Lai gan jūsu prasības pēc mājas vai darba datora var šķist pamatotas. Vai pat augstākās klases, atkarībā no jūsu lietošanas gadījuma, tas vienkārši nav salīdzināms ar apstrādes jaudu un uzglabāšanas jaudu, kas nepieciešama lieliem uzņēmumiem. Pat saprātīga izmēra uzņēmumam datu uzglabāšanas prasības būs no desmitiem līdz simtiem terabaitu.
Lielākā daļa datu tiek glabāti centralizētā vidē, nevis tikai izplatīt šos datus starp galalietotāju ierīcēm, kuras var būt vai nav izslēgtas vai atvienotas no tīkla. Mazākās vidēs tā var būt serveru telpa. Tomēr tos sauc par datu centriem, ja kapacitātei ir jābūt lielākai nekā nelielai telpai.
Kādi ir datu centra mērķi un priekšrocības?
Datu centrs ir paredzēts kā pastāvīgi pieejama centralizēta datu krātuve. Tā kā tīkla aprīkojuma un serveru uzglabāšanas un lietošanas prasības būtībā ir tādas pašas kā diska serveriem, kas satur neapstrādātus datus, šī aparatūra parasti tiek grupēta kopā.
Pamattīkla infrastruktūras grupēšana padara vairāku pamatuzdevumu veikšanu ievērojami vienkāršāku un efektīvāku. Viens no galvenajiem faktoriem ir savienojamība. Ar visiem serveriem, datiem un tīkla infrastruktūru vienuviet, tos visus efektīvi savienot ir salīdzinoši vienkārši. Latentu un joslas platumu ir vieglāk optimizēt nelielos attālumos, nodrošinot maksimālu tīkla veiktspēju. Kā papildu bonuss ir tas, ka kabeļi ir īsāki un līdz ar to lētāki nekā tad, ja visa aparatūra būtu izplatītāka.
Arī galvenajai skaitļošanas aparatūrai ir nepieciešama ārēja infrastruktūra, lai veicinātu tās drošu un nepārtrauktu darbību. Uzticama jauda, dzesēšana, savienojamība un drošības sistēmas ir dārgas. Tomēr tie ir dārgāki, ja tie ir jādublē, nevis vienkārši jāizveido viens liels iestatījums.
Kas ir nepieciešams datu centram?
Jebkura datu centra galvenā daļa ir faktiskā skaitļošanas aparatūra. Tas parasti notiek serveru plauktu veidā. Katrs statīvs ir standarta izmēra un var uzņemt vairākas standarta izmēra skaitļošanas ierīces. Faktiskās ierīces parasti ir aprakstītas “U” izmēros, un “U” vienkārši ir standarta augstuma mērvienība. Lielākā daļa serveru plauktu ir 42 vai 48 U augsti, savukārt 48 U statīvus sauc arī par septiņu pēdu plauktiem. Lai gan dažas datoru aparatūras izmēri ir 1U, lielākā daļa ierīču ir 2U vai 3U, lai gan dažas var būt daudz garākas par šo.
Datiem datu centrā jābūt pieejamiem, parasti pastāvīgi. Šī iemesla dēļ ir sagaidāms ātrdarbīgs tīklojums gan iekšēji, gan uz ārpasauli. Turklāt datu centri ir izstrādāti ar rezerves un dublējošām sistēmām, lai nodrošinātu nepārtrauktību saprātīgāko incidentu gadījumā.
Ja viena ierīce neizdodas, datu centri ir veidoti tā, lai tiem būtu lieki serveri, krātuve un tīkla aparatūra. Tās funkcionalitāti var uzreiz uztvert sekundārā ierīce. Barošanas avotam ir arī virkne rezerves kopiju, tostarp nepārtrauktās barošanas avoti vai UPS. Šis nodrošina pietiekami daudz jaudas, lai turpinātu darbināt ierīces, līdz ieslēdzas vietējie ģeneratori, ja notiek a elektrības padeves pārrāvums.
Tāpat kā visām skaitļošanas ierīcēm, arī datu centriem ir nepieciešama dzesēšana. HVAC sistēmas parasti izmanto kopā ar gaisa mitrinātājiem, lai nodrošinātu vēsu gaisu, karstā gaisa nosūkšanu un gaiss nekļūšanu pārāk mitrs.
Ar tik daudz elektrības un siltuma vienmēr pastāv ugunsgrēka iespēja. Ugunsgrēka dzēšanas sistēmas ir universālas, taču tās nevar paļauties uz sprinkleru sistēmām, jo tas radītu tikpat lielu kaitējumu jutīgajai datora aparatūrai kā ugunsgrēks.
Smalkākas prasības un optimizācijas
Lai gan ugunsdzēšanas sistēmas ir universālas datu centros, tās nevar būt uz ūdens bāzes, jo tas sabojātu jutīgu elektroniku. Tā vietā parasti izmanto inertās gāzes. Primārā izvēle bija Halons, līdz tika konstatēts, ka tas kaitē ozona slānim. Mūsdienu sistēmas parasti izmanto slāpekli. Ideja ir vienkārši pārpludināt visu datu centru ar slāpekli, izspiežot skābekli, kas nepieciešams, lai uguns izdegtu caur pārspiediena ventilācijas atverēm.
Lai gan tas ir ļoti efektīvs ugunsgrēku dzēšanai, tas ir arī nāvējošs. Ar slāpekli bagātā un ar skābekli nabadzīgā atmosfērā jūs varat izzust no nosmakšanas dažu sekunžu laikā. Slāpeklis ir bezkrāsains, bez smaržas un garšas, tāpēc nav brīdinājuma par briesmām. Kā tādas, ugunsdzēšanas sistēmas izsauc iepriekšēju trauksmi, kas brīdina ikvienu, kas atrodas iekšā, nekavējoties atstāt vai nokļūt drošā zonā, kas aprīkota ar skābekļa tvertnēm un elpošanas maskām. Pēc neilga laika, kad cilvēki nokļuvuši drošībā, gāze tiek ātri iepludināta datu centrā, nodzēšot ugunsgrēku.
Datu centriem bieži ir paaugstinātas grīdas. Tas sniedz daudzas priekšrocības. Galvenā priekšrocība ir tā, ka plūdu gadījumā ir vairāk vietas, lai ūdens varētu pacelties, pirms rodas faktiski ūdens bojājumi. Paaugstinātas grīdas arī ļauj kabeļus palaist zem grīdas. Tomēr daudzi izvēlas izmantot gaisa kabeļus, lai atvieglotu piekļuvi. Tas nodrošina arī ērtu metodi vēsa gaisa nodrošināšanai, ja to apvieno ar porainām grīdas flīzēm.
Pozicionējot serveru plauktu ejas mainīgos virzienos, ir iespējams izveidot aukstās un karstās ejas. No aukstajām ejām var ievilkt vēsu gaisu, savukārt karsto gaisu var izsūknēt un pēc tam noņemt no karstajām ejām. Šis izkārtojums palīdz optimizēt HVAC resursu nodrošināšanu.
Hiperskaleri un izvietošana
Visas datu centra infrastruktūras ieviešana ir dārga. Tas var būt īpaši sarežģīti uzņēmumiem ar plašām datu un apstrādes prasībām, bet pašlaik ierobežoti līdzekļi. Tā var būt problēma arī uzņēmumiem, kuriem nav nepieciešams pietiekami daudz platības, lai nodrošinātu apjomradītus ietaupījumus. Lai aizpildītu šo plaisu tirgū, daudzi uzņēmumi izveido datu centrus ar pārāk lielu jaudu un pēc tam iznomā šīs jaudas daļas uzņēmumiem. Datu centri ar vairākiem nomniekiem, piemēram, šī, tiek saukti par izvietošanu.
Īpaši izvietošanas vidēs drošība ir būtiska. Tā kā ir daudz potenciāli sensitīvu datu no vairākām pusēm, tīkla un fiziskā drošība ir svarīga. Datu centri ir ļoti uzmanīgi attiecībā uz abiem, nodrošinot rūpīgi nošķirtus tīklus atsevišķiem klientiem, lai tīklā netiktu nopludināti dati. Fiziskās piekļuves organizēšana bieži vien ir sarežģīta, un bieži vien ir nepieciešama iepriekšēja atļauja.
Piekļuve iekšējām vietām parasti ir ierobežota ar atsevišķām slēdzamām telpām un pat bloķētiem būriem, kuros ir mazākas serveru plauktu bankas. “Cilvēku slazdi” ir noderīga funkcija, kas būtībā darbojas kā gaisa aizslēgs, ļaujot ātri liegt piekļuvi iebraukšanas vietā ar minimālu risku personālam. Piekļuves žurnāli ir noderīgi arī drošības nolūkos, lai drošības darbinieki varētu būt pārliecināti, ka, piemēram, ugunsgrēka gadījumā ēka ir pilnībā evakuēta.
Daudzi no lielākajiem datu centriem pieder hiperskalētājiem. Tie ir milzīgi tehnoloģiju uzņēmumi, piemēram, Google, Amazon un Microsoft. Viņi pērk milzīgu daudzumu aparatūras un dažos gadījumos iznomā piekļuvi tai. Viņu gadījumos piekļuve parasti ir virtualizēta, nevis fiziska. Virtualizācija var piedāvāt uzlabotu sistēmas resursu izmantošanas efektivitāti un vajadzības gadījumā nodrošināt vieglu mērogošanu.
Atrašanās vieta un citi faktori
Datu centra atrašanās vieta ir būtiska. Ir ļoti svarīgi atrasties liela enerģijas avota, ātrgaitas tīkla infrastruktūras mezgla un fiziskās transporta infrastruktūras tuvumā. Citi apsvērumi ietver vides apdraudējumus, piemēram, zemestrīces, vulkānus, plūdus un viesuļvētras. Liels faktors ir arī klimats. Vēsākām vietām ir zemāka apkārtējā gaisa temperatūra, tāpēc pirms piegādes datu centrā ir nepieciešams mazāk dzesēšanas. Tas palīdz samazināt ekspluatācijas izmaksas. Dažos testos mazi datu centri ir pat novietoti zem ūdens. Viņi ir izmantojuši vēsās plūstošās ūdens straumes, lai nodrošinātu vēl efektīvāku un lētāku dzesēšanu.
Modularitāte ir arī kritisks faktors. Laika gaitā skaitļošanas aparatūra attīstās, un pašreizējās tehnoloģijas kļūst novecojušas. Novecojusi aparatūra bieži vien ir mazāk veiktspējīga un mazāk energoefektīva. Tam nepieciešams regulārs jaunināšanas cikls. Modularitāte nodrošina pastāvīgu jaunināšanu, sadalot sākotnējās izmaksas vairākos gada budžetos. Tas arī nodrošina nepārtrauktu darbības laiku bez pakalpojuma pārtraukumiem, pat veicot liela mēroga jauninājumus.
Svarīgs faktors ir arī uzglabāšanas jauda. Lai gan lieli datu centri var būt rentabli, parasti ir empīriski lētāk, ja nepieciešams mazāk vietas. Datu centru īpašnieki, īpaši hiperskaleri, bieži tērē bagātību īpaši augsta blīvuma datu nesējiem. Piemēram, 1 TB uzņēmuma SSD var maksāt tikpat, cik 10 TB uzņēmuma HDD un piedāvāt daudz lielāku veiktspēju. Tomēr ir nepieciešams daudz vairāk serveru plauktu un disku serveru, lai nodrošinātu tādu pašu kopējo atmiņas ietilpību.
Tas palielina vietu un bieži vien arī enerģijas izmaksas, kā arī prasa papildu dzesēšanu utt. Šī mēroga ekonomija ir iemesls, kāpēc ir pieejami daudzi milzīgi atmiņas diskdziņi, kas ir īpaši dārgi. Tie nav paredzēti vidusmēra patērētājam. Tie ir paredzēti hiperskalieriem, kas maksās gandrīz jebko, lai uzlabotu telpas efektivitāti.
Secinājums
Datu centri ir lielākais serveru telpas brālēns. Tie apvieno galveno skaitļošanas aparatūru, piemēram, tīkla aprīkojumu, atmiņas ietilpību, apstrādes jaudu un servera funkcionalitāti vienuviet. Tas ļauj panākt apjomradītus ietaupījumus un vienkāršo savienojamību. Datu centra projektēšanā ir daudz dizaina faktoru. Tomēr datu centriem ir jābūt milzīgiem, lai patiesi izmantotu apjomradītus ietaupījumus.
Šādā mērogā tie parasti ir daudz lielāki, nekā nepieciešams lielākajai daļai uzņēmumu, tāpēc telpas var iznomāt mazākiem uzņēmumiem, nodrošinot ekonomiskas priekšrocības abām pusēm. Datu centri bieži atrodas īpaši būvētās telpās. Tomēr daži atkārtoti izmanto neizmantotās biroja telpas, un daži pat atrodas vecos jaunos kodolbunkuros.