Co je datové centrum?

Zatímco vaše požadavky na domácí nebo pracovní počítač se mohou zdát rozumné. Nebo dokonce high-end, v závislosti na vašem případu použití, to prostě nelze srovnávat s výkonem zpracování a úložnou kapacitou, kterou potřebují velké společnosti. I přiměřeně velká společnost bude mít požadavky na úložiště dat v řádu desítek až stovek terabajtů.

Namísto pouhé distribuce těchto dat mezi zařízení koncových uživatelů, která mohou nebo nemusí být vypnutá nebo odpojená od sítě, je většina dat uložena v centralizovaném prostředí. V menších prostředích to může být serverová místnost. Přesto se o nich mluví jako o datových centrech, když je třeba kapacitu škálovat výše než malá místnost.

Jaké jsou účely a výhody datového centra?

Datové centrum má být trvale dostupným centralizovaným úložištěm dat. Protože požadavky na úložiště a použití síťových zařízení a serverů jsou v podstatě stejné jako u diskových serverů obsahujících nezpracovaná data, je tento hardware obvykle seskupen.

Seskupení základní síťové infrastruktury výrazně usnadňuje a zefektivňuje provádění několika hlavních úkolů. Jedním z klíčových faktorů je konektivita. Se všemi servery, daty a síťovou infrastrukturou na jednom místě je poměrně snadné je všechny efektivně propojit. Latence a šířka pásma se snadněji optimalizují na krátké vzdálenosti, což umožňuje maximální výkon sítě. Jako další bonus jsou kabelové trasy kratší, a proto levnější, než by byly, kdyby byl veškerý hardware distribuován více.

Základní výpočetní hardware také potřebuje externí infrastrukturu, která usnadní jeho bezpečný a nepřetržitý provoz. Spolehlivé napájení, chlazení, konektivita a bezpečnostní systémy jsou drahé. Jsou však dražší, pokud je musíte duplikovat, místo abyste měli pouze jednu velkou sestavu.

Co vyžaduje datové centrum?

Jádrem každého datového centra je skutečný výpočetní hardware. To obvykle přichází ve formě serverových racků. Každý rack má standardní velikost a pojme více standardních výpočetních zařízení. Skutečná zařízení jsou obvykle popsána ve velikostech „U“, přičemž „U“ je jednoduše standardní jednotka výšky. Většina serverových stojanů má výšku 42 nebo 48U, přičemž stojany 48U se také nazývají sedmistopé stojany. Zatímco některý počítačový hardware se dodává ve velikostech 1U, většina zařízení má 2U nebo 3U, i když některá mohou být mnohem vyšší.

Data v datovém centru musí být dostupná, obecně neustále. Z tohoto důvodu se očekává vysokorychlostní síťování jak uvnitř, tak vůči vnějšímu světu. Datová centra jsou navíc navržena se záložními a redundantními systémy, aby byla zajištěna kontinuita v případě nejrozumnějších incidentů.

Pokud jedno zařízení selže, datová centra jsou navržena tak, aby měla redundantní servery, úložiště a síťový hardware. Jeho funkčnost může být okamžitě převzata sekundárním zařízením. Zdroj má také řadu záloh, včetně nepřerušitelných zdrojů napájení nebo UPS. To poskytuje dostatek energie pro další provoz zařízení, dokud se nezapnou místní generátory v případě výpadku proudu.

Jako všechna výpočetní zařízení vyžadují i ​​datová centra chlazení. Systémy HVAC se běžně používají spolu s odvlhčovači, aby bylo zajištěno, že je poskytován chladný vzduch, odváděn horký vzduch a vzduch není příliš vlhký.

S tolika elektřinou a teplem je vždy možnost požáru. Protipožární systémy jsou univerzální, ale nemohou se spoléhat na sprinklerové systémy, protože by způsobily tolik poškození citlivého počítačového hardwaru jako požár.

Jemnější požadavky a optimalizace

Zatímco systémy pro potlačení požáru jsou univerzální v datových centrech, nemohou být založeny na vodě, protože by to poškodilo citlivou elektroniku. Místo toho se obecně používají inertní plyny. Primární volbou býval halon, dokud nebylo zjištěno, že je pro ozonovou vrstvu špatný. Moderní systémy obvykle používají dusík. Koncept je jednoduše zaplavit celé datové centrum dusíkem a vytlačit kyslík potřebný k vyhoření přes přetlakové otvory.

I když je to vysoce účinné při hašení požárů, je to také smrtící. V atmosféře bohaté na dusík a chudou na kyslík můžete během několika sekund omdlít. Dusík je bezbarvý, bez zápachu a chuti, takže neexistuje žádné varování před nebezpečím. Systémy pro potlačení požáru jako takové spustí předpoplach, který upozorní každého uvnitř, aby okamžitě odešel nebo se dostal do bezpečné oblasti vybavené kyslíkovými nádržemi a dýchacími maskami. Po krátké době, kdy se lidé dostali do bezpečí, je plyn rychle vypuštěn do datového centra, čímž se oheň uhasí.

Datová centra mají často zdvojené podlahy. To poskytuje mnoho výhod. Hlavní výhodou je, že v případě povodně existuje více prostoru pro stoupající vodu, než dojde ke skutečným škodám. Zvýšené podlahy také umožňují vedení kabelů pod podlahou. Mnoho z nich se však rozhodlo vést kabeláž nad hlavou, aby si usnadnil přístup. To také poskytuje pohodlný způsob poskytování chladného vzduchu v kombinaci s porézními podlahovými dlaždicemi.

Datová centra umožňují krátké kabely a často vedou delší kabely nad hlavou.

Umístěním uliček serverových stojanů ve střídavých směrech je možné vytvořit studené a horké uličky. Studený vzduch může být nasáván ze studených uliček a horký vzduch může být vypouštěn a poté odváděn z horkých uliček. Toto uspořádání pomáhá optimalizovat poskytování zdrojů HVAC.

Hyperscalery a kolokace

Implementace veškeré infrastruktury datového centra je nákladná. To může být obtížné zejména pro společnosti s rozsáhlými požadavky na data a zpracování, ale v současnosti omezenými finančními prostředky. Problém to může být také pro společnosti, které nepotřebují dostatek prostoru, aby umožnily nastartovat úspory z rozsahu. Aby zaplnily tuto mezeru na trhu, mnoho společností zřizuje datová centra s příliš velkou kapacitou a část této kapacity pak pronajímá. společnosti. Datová centra s více nájemci, jako je tato, se označují jako kolokace.

Zejména v kolokačních prostředích je bezpečnost zásadní. Se spoustou potenciálně citlivých dat od více stran je důležitá síťová a fyzická bezpečnost. Datová centra jsou v obou případech velmi opatrná a poskytují pečlivě oddělené sítě jednotlivým klientům, aby přes síť nemohla unikat žádná data. Zajištění fyzického přístupu je často složité a často vyžaduje autorizaci předem.

Přístup do vnitřních prostor je obecně omezen samostatnými uzamčenými místnostmi a dokonce uzamčenými klecemi obsahujícími menší řady serverových stojanů. „Pasti na člověka“ jsou užitečnou funkcí, která v podstatě funguje jako přechodová komora, která umožňuje rychlé zamezení přístupu v místě vstupu s minimálním rizikem pro personál. Přístupové protokoly jsou také užitečné z bezpečnostních důvodů, takže bezpečnostní pracovníci si mohou být jisti, že budova byla plně evakuována, například v případě požáru.

Datová centra mají často mnoho vrstev fyzického zabezpečení, včetně klecí kolem serverových stojanů.

Mnoho z největších datových center vlastní hyperscalery. Jedná se o obrovské technologické společnosti jako Google, Amazon a Microsoft. Nakupují obrovské množství hardwaru a v některých případech si k němu pronajímají přístup. V jejich případech je přístup obvykle spíše virtualizovaný než fyzický. Virtualizace může nabídnout lepší efektivitu využití systémových prostředků a v případě potřeby může umožnit snadné škálování.

Umístění a další faktory

Umístění datového centra je zásadní. Je důležité být blízko velkého zdroje energie, vysokorychlostního síťového uzlu infrastruktury a fyzické dopravní infrastruktury. Mezi další úvahy patří nebezpečí pro životní prostředí, jako jsou zemětřesení, sopky, záplavy a hurikány. Velkým faktorem je také klima. Chladnější místa mají nižší teplotu okolního vzduchu a před dodáním do datového centra vyžadují méně chlazení. To pomáhá snižovat provozní náklady. V některých testech byla malá datová centra dokonce umístěna pod vodou. Využili chladné proudy tekoucí vody k ještě účinnějšímu a levnějšímu chlazení.

Důležitým faktorem je také modularita. Postupem času se výpočetní hardware vyvíjí a současné technologie zastarávají. Zastaralý hardware je často méně výkonný a méně energeticky účinný. To pak vyžaduje pravidelný cyklus upgradu. Modularita umožňuje neustálé průběžné upgrady, rozkládající počáteční náklady do více ročních rozpočtů. Umožňuje také nepřetržitou dobu provozu bez přerušení služby, a to i při provádění rozsáhlých upgradů.

Důležitým faktorem je také skladovací kapacita. Zatímco velká datová centra mohou být nákladově efektivní, je obecně empiricky levnější potřebovat méně prostoru. Majitelé datových center, zejména hyper scaleři, často utrácejí jmění za média s extrémně vysokou hustotou. Například 1TB podnikový SSD může stát stejně jako 10TB podnikový HDD a nabízí mnohem vyšší výkon. K zajištění stejné celkové úložné kapacity je však zapotřebí mnohem více serverových stojanů a diskových serverů.

To zvyšuje prostor a často náklady na energii a vyžaduje další chlazení atd. Tato úspora z rozsahu je důvodem, proč je k dispozici mnoho obrovských úložných jednotek, které jsou super drahé. Nejsou určeny pro běžného spotřebitele. Jsou určeny pro hyperscalery, které za lepší prostorovou efektivitu zaplatí téměř cokoliv.

Závěr

Datová centra jsou větším bratrancem serverovny. Kombinují základní výpočetní hardware, jako je síťové vybavení, kapacita úložiště, výpočetní výkon a funkčnost serveru, vše na jednom místě. To umožňuje nastartovat úspory z rozsahu a zjednodušit konektivitu. Při návrhu datového centra existuje mnoho konstrukčních faktorů. Datová centra však musí být obrovská, aby mohla skutečně využít úspor z rozsahu.

V tomto měřítku jsou obecně mnohem větší, než většina společností potřebuje, takže prostor lze pronajmout menším společnostem, což přináší ekonomické výhody pro obě strany. Datová centra se často nacházejí v zařízeních na míru. Některé však znovu využívají nevyužité kancelářské prostory a některé se dokonce nacházejí ve starých nových jaderných bunkrech.