Bir ev veya iş bilgisayarı için gereksinimleriniz makul görünebilir. Veya kullanım durumunuza bağlı olarak üst düzey bile olsa, büyük şirketlerin ihtiyaç duyduğu işlem gücü ve depolama kapasitesiyle kıyaslanamaz. Makul büyüklükteki bir şirketin bile düzinelerce ila yüzlerce terabayt arasında veri depolama gereksinimleri olacaktır.
Bu verileri yalnızca kapatılabilen veya ağ bağlantısı kesilemeyen son kullanıcı cihazlarına dağıtmak yerine, çoğu veri merkezi bir ortamda depolanır. Daha küçük ortamlarda bu bir sunucu odası olabilir. Yine de, kapasitenin küçük bir odadan daha yüksek ölçeklenmesi gerektiğinde bunlara veri merkezleri denir.
Veri Merkezinin Amaçları ve Avantajları Nelerdir?
Bir veri merkezinin, sürekli olarak erişilebilir bir merkezi veri deposu olması amaçlanmıştır. Ağ donanımı ve sunucularının depolama ve kullanım gereksinimleri, ham verileri içeren disk sunucularıyla temelde aynı olduğundan, bu donanım genellikle birlikte gruplandırılır.
Çekirdek ağ altyapısının birlikte gruplandırılması, birkaç temel görevi gerçekleştirmeyi önemli ölçüde daha kolay ve daha verimli hale getirir. Bir temel faktör bağlantıdır. Tüm sunucular, veriler ve ağ altyapısı tek bir yerdeyken, hepsini verimli bir şekilde birbirine bağlamak nispeten kolaydır. Gecikme ve bant genişliğinin kısa mesafelerde optimize edilmesi daha kolaydır ve maksimum ağ performansı sağlar. Ek bir avantaj olarak, kablo geçişleri daha kısadır ve bu nedenle, tüm donanımın daha fazla dağıtılması durumunda olacağından daha ucuzdur.
Çekirdek bilgi işlem donanımı, güvenli ve sürekli çalışmasını kolaylaştırmak için harici altyapıya da ihtiyaç duyar. Güvenilir güç, soğutma, bağlantı ve güvenlik sistemlerinin tümü pahalıdır. Bununla birlikte, tek bir büyük kurulum yerine bunları çoğaltmanız gerekiyorsa daha pahalıdırlar.
Bir Veri Merkezi Neleri Gerektirir?
Herhangi bir veri merkezinin temel parçası, gerçek bilgi işlem donanımıdır. Bu genellikle sunucu rafları şeklinde gelir. Her raf standart bir boyuttadır ve birden çok standart boyutlu bilgi işlem aygıtını alabilir. Gerçek cihazlar genellikle "U" boyutlarında tanımlanır ve "U" yalnızca standart bir yükseklik birimidir. Çoğu sunucu rafı 42 veya 48U yüksekliğindedir ve 48U raflara yedi fitlik raflar da denir. Bazı bilgisayar donanımları 1U boyutlarında gelirken, çoğu aygıt 2U veya 3U'dur, ancak bazıları bundan çok daha uzun olabilir.
Veri merkezindeki verilerin genellikle sürekli olarak erişilebilir olması gerekir. Bu nedenle hem iç hem de dış dünya ile yüksek hızda ağ kurulması beklenmektedir. Ayrıca veri merkezleri, en makul olaylarda sürekliliği sağlamak için yedekli ve yedekli sistemlerle tasarlanmıştır.
Bir cihaz arızalanırsa, veri merkezleri yedek sunuculara, depolamaya ve ağ donanımına sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. İşlevselliği, ikincil bir cihaz tarafından anında alınabilir. Güç kaynağında ayrıca Kesintisiz Güç Kaynakları veya UPS'ler de dahil olmak üzere bir dizi yedekleme bulunur. Bu yerel jeneratörler devreye girene kadar cihazları çalıştırmaya devam etmek için yeterli gücü sağlar. elektrik kesintisi.
Tüm bilgi işlem cihazları gibi, veri merkezleri de soğutma gerektirir. HVAC sistemleri, soğuk havanın sağlanmasını, sıcak havanın çıkarılmasını ve havanın çok nemli olmamasını sağlamak için nem gidericilerle birlikte yaygın olarak kullanılır.
Çok fazla elektrik ve ısı ile her zaman yangın çıkma olasılığı vardır. Yangın söndürme sistemleri evrenseldir, ancak hassas bilgisayar donanımına bir yangın kadar zarar vereceğinden sprinkler sistemlerine güvenemezler.
Daha İnce Gereksinimler ve Optimizasyonlar
Yangın söndürme sistemleri veri merkezlerinde evrensel olsa da, hassas elektroniklere zarar vereceğinden su bazlı olamazlar. Bunun yerine genellikle inert gazlar kullanılır. Ozon tabakası için kötü olduğu tespit edilene kadar birincil seçim Halon'du. Modern sistemler tipik olarak nitrojen kullanır. Konsept, tüm veri merkezini nitrojenle doldurmak ve yangın için gereken oksijeni aşırı basınç menfezlerinden dışarı atmaktır.
Bu, yangınları söndürmede oldukça etkili olsa da, aynı zamanda ölümcüldür. Azot bakımından zengin, oksijen bakımından fakir bir atmosferde, boğulmadan saniyeler içinde dışarı çıkabilirsiniz. Azot renksiz, kokusuz ve tatsızdır, bu nedenle tehlike uyarısı yoktur. Bu nedenle, yangın söndürme sistemleri, içerideki herkesi derhal terk etmesi veya oksijen tankları ve solunum maskeleriyle donatılmış güvenli bir alana gitmesi için uyaran bir ön alarm verir. İnsanların güvenliğe kavuşması için kısa bir süre sonra, gaz hızla veri merkezine dökülerek yangını söndürür.
Veri merkezleri genellikle yükseltilmiş zeminlere sahiptir. Bu birçok avantaj sağlar. Temel avantajı, bir sel durumunda, herhangi bir gerçek su hasarı meydana gelmeden önce yükselen su için daha fazla yer olmasıdır. Yükseltilmiş zeminler ayrıca kabloların zeminin altından geçmesine izin verir. Ancak çoğu, erişimi kolaylaştırmak için havai kablolamayı tercih ediyor. Bu aynı zamanda gözenekli yer karoları ile birleştirildiğinde soğuk hava sağlamak için uygun bir yöntem sağlar.
Sunucu raflarının koridorlarını alternatif yönlerde konumlandırarak soğuk ve sıcak koridorlar oluşturmak mümkündür. Soğuk koridorlardan soğuk hava çekilebilir ve sıcak hava dışarı atılabilir ve ardından sıcak koridorlardan çıkarılabilir. Bu düzen, HVAC kaynaklarının sağlanmasını optimize etmeye yardımcı olur.
Hiper Ölçekleyiciler ve Kolokasyon
Bir veri merkezinin tüm altyapısını uygulamak pahalıdır. Bu, özellikle kapsamlı veri ve işleme gereksinimleri olan ancak şu anda sınırlı fonları olan şirketler için zor olabilir. Ölçek ekonomilerinin devreye girmesine izin vermek için yeterli alana ihtiyaç duymayan şirketler için de bir sorun olabilir. Piyasadaki bu boşluğu doldurmak için birçok şirket, aşırı büyük kapasitelere sahip veri merkezleri kuruyor ve ardından bu kapasitenin bir kısmını şirketlere kiralıyor. Bunun gibi birden fazla kiracıya sahip veri merkezlerine kolokasyon adı verilir.
Özellikle ortak yerleşim ortamlarında güvenlik esastır. Birden çok taraftan gelen çok sayıda potansiyel olarak hassas veri ile ağ ve fiziksel güvenlik önemlidir. Veri merkezleri, her ikisinde de çok dikkatlidir ve ağ üzerinden hiçbir veri sızdırılmaması için bireysel istemcilere dikkatlice ayrılmış ağlar sağlar. Fiziksel erişimin düzenlenmesi genellikle karmaşıktır ve genellikle önceden yetkilendirme gerektirir.
İç mekanlara erişim genellikle ayrı kilitli odalar ve hatta daha küçük sunucu rafları içeren kilitli kafeslerle sınırlıdır. “İnsan tuzakları”, esasen bir hava kilidi gibi davranan ve personel için minimum riskle giriş noktasında erişimin hızla reddedilmesine izin veren yararlı bir özelliktir. Erişim günlükleri ayrıca güvenlik amaçları için de faydalıdır, bu nedenle güvenlik personeli, örneğin bir yangın durumunda binanın tamamen boşaltıldığından emin olabilir.
En büyük veri merkezlerinin çoğu hiper ölçekleyicilere aittir. Bunlar Google, Amazon ve Microsoft gibi büyük teknoloji şirketleri. Çok büyük miktarda donanım satın alırlar ve bazı durumlarda buna erişim kiralarlar. Bu durumlarda, erişim genellikle fiziksel olmaktan ziyade sanallaştırılır. Sanallaştırma, sistem kaynaklarının kullanımında gelişmiş verimlilik sunabilir ve gerektiğinde kolay ölçeklendirmeyi sağlayabilir.
Konum ve Diğer Faktörler
Bir veri merkezinin konumu çok önemlidir. Büyük bir güç kaynağına, yüksek hızlı ağ altyapısı merkezine ve fiziksel ulaşım altyapısına yakın olmak çok önemlidir. Diğer hususlar, depremler, volkanlar, sel ve kasırgalar gibi çevresel tehlikeleri içerir. İklim de büyük bir faktör. Soğutucu konumlar, daha düşük ortam hava sıcaklıklarına sahiptir ve veri merkezine verilmeden önce daha az soğutma gerektirir. Bu, işletme maliyetlerinin azaltılmasına yardımcı olur. Bazı testlerde, küçük veri merkezleri su altına bile yerleştirildi. Daha da etkili ve daha ucuz soğutma sağlamak için soğuk akan su akımlarını kullandılar.
Modülerlik de kritik bir faktördür. Zamanla bilgi işlem donanımı gelişir ve mevcut teknolojiler geçersiz hale gelir. Eski donanım genellikle hem daha az performanslı hem de daha az enerji verimlidir. Bu daha sonra düzenli bir yükseltme döngüsü gerektirir. Modülerlik, peşin maliyetleri birden fazla yıllık bütçeye yayarak sürekli yükseltmelere olanak tanır. Ayrıca, büyük ölçekli yükseltmeler gerçekleştirirken bile hizmet kesintisi olmadan sürekli çalışma süresi sağlar.
Depolama kapasitesi de önemli bir faktördür. Büyük veri merkezleri uygun maliyetli olsa da, daha az alana ihtiyaç duymak genellikle ampirik olarak daha ucuzdur. Veri merkezi sahipleri, özellikle hiper ölçekleyiciler, genellikle son derece yüksek yoğunluklu depolama ortamlarına servet harcarlar. Örneğin, 1 TB kurumsal SSD, 10 TB kurumsal HDD ile aynı maliyete sahip olabilir ve çok daha yüksek performans sunabilir. Yine de, aynı toplam depolama kapasitesini sağlamak için çok daha fazla sunucu rafı ve disk sunucusuna ihtiyaç vardır.
Bu, alanı ve genellikle güç maliyetlerini artırır ve ek soğutma vb. gerektirir. Bu ölçek ekonomisi, süper pahalı olan birçok büyük depolama sürücüsünün mevcut olmasının nedenidir. Ortalama tüketici için değiller. Gelişmiş alan verimliliği için neredeyse her şeyi ödeyecek hiper ölçekleyiciler içindir.
Çözüm
Veri merkezleri, sunucu odasının daha büyük kuzenidir. Ağ donanımı, depolama kapasitesi, işlem gücü ve sunucu işlevselliği gibi temel bilgi işlem donanımlarını tek bir yerde birleştirirler. Bu, ölçek ekonomilerinin devreye girmesini sağlar ve bağlantıyı basitleştirir. Veri merkezi tasarımında birçok tasarım faktörü vardır. Ancak, ölçek ekonomilerinden gerçek anlamda yararlanmak için veri merkezlerinin çok büyük olması gerekir.
Bu ölçekte, genellikle çoğu şirketin ihtiyaç duyduğundan çok daha büyüktürler, bu nedenle alan daha küçük şirketlere kiralanabilir ve her iki taraf için de ekonomik avantajlar sağlanır. Veri merkezleri genellikle özel olarak inşa edilmiş tesislerde bulunur. Bununla birlikte, bazıları kullanılmayan ofis alanını yeniden kullanır ve hatta bazıları eski yeni nükleer sığınaklarda bulunur.