל וחום, תמיד יש סיכוי לשריפה. מערכות כיבוי אש הן אוניברסליות, אך הן אינן יכולות להסתמך על מערכות ספרינקלרים מכיוון שהדבר יגרום נזק רב לחומרת המחשב הרגישה כמו שריפה.

דרישות ואופטימיזציות עדינות יותר

בעוד שמערכות כיבוי אש הן אוניברסליות במרכזי נתונים, הן אינן יכולות להיות מבוססות מים מכיוון שהדבר עלול לפגוע באלקטרוניקה רגישה. במקום זאת, משתמשים בדרך כלל בגזים אינרטיים. הבחירה העיקרית הייתה בעבר הלון עד שהתגלה שזה רע לשכבת האוזון. מערכות מודרניות משתמשות בדרך כלל בחנקן. הרעיון הוא פשוט להציף את כל מרכז הנתונים בחנקן, לדחוף את החמצן הדרוש לשריפה דרך פתחי לחץ יתר.

למרות שזה יעיל מאוד בכיבוי שריפות, זה גם קטלני. באווירה עשירה בחנקן ודלה בחמצן, אתה יכול להתעלף מחנק תוך שניות. חנקן הוא חסר צבע, חסר ריח וחסר טעם, ולכן אין התרעה על סכנה. ככאלה, מערכות כיבוי אש משמיעות אזעקה מוקדמת שמתריעה לכל מי שנמצא בפנים לעזוב מיד או להגיע לאזור בטוח המצויד במיכלי חמצן ומסכות נשימה. לאחר תקופה קצרה של אנשים להגיע למקום מבטחים, הגז נשפך במהירות למרכז הנתונים, ומכבה את השריפה.

למרכזי נתונים יש לרוב קומות מוגבהות. זה מספק יתרונות רבים. היתרון המרכזי הוא שבמקרה של שיטפון, יש יותר מקום למים עולים לפני שיתרחש נזק מים ממשי. רצפות מוגבהות מאפשרות גם להעביר כבלים מתחת לרצפה. עם זאת, רבים בוחרים להפעיל כבלים עיליים כדי להקל על הגישה. זה גם מספק שיטה נוחה לאספקת אוויר קריר בשילוב עם אריחי רצפה נקבוביים.

על ידי מיקום מעברים של מדפי שרתים בכיוונים מתחלפים, אפשר ליצור מעברים קרים וחמים. ניתן לשאוב אוויר קריר מהמעברים הקרים, וניתן להוציא אוויר חם ואז להוציא אותו מהמעברים החמים. פריסה זו עוזרת לייעל את אספקת משאבי HVAC.

Hyperscalers ו-Colocation

יישום כל התשתית של מרכז נתונים הוא יקר. זה יכול להיות קשה במיוחד עבור חברות עם דרישות מידע ועיבוד נרחבות, אך כיום כספים מוגבלים. זה יכול להוות בעיה גם עבור חברות שלא צריכות מספיק שטח כדי לאפשר יתרונות לגודל להיכנס. כדי למלא את הפער הזה בשוק, חברות רבות מקימות מרכזי נתונים עם קיבולות גדולות מדי ולאחר מכן משכירות חלקים מהקיבולת הזו לחברות. מרכזי נתונים עם מספר דיירים כמו זה מכונים colocation.

במיוחד בסביבות שיתוף, אבטחה חיונית. עם הרבה נתונים שעלולים להיות רגישים ממספר גורמים, רשת ואבטחה פיזית חשובים. מרכזי נתונים מקפידים מאוד על שניהם, ומספקים רשתות מופרדות בקפידה ללקוחות בודדים כך שלא ניתן יהיה לדלוף נתונים דרך הרשת. גישה פיזית היא לעתים קרובות מורכבת לארגן, לעתים קרובות דורשת אישור מראש.

הגישה למיקומים פנימיים מוגבלת בדרך כלל עם חדרים נעולים נפרדים ואפילו כלובים נעולים המכילים גדות קטנות יותר של מדפי שרתים. "מלכודות גברים" הן תכונה מועילה שבעצם פועלת כמו מנעול אוויר, ומאפשרת למנוע במהירות גישה בנקודת הכניסה עם סיכון מינימלי לצוות. יומני גישה מועילים גם למטרות בטיחות כך שאנשי הבטיחות יכולים להיות בטוחים שהבניין פונה במלואו במקרה של שריפה, למשל.

רבים ממרכזי הנתונים הגדולים ביותר נמצאים בבעלות היפר-scalers. אלו חברות טכנולוגיה ענקיות כמו גוגל, אמזון ומיקרוסופט. הם קונים כמויות אדירות של חומרה, ובמקרים מסוימים, שוכרים גישה אליה. במקרים שלהם, הגישה היא בדרך כלל וירטואלית ולא פיזית. וירטואליזציה יכולה להציע יעילות משופרת בשימוש במשאבי המערכת ויכולה לאפשר קנה מידה קל בעת הצורך.

מיקום וגורמים אחרים

המיקום של מרכז הנתונים הוא חיוני. זה קריטי להיות ליד מקור כוח גדול, רכזת תשתית רשת במהירות גבוהה ותשתית תחבורה פיזית. שיקולים נוספים כוללים מפגעים סביבתיים, כגון רעידות אדמה, הרי געש, שיטפונות והוריקנים. האקלים הוא גם גורם חשוב. במקומות קרירים יותר יש טמפרטורות אוויר סביבה נמוכות יותר, הדורשות פחות קירור לפני אספקה ​​למרכז הנתונים. זה עוזר להפחית את עלויות התפעול. בכמה בדיקות, מרכזי נתונים קטנים אפילו הוצבו מתחת למים. הם השתמשו בזרמי המים הזורמים הקרירים כדי לספק קירור יעיל וזול עוד יותר.

מודולריות היא גם גורם קריטי. עם הזמן חומרת המחשוב מתקדמת, והטכנולוגיות הנוכחיות מתיישנות. חומרה מיושנת היא לרוב גם פחות ביצועית וגם פחות חסכונית באנרגיה. זה מצריך מחזור שדרוג קבוע. מודולריות מאפשרת שדרוגים מתמשכים, מפזרת את העלויות המוקדמות על פני מספר תקציבים שנתיים. זה גם מאפשר זמן פעולה רציף ללא הפרעות בשירות, גם בעת ביצוע שדרוגים בקנה מידה גדול.

קיבולת האחסון היא גם גורם משמעותי. בעוד שמרכזי נתונים גדולים יכולים להיות חסכוניים, בדרך כלל זול יותר מבחינה אמפירית להזדקק לפחות מקום. בעלי מרכזי נתונים, במיוחד מכשירי היפר scalers, מוציאים הון על מדיות אחסון בצפיפות גבוהה במיוחד. לדוגמה, SSD ארגוני בנפח 1TB עשוי לעלות כמו 10TB HDD ארגוני ולהציע ביצועים גבוהים בהרבה. ובכל זאת, יש צורך בהרבה יותר מדפי שרתים ושרתי דיסקים כדי לספק את אותה קיבולת אחסון כוללת.

זה מגדיל מקום ולעתים קרובות עלויות חשמל ודורש קירור נוסף וכו'. כלכלה זו של קנה מידה זו הסיבה לכך שהרבה כונני אחסון ענקיים שהם סופר יקרים זמינים. הם לא מיועדים לצרכן הממוצע. הם מיועדים ל-hyperscalers שישלמו כמעט כל דבר עבור יעילות שטח משופרת.

סיכום

מרכזי נתונים הם בן הדוד הגדול יותר של חדר השרתים. הם משלבים חומרת מחשוב הליבה כמו ציוד רשת, קיבולת אחסון, כוח עיבוד ופונקציונליות שרת, הכל במקום אחד. זה מאפשר יתרונות לגודל להיכנס ומפשט את הקישוריות. ישנם גורמי עיצוב רבים בעיצוב מרכזי נתונים. עם זאת, מרכזי נתונים צריכים להיות ענקיים כדי לנצל את יתרונות הגודל האמיתיים.

בקנה מידה זה, הם בדרך כלל גדולים הרבה יותר ממה שרוב החברות צריכות, כך שניתן להשכיר שטחים לחברות קטנות יותר, מה שמספק יתרונות כלכליים לשני הצדדים. מרכזי נתונים ממוקמים לרוב במתקנים שנבנו בהתאמה אישית. עם זאת, חלקם עושים שימוש חוזר בשטחי משרדים שאינם בשימוש, וחלקם אף ממוקמים בבונקרים גרעיניים ישנים חדשים.