가정이나 직장 컴퓨터에 대한 요구 사항은 합리적으로 보일 수 있습니다. 또는 사용 사례에 따라 고급형일지라도 대기업이 필요로 하는 처리 능력 및 저장 용량과 비교할 수 없습니다. 합리적인 규모의 회사라도 수십 테라바이트에서 수백 테라바이트의 데이터 스토리지 요구 사항을 갖습니다.
네트워크에서 꺼져 있거나 연결이 끊기지 않은 최종 사용자 장치에 이 데이터를 배포하는 것보다 대부분의 데이터는 중앙 집중식 환경에 저장됩니다. 소규모 환경에서는 서버룸이 될 수 있습니다. 그러나 용량이 작은 공간보다 크게 확장되어야 하는 경우 데이터 센터라고 합니다.
데이터 센터의 목적과 장점은 무엇입니까?
데이터 센터는 일관되게 사용할 수 있는 중앙 집중식 데이터 저장소입니다. 네트워킹 장비 및 서버의 저장 및 사용 요구 사항은 기본적으로 원시 데이터를 포함하는 디스크 서버와 동일하기 때문에 이 하드웨어는 일반적으로 함께 그룹화됩니다.
핵심 네트워크 인프라를 함께 그룹화하면 몇 가지 핵심 작업을 훨씬 쉽고 효율적으로 수행할 수 있습니다. 한 가지 핵심 요소는 연결성입니다. 모든 서버, 데이터 및 네트워크 인프라가 한 곳에 있으므로 이를 모두 효율적으로 연결하는 것이 비교적 간단합니다. 대기 시간과 대역폭은 단거리에서 최적화하기 쉬워 최대 네트워크 성능을 제공합니다. 추가 보너스로 케이블 길이가 더 짧기 때문에 모든 하드웨어가 더 많이 분산된 경우보다 저렴합니다.
핵심 컴퓨팅 하드웨어는 안전하고 지속적인 운영을 용이하게 하기 위해 외부 인프라도 필요합니다. 안정적인 전력, 냉각, 연결 및 안전 시스템은 모두 고가입니다. 그러나 단순히 단일 대규모 설정보다 복제해야 하는 경우 비용이 더 많이 듭니다.
데이터 센터에 필요한 것은 무엇입니까?
모든 데이터 센터의 핵심 부분은 실제 컴퓨팅 하드웨어입니다. 이것은 일반적으로 서버 랙의 형태로 제공됩니다. 각 랙은 표준 크기이며 여러 표준 크기 컴퓨팅 장치를 사용할 수 있습니다. 실제 장치는 일반적으로 "U"의 크기로 설명되며 "U"는 단순히 표준 높이 단위입니다. 대부분의 서버 랙은 높이가 42 또는 48U이며 48U 랙은 7피트 랙이라고도 합니다. 일부 컴퓨터 하드웨어는 1U 크기로 제공되지만 대부분의 장치는 2U 또는 3U이지만 일부는 그보다 훨씬 클 수도 있습니다.
데이터 센터의 데이터는 일반적으로 지속적으로 액세스할 수 있어야 합니다. 이러한 이유로 내부 및 외부 세계 모두에 대한 고속 네트워킹이 예상됩니다. 또한 데이터 센터는 가장 합당한 사고가 발생한 경우 연속성을 제공하기 위해 백업 및 이중화 시스템으로 설계되었습니다.
하나의 장치에 장애가 발생하면 데이터 센터는 중복 서버, 스토리지 및 네트워크 하드웨어를 갖도록 설계됩니다. 그 기능은 보조 장치에서 즉시 선택할 수 있습니다. 전원 공급 장치에는 무정전 전원 공급 장치 또는 UPS를 포함한 일련의 백업도 있습니다. 이것 로컬 발전기가 작동할 때까지 장치를 계속 실행할 수 있는 충분한 전력을 제공합니다. 정전.
모든 컴퓨팅 장치와 마찬가지로 데이터 센터에는 냉각이 필요합니다. HVAC 시스템은 일반적으로 제습기와 함께 사용되어 시원한 공기가 제공되고 뜨거운 공기가 추출되며 공기가 너무 습하지 않도록 합니다.
많은 전기와 열로 인해 항상 화재의 위험이 있습니다. 화재 진압 시스템은 보편적이지만 스프링클러 시스템은 화재만큼 민감한 컴퓨터 하드웨어에 손상을 줄 수 있기 때문에 스프링클러 시스템에 의존할 수 없습니다.
더 미묘한 요구 사항 및 최적화
화재 진압 시스템은 데이터 센터에서 보편적이지만 민감한 전자 장치에 손상을 줄 수 있으므로 수성 기반으로 사용할 수 없습니다. 대신, 불활성 가스가 일반적으로 사용됩니다. 주요 선택은 오존층에 나쁜 것으로 밝혀질 때까지 할론이었습니다. 현대 시스템은 일반적으로 질소를 사용합니다. 이 개념은 단순히 전체 데이터 센터에 질소를 채우고 과압 통풍구를 통해 화재를 태우는 데 필요한 산소를 밀어 넣는 것입니다.
이것은 불을 끄는 데 매우 효과적이지만 치명적이기도 합니다. 질소가 풍부한 산소가 부족한 분위기에서는 몇 초 만에 질식 상태에서 기절할 수 있습니다. 질소는 무색, 무취, 무미이므로 위험 경고가 없습니다. 이와 같이 화재 진압 시스템은 내부에 있는 모든 사람에게 즉시 대피하거나 산소 탱크와 호흡 마스크가 장착된 안전한 장소로 이동하도록 경고하는 사전 경보를 울립니다. 사람들이 안전한 곳에 도착할 수 있는 짧은 시간이 지나면 가스가 데이터 센터에 빠르게 투기되어 화재를 진압합니다.
데이터 센터에는 종종 이중 바닥이 있습니다. 이것은 많은 이점을 제공합니다. 핵심 이점은 홍수의 경우 실제 물 손상이 발생하기 전에 물이 상승할 여지가 더 많다는 것입니다. 이중 바닥을 사용하면 바닥 아래로 케이블을 연결할 수도 있습니다. 그러나 많은 사람들이 더 쉽게 액세스할 수 있도록 오버헤드 케이블 연결을 선택합니다. 이것은 또한 다공성 바닥 타일과 결합할 때 시원한 공기를 제공하는 편리한 방법을 제공합니다.
서버 랙의 통로를 서로 다른 방향으로 배치하여 차가운 통로와 뜨거운 통로를 만들 수 있습니다. 찬 공기는 차가운 통로에서 끌어올 수 있고 뜨거운 공기는 배출한 다음 뜨거운 통로에서 제거할 수 있습니다. 이 레이아웃은 HVAC 리소스 제공을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
하이퍼스케일러 및 코로케이션
데이터 센터의 모든 인프라를 구현하려면 비용이 많이 듭니다. 이는 광범위한 데이터 및 처리 요구 사항이 있지만 현재 자금이 제한된 회사의 경우 특히 어려울 수 있습니다. 규모의 경제가 시작될 만큼 충분한 면적이 필요하지 않은 회사의 경우에도 문제가 될 수 있습니다. 시장의 이러한 격차를 메우기 위해 많은 기업이 지나치게 큰 용량의 데이터 센터를 구축한 다음 해당 용량의 일부를 기업에 임대합니다. 이와 같이 테넌트가 여러 개인 데이터 센터를 코로케이션이라고 합니다.
특히 코로케이션 환경에서는 보안이 필수입니다. 여러 당사자로부터 잠재적으로 민감한 데이터가 많기 때문에 네트워크 및 물리적 보안이 중요합니다. 데이터 센터는 두 가지 모두에 대해 매우 주의를 기울이며 개별 클라이언트에 신중하게 분리된 네트워크를 제공하여 네트워크를 통해 데이터가 누출되지 않도록 합니다. 물리적 접근은 종종 사전 승인을 요구하며 조정하기가 복잡합니다.
내부 위치에 대한 액세스는 일반적으로 별도의 잠긴 방과 더 작은 서버 랙 뱅크를 포함하는 잠긴 케이지로 제한됩니다. "맨 트랩"은 본질적으로 에어록과 같은 역할을 하는 유용한 기능으로, 직원에 대한 위험을 최소화하면서 진입 지점에서 액세스를 신속하게 거부할 수 있습니다. 액세스 로그는 예를 들어 화재가 발생한 경우 안전 요원이 건물에서 완전히 대피했는지 확인할 수 있도록 안전 목적으로도 유용합니다.
가장 큰 데이터 센터의 대부분은 하이퍼스케일러가 소유하고 있습니다. 이들은 Google, Amazon 및 Microsoft와 같은 거대 기술 회사입니다. 그들은 엄청난 양의 하드웨어를 구입하고 경우에 따라 액세스 권한을 임대합니다. 그들의 경우 액세스는 일반적으로 물리적이 아니라 가상화됩니다. 가상화는 시스템 리소스 사용에 있어 향상된 효율성을 제공하고 필요할 때 쉽게 확장할 수 있습니다.
위치 및 기타 요인
데이터 센터의 위치는 필수적입니다. 대용량 전원, 고속 네트워킹 인프라 허브 및 물리적 전송 인프라 근처에 있는 것이 중요합니다. 기타 고려 사항에는 지진, 화산, 홍수 및 허리케인과 같은 환경적 위험이 포함됩니다. 기후도 큰 요인이다. 더 시원한 위치는 주변 공기 온도가 낮아 데이터 센터에 공급되기 전에 냉각이 덜 필요합니다. 이는 운영 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 일부 테스트에서는 소규모 데이터 센터가 물 속에 배치되기도 했습니다. 그들은 훨씬 더 효과적이고 저렴한 냉각을 제공하기 위해 시원한 흐르는 물의 흐름을 사용했습니다.
모듈화도 중요한 요소입니다. 시간이 지남에 따라 컴퓨팅 하드웨어가 발전하고 현재 기술은 구식이 됩니다. 구식 하드웨어는 성능과 에너지 효율성이 떨어지는 경우가 많습니다. 그러면 정기적인 업그레이드 주기가 필요합니다. 모듈화는 지속적인 롤링 업그레이드를 가능하게 하여 선행 비용을 여러 연간 예산에 분산시킵니다. 또한 대규모 업그레이드를 수행하는 경우에도 서비스 중단 없이 지속적인 가동 시간을 허용합니다.
저장 용량도 중요한 요소입니다. 대규모 데이터 센터는 비용 효율적일 수 있지만 일반적으로 더 적은 공간을 필요로 하는 것이 경험적으로 저렴합니다. 데이터 센터 소유자, 특히 하이퍼 스케일러는 종종 초고밀도 저장 매체에 많은 돈을 지출합니다. 예를 들어, 1TB 기업용 SSD는 10TB 기업용 HDD와 비용이 같으며 훨씬 더 높은 성능을 제공할 수 있습니다. 그러나 동일한 총 스토리지 용량을 제공하려면 더 많은 서버 랙과 디스크 서버가 필요합니다.
이는 공간을 늘리고 종종 전력 비용을 증가시키며 추가 냉각 등이 필요합니다. 이러한 규모의 경제 덕분에 엄청나게 비싼 대용량 스토리지 드라이브를 사용할 수 있습니다. 일반 소비자를 위한 것이 아닙니다. 공간 효율성 향상을 위해 거의 모든 비용을 지불하는 하이퍼스케일러를 위한 것입니다.
결론
데이터 센터는 서버 룸의 더 큰 사촌입니다. 네트워킹 장비, 저장 용량, 처리 능력 및 서버 기능과 같은 핵심 컴퓨팅 하드웨어를 모두 한 곳에서 결합합니다. 이를 통해 규모의 경제를 실현하고 연결을 간소화할 수 있습니다. 데이터 센터 설계에는 많은 설계 요소가 있습니다. 그러나 규모의 경제를 제대로 활용하려면 데이터 센터가 거대해야 합니다.
이 규모에서는 일반적으로 대부분의 회사가 필요로 하는 것보다 훨씬 크므로 공간을 소규모 회사에 임대하여 양 당사자에게 경제적 이점을 제공할 수 있습니다. 데이터 센터는 종종 맞춤형 시설에 위치합니다. 그러나 일부는 사용하지 않는 사무실 공간을 재사용하고 일부는 오래된 새 핵 벙커에 위치하기도 합니다.