În timp ce cerințele dvs. pentru un computer de acasă sau de la serviciu ar putea părea rezonabile. Sau chiar high-end, în funcție de cazul dvs. de utilizare, pur și simplu nu se compară cu puterea de procesare și capacitatea de stocare necesare companiilor mari. Chiar și o companie de dimensiuni rezonabile va avea cerințe de stocare a datelor de la zeci până la sute de terabytes.
În loc să distribuiți aceste date doar pe dispozitivele utilizatorului final care pot fi sau nu oprite sau deconectate de la rețea, majoritatea datelor sunt stocate într-un mediu centralizat. În medii mai mici, aceasta poate fi o cameră de server. Totuși, ele sunt denumite centre de date atunci când capacitatea trebuie să crească mai mult decât o cameră mică.
Care sunt scopurile și avantajele unui centru de date?
Un centru de date este destinat să fie un depozit de date centralizat disponibil în mod constant. Deoarece cerințele de stocare și utilizare ale echipamentelor și serverelor de rețea sunt în esență aceleași cu cele ale serverelor de disc care conțin datele brute, acest hardware este de obicei grupat împreună.
Gruparea infrastructurii rețelei de bază face realizarea mai multor sarcini de bază semnificativ mai ușoară și mai eficientă. Un factor de bază este conectivitatea. Cu toate serverele, datele și infrastructura de rețea într-un singur loc, este relativ simplu să le conectați pe toate împreună eficient. Latența și lățimea de bandă sunt mai ușor de optimizat pe distanțe scurte, permițând performanță maximă a rețelei. Ca un bonus suplimentar, cablurile sunt mai scurte și, prin urmare, mai ieftine decât ar fi dacă tot hardware-ul ar fi mai distribuit.
Hardware-ul de calcul de bază are nevoie, de asemenea, de infrastructură externă pentru a facilita funcționarea în siguranță și continuă. Sistemele fiabile de alimentare, răcire, conectivitate și siguranță sunt toate costisitoare. Ele sunt, totuși, mai scumpe dacă trebuie să le duplicați, decât să aveți pur și simplu o singură configurație mare.
Ce necesită un centru de date?
Partea centrală a oricărui centru de date este hardware-ul de calcul propriu-zis. Acest lucru vine de obicei sub formă de rafturi de servere. Fiecare rack are o dimensiune standard și poate prelua mai multe dispozitive de calcul de dimensiuni standard. Dispozitivele reale sunt de obicei descrise în dimensiuni de „U”, un „U” fiind pur și simplu o unitate de înălțime standard. Cele mai multe rafturi de servere au o înălțime de 42 sau 48U, cu rafturi de 48U numite și rafturi de șapte picioare. În timp ce unele hardware-uri de computer vin în dimensiuni 1U, majoritatea dispozitivelor sunt 2U sau 3U, deși unele pot fi mult mai înalte decât atât.
Datele din centrul de date trebuie să fie accesibile, în general în mod constant. Din acest motiv, se așteaptă o rețea de mare viteză atât în interior, cât și în lumea exterioară. În plus, centrele de date sunt proiectate cu sisteme de rezervă și redundante pentru a oferi continuitate în cazul celor mai rezonabile incidente.
Dacă un dispozitiv se defectează, centrele de date sunt proiectate să aibă servere redundante, stocare și hardware de rețea. Funcționalitatea sa poate fi preluată instantaneu de un dispozitiv secundar. Sursa de alimentare are, de asemenea, o serie de backup-uri, inclusiv surse de alimentare neîntreruptibilă sau UPS-uri. Acest furnizează suficientă putere pentru a continua să ruleze dispozitivele până când generatoarele locale intră în funcțiune, în cazul a pană de curent.
Ca toate dispozitivele de calcul, centrele de date necesită răcire. Sistemele HVAC sunt utilizate în mod obișnuit împreună cu dezumidificatoarele pentru a se asigura că este furnizat aer rece, aer cald este extras și aerul nu devine prea umed.
Cu atâta energie electrică și căldură, există întotdeauna o șansă de incendiu. Sistemele de stingere a incendiilor sunt universale, dar nu se pot baza pe sisteme de sprinklere, deoarece acest lucru ar provoca la fel de multe daune hardware-ului sensibil al computerului ca un incendiu.
Cerințe și optimizări mai subtile
Deși sistemele de stingere a incendiilor sunt universale în centrele de date, ele nu pot fi bazate pe apă, deoarece acest lucru ar deteriora electronicele sensibile. În schimb, se folosesc în general gaze inerte. Alegerea principală a fost Halonul până când s-a constatat că este rău pentru stratul de ozon. Sistemele moderne folosesc de obicei azot. Conceptul este pur și simplu de a inunda întregul centru de date cu azot, împingând oxigenul necesar pentru ca focul să se stingă prin gurile de suprapresiune.
Deși acest lucru este foarte eficient în stingerea incendiilor, este și mortal. Într-o atmosferă bogată în azot și săracă în oxigen, poți leși de asfixiere în câteva secunde. Azotul este incolor, inodor și fără gust, așa că nu există niciun avertisment de pericol. Ca atare, sistemele de stingere a incendiilor sună o pre-alarma care avertizează pe oricine din interior să plece imediat sau să ajungă într-o zonă sigură dotată cu rezervoare de oxigen și măști de respirație. După o perioadă scurtă de timp pentru ca oamenii să ajungă în siguranță, gazul este aruncat rapid în centrul de date, stingând incendiul.
Centrele de date au adesea etaje înalte. Acest lucru oferă multe avantaje. Avantajul principal este că, în cazul unei inundații, există mai mult spațiu pentru creșterea apei înainte de a avea loc orice daune reale ale apei. Podelele înălțate permit, de asemenea, trecerea cablurilor sub podea. Cu toate acestea, mulți aleg să ruleze cabluri aeriene pentru a facilita accesul. Aceasta oferă, de asemenea, o metodă convenabilă pentru furnizarea de aer rece atunci când este combinată cu gresie poroasă.
Prin poziționarea culoarelor rafturilor de server în direcții alternative, este posibil să se creeze culouri reci și calde. Aerul rece poate fi extras de pe culoarele reci, iar aerul cald poate fi evacuat și apoi îndepărtat de pe culoarele fierbinți. Acest aspect ajută la optimizarea furnizării resurselor HVAC.
Hyperscalers și Colocation
Implementarea întregii infrastructuri a unui centru de date este costisitoare. Acest lucru poate fi deosebit de dificil pentru companiile cu cerințe extinse de date și procesare, dar în prezent fonduri limitate. De asemenea, poate fi o problemă pentru companiile care nu au nevoie de suficientă zonă pentru a permite economiile de scară să intre. Pentru a umple acest gol pe piață, multe companii au înființat centre de date cu capacități prea mari și apoi închiriază companiilor părți din acea capacitate. Centrele de date cu mai mulți chiriași ca acesta sunt denumite colocare.
Mai ales în mediile de colocare, securitatea este esențială. Cu o mulțime de date potențial sensibile de la mai multe părți, securitatea rețelei și fizică sunt importante. Centrele de date sunt foarte atente la ambele, oferind rețele atent separate clienților individuali, astfel încât să nu poată fi scurse date prin rețea. Accesul fizic este adesea complex de aranjat, de multe ori necesită autorizare în prealabil.
Accesul la locațiile interioare este în general limitat cu camere separate încuiate și chiar cuști încuiate care conțin bănci mai mici de rafturi de servere. „Capcanele pentru oameni” sunt o caracteristică utilă care acționează în esență ca un sas de aer, permițând accesul să fie interzis rapid la punctul de intrare, cu un risc minim pentru personal. Jurnalele de acces sunt utile și din motive de siguranță, astfel încât personalul de siguranță poate fi sigur că clădirea a fost complet evacuată în cazul unui incendiu, de exemplu.
Multe dintre cele mai mari centre de date sunt deținute de hyperscalers. Acestea sunt companii tehnologice uriașe precum Google, Amazon și Microsoft. Ei cumpără cantități masive de hardware și, în unele cazuri, închiriază accesul la acesta. În cazurile lor, accesul este de obicei virtualizat mai degrabă decât fizic. Virtualizarea poate oferi o eficiență îmbunătățită în utilizarea resurselor sistemului și poate permite scalarea ușoară atunci când este necesar.
Locația și alți factori
Locația unui centru de date este esențială. Este esențial să fii lângă o sursă mare de energie, un hub de infrastructură de rețea de mare viteză și o infrastructură fizică de transport. Alte considerații includ pericolele de mediu, cum ar fi cutremure, vulcani, inundații și uragane. Clima este, de asemenea, un factor important. Locațiile mai răcoroase au temperaturi ale aerului ambiental mai scăzute, necesitând mai puțină răcire înainte de a fi furnizate în centrul de date. Acest lucru ajută la reducerea costurilor de operare. În unele teste, centrele de date mici au fost chiar plasate sub apă. Ei au folosit curenții de apă rece care curg pentru a oferi o răcire și mai eficientă și mai ieftină.
Modularitatea este, de asemenea, un factor critic. În timp, hardware-ul de calcul progresează, iar tehnologiile actuale devin învechite. Hardware-ul învechit este adesea mai puțin performant și mai puțin eficient din punct de vedere energetic. Acest lucru necesită apoi un ciclu regulat de actualizare. Modularitatea permite upgrade-uri continue, repartizând costurile inițiale pe mai multe bugete anuale. De asemenea, permite o funcționare continuă fără întreruperi ale serviciului, chiar și atunci când se efectuează upgrade-uri la scară largă.
Capacitatea de stocare este, de asemenea, un factor semnificativ. În timp ce centrele de date mari pot fi rentabile, este, în general, mai ieftin din punct de vedere empiric să ai nevoie de mai puțin spațiu. Proprietarii de centre de date, în special scalari hiper, cheltuiesc adesea averi pe medii de stocare de densitate extrem de mare. De exemplu, un SSD de întreprindere de 1 TB ar putea costa la fel ca un HDD de întreprindere de 10 TB și poate oferi performanțe mult mai mari. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe rafturi de servere și servere de discuri pentru a oferi aceeași capacitate totală de stocare.
Acest lucru mărește spațiul și adesea costurile de energie și necesită răcire suplimentară etc. Această economie de scară este motivul pentru care sunt disponibile multe unități de stocare uriașe care sunt foarte scumpe. Nu sunt destinate consumatorului mediu. Ele sunt destinate hiperscalerelor care vor plăti aproape orice pentru o eficiență îmbunătățită a spațiului.
Concluzie
Centrele de date sunt vărul mai mare al camerei de servere. Acestea combină hardware-ul de calcul de bază, cum ar fi echipamentele de rețea, capacitatea de stocare, puterea de procesare și funcționalitatea serverului, toate într-un singur loc. Acest lucru permite economiile de scară să intre și simplifică conectivitatea. Există mulți factori de design în proiectarea centrului de date. Cu toate acestea, centrele de date trebuie să fie uriașe pentru a profita cu adevărat de economiile de scară.
La această scară, sunt în general mult mai mari decât au nevoie majoritatea companiilor, astfel încât spațiul poate fi închiriat companiilor mai mici, oferind avantaje economice ambelor părți. Centrele de date sunt adesea situate în facilități personalizate. Cu toate acestea, unii refolosesc spațiile de birouri nefolosite, iar altele sunt chiar situate în vechi buncăre nucleare noi.