Τι είναι ένα Κέντρο δεδομένων;

Ενώ οι απαιτήσεις σας για έναν υπολογιστή στο σπίτι ή την εργασία μπορεί να φαίνονται λογικές. Ή ακόμα και high-end, ανάλογα με την περίπτωση χρήσης σας, απλά δεν συγκρίνεται με την επεξεργαστική ισχύ και την ικανότητα αποθήκευσης που χρειάζονται οι μεγάλες εταιρείες. Ακόμη και μια εταιρεία λογικού μεγέθους θα έχει απαιτήσεις αποθήκευσης δεδομένων από δεκάδες έως εκατοντάδες terabyte.

Αντί να διανέμονται μόνο αυτά τα δεδομένα σε συσκευές τελικού χρήστη που ενδέχεται να απενεργοποιηθούν ή να αποσυνδεθούν από το δίκτυο, τα περισσότερα δεδομένα αποθηκεύονται σε ένα κεντρικό περιβάλλον. Σε μικρότερα περιβάλλοντα, αυτό μπορεί να είναι δωμάτιο διακομιστή. Ωστόσο, αναφέρονται ως κέντρα δεδομένων όταν η χωρητικότητα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από ένα μικρό δωμάτιο.

Ποιοι είναι οι σκοποί και τα πλεονεκτήματα ενός Data Center;

Ένα κέντρο δεδομένων προορίζεται να είναι μια σταθερά διαθέσιμη κεντρική αποθήκευση δεδομένων. Επειδή οι απαιτήσεις αποθήκευσης και χρήσης του εξοπλισμού δικτύωσης και των διακομιστών είναι ουσιαστικά οι ίδιες με τους διακομιστές δίσκου που περιέχουν τα πρωτογενή δεδομένα, αυτό το υλικό συνήθως ομαδοποιείται μαζί.

Η ομαδοποίηση της υποδομής του βασικού δικτύου καθιστά την εκτέλεση πολλών βασικών εργασιών σημαντικά πιο εύκολη και αποτελεσματική. Ένας βασικός παράγοντας είναι η συνδεσιμότητα. Με όλους τους διακομιστές, τα δεδομένα και την υποδομή δικτύου σε ένα μέρος, είναι σχετικά απλό να τα συνδέσετε όλα μαζί αποτελεσματικά. Η καθυστέρηση και το εύρος ζώνης βελτιστοποιούνται ευκολότερα σε μικρές αποστάσεις, επιτρέποντας τη μέγιστη απόδοση δικτύου. Ως πρόσθετο πλεονέκτημα, οι διαδρομές καλωδίων είναι μικρότερες και επομένως φθηνότερες από ό,τι θα ήταν εάν όλο το υλικό ήταν περισσότερο κατανεμημένο.

Το βασικό υπολογιστικό υλικό χρειάζεται επίσης εξωτερική υποδομή για να διευκολύνει την ασφαλή και συνεχή λειτουργία του. Τα αξιόπιστα συστήματα τροφοδοσίας, ψύξης, συνδεσιμότητας και ασφάλειας είναι όλα ακριβά. Είναι, ωστόσο, πιο ακριβά εάν πρέπει να τα αντιγράψετε αντί να έχετε απλώς μια μεγάλη εγκατάσταση.

Τι Απαιτεί ένα Κέντρο Δεδομένων;

Το βασικό μέρος κάθε κέντρου δεδομένων είναι το πραγματικό υπολογιστικό υλικό. Αυτό έρχεται συνήθως με τη μορφή ραφιών διακομιστή. Κάθε rack έχει τυπικό μέγεθος και μπορεί να πάρει πολλές υπολογιστικές συσκευές τυπικού μεγέθους. Οι πραγματικές συσκευές περιγράφονται συνήθως σε μεγέθη "U", με το "U" να είναι απλώς μια τυπική μονάδα ύψους. Τα περισσότερα rack διακομιστών έχουν ύψος 42 ή 48 U, με τα rack 48 U που ονομάζονται επίσης rack επτά ποδιών. Ενώ κάποιο υλικό υπολογιστή διατίθεται σε μεγέθη 1U, οι περισσότερες συσκευές είναι 2U ή 3U, αν και μερικές μπορεί να είναι πολύ ψηλότερες από αυτό.

Τα δεδομένα στο κέντρο δεδομένων πρέπει να είναι προσβάσιμα, γενικά συνεχώς. Για το λόγο αυτό, αναμένεται δικτύωση υψηλής ταχύτητας τόσο εσωτερικά όσο και προς τον έξω κόσμο. Επιπλέον, τα κέντρα δεδομένων έχουν σχεδιαστεί με εφεδρικά και πλεονάζοντα συστήματα για να παρέχουν συνέχεια στην περίπτωση των περισσότερων εύλογων συμβάντων.

Εάν μια συσκευή αποτύχει, τα κέντρα δεδομένων είναι σχεδιασμένα να διαθέτουν πλεονάζοντες διακομιστές, αποθηκευτικό χώρο και υλικό δικτύου. Η λειτουργικότητά του μπορεί να εντοπιστεί άμεσα από μια δευτερεύουσα συσκευή. Το τροφοδοτικό διαθέτει επίσης μια σειρά από αντίγραφα ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένων τροφοδοτικών αδιάλειπτης ισχύος ή UPS. Αυτό παρέχει αρκετή ισχύ για να συνεχιστεί η λειτουργία των συσκευών μέχρι να ενεργοποιηθούν οι τοπικές γεννήτριες, σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.

Όπως όλες οι υπολογιστικές συσκευές, τα κέντρα δεδομένων απαιτούν ψύξη. Τα συστήματα HVAC χρησιμοποιούνται συνήθως μαζί με αφυγραντήρες για να διασφαλιστεί ότι παρέχεται ψυχρός αέρας, εξάγεται ζεστός αέρας και ο αέρας δεν γίνεται πολύ υγρός.

Με τόσο ηλεκτρισμό και θερμότητα, υπάρχει πάντα πιθανότητα πυρκαγιάς. Τα συστήματα πυρόσβεσης είναι καθολικά, αλλά δεν μπορούν να βασίζονται σε συστήματα καταιωνιστήρων, καθώς αυτό θα προκαλούσε τόση ζημιά στο ευαίσθητο υλικό του υπολογιστή όση θα προκαλούσε μια πυρκαγιά.

Πιο λεπτές απαιτήσεις και βελτιστοποιήσεις

Ενώ τα συστήματα πυρόσβεσης είναι καθολικά στα κέντρα δεδομένων, δεν μπορούν να βασίζονται στο νερό, καθώς αυτό θα έβλαπτε τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά. Αντίθετα, χρησιμοποιούνται γενικά αδρανή αέρια. Η κύρια επιλογή ήταν το Halon μέχρι που διαπιστώθηκε ότι ήταν κακό για το στρώμα του όζοντος. Τα σύγχρονα συστήματα χρησιμοποιούν συνήθως άζωτο. Η ιδέα είναι απλώς να πλημμυρίσει ολόκληρο το κέντρο δεδομένων με άζωτο, ωθώντας το οξυγόνο που χρειάζεται για να καεί η φωτιά μέσω των αεραγωγών υπερπίεσης.

Αν και αυτό είναι πολύ αποτελεσματικό στην κατάσβεση πυρκαγιών, είναι επίσης θανατηφόρο. Σε μια ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο και φτωχή σε οξυγόνο, μπορείτε να λιποθυμήσετε από ασφυξία σε δευτερόλεπτα. Το άζωτο είναι άχρωμο, άοσμο και άγευστο, επομένως δεν υπάρχει προειδοποίηση για κίνδυνο. Ως εκ τούτου, τα συστήματα πυρόσβεσης ηχούν έναν προειδοποιητικό συναγερμό που ειδοποιεί οποιονδήποτε είναι μέσα να φύγει αμέσως ή να φτάσει σε μια ασφαλή περιοχή εξοπλισμένη με δεξαμενές οξυγόνου και μάσκες αναπνοής. Μετά από μια σύντομη περίοδο για να φτάσουν οι άνθρωποι σε ασφαλές σημείο, το αέριο απορρίπτεται γρήγορα στο κέντρο δεδομένων, σβήνοντας τη φωτιά.

Τα κέντρα δεδομένων συχνά έχουν υψηλούς ορόφους. Αυτό παρέχει πολλά πλεονεκτήματα. Το βασικό πλεονέκτημα είναι ότι σε περίπτωση πλημμύρας, υπάρχει περισσότερος χώρος για την άνοδο του νερού πριν συμβεί οποιαδήποτε πραγματική ζημιά στο νερό. Τα υπερυψωμένα δάπεδα επιτρέπουν επίσης τη διέλευση καλωδίων κάτω από το δάπεδο. Ωστόσο, πολλοί επιλέγουν να τρέξουν εναέρια καλώδια για να διευκολύνουν την πρόσβαση. Αυτό παρέχει επίσης μια βολική μέθοδο για την παροχή κρύου αέρα όταν συνδυάζεται με πορώδη πλακάκια δαπέδου.

Τα κέντρα δεδομένων επιτρέπουν μικρά καλώδια και συχνά εκτελούν μεγαλύτερα καλώδια από πάνω.

Τοποθετώντας τους διαδρόμους των ραφιών διακομιστή σε εναλλασσόμενες κατευθύνσεις, είναι δυνατό να δημιουργηθούν κρύοι και ζεστοί διάδρομοι. Ο δροσερός αέρας μπορεί να αντληθεί από τους ψυχρούς διαδρόμους και ο ζεστός αέρας μπορεί να εξαντληθεί και στη συνέχεια να αφαιρεθεί από τους θερμούς διαδρόμους. Αυτή η διάταξη βοηθά στη βελτιστοποίηση της παροχής πόρων HVAC.

Υπερκλιμακωτές και Συνεντοπισμός

Η υλοποίηση όλης της υποδομής ενός κέντρου δεδομένων είναι δαπανηρή. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα δύσκολο για εταιρείες με εκτεταμένες απαιτήσεις δεδομένων και επεξεργασίας αλλά επί του παρόντος περιορισμένα κεφάλαια. Μπορεί επίσης να είναι ένα πρόβλημα για εταιρείες που δεν χρειάζονται αρκετό χώρο για να αφήσουν τις οικονομίες κλίμακας να ξεκινήσουν. εταιρείες. Τα κέντρα δεδομένων με πολλούς ενοικιαστές όπως αυτό αναφέρονται ως συντοπισμός.

Ειδικά σε περιβάλλοντα συντοπισμού, η ασφάλεια είναι απαραίτητη. Με πολλά δυνητικά ευαίσθητα δεδομένα από πολλά μέρη, η ασφάλεια του δικτύου και της φυσικής είναι σημαντική. Τα κέντρα δεδομένων είναι πολύ προσεκτικά και για τα δύο, παρέχοντας προσεκτικά διαχωρισμένα δίκτυα σε μεμονωμένους πελάτες, ώστε να μην υπάρχει δυνατότητα διαρροής δεδομένων μέσω του δικτύου. Η διευθέτηση της φυσικής πρόσβασης είναι συχνά πολύπλοκη, και συχνά απαιτεί εξουσιοδότηση εκ των προτέρων.

Η πρόσβαση σε εσωτερικές τοποθεσίες είναι γενικά περιορισμένη με ξεχωριστά κλειδωμένα δωμάτια και ακόμη και κλειδωμένα κλουβιά που περιέχουν μικρότερες τράπεζες ραφιών διακομιστή. Οι "Man-traps" είναι ένα χρήσιμο χαρακτηριστικό που ουσιαστικά λειτουργεί σαν αερόκλειδο, επιτρέποντας την ταχεία άρνηση πρόσβασης στο σημείο εισόδου με ελάχιστο κίνδυνο για το προσωπικό. Τα αρχεία καταγραφής πρόσβασης είναι επίσης χρήσιμα για λόγους ασφαλείας, ώστε το προσωπικό ασφαλείας να μπορεί να είναι σίγουρο ότι το κτίριο έχει εκκενωθεί πλήρως σε περίπτωση πυρκαγιάς, για παράδειγμα.

Τα κέντρα δεδομένων έχουν συχνά πολλά επίπεδα φυσικής ασφάλειας, συμπεριλαμβανομένων των κλωβών γύρω από τα rack των διακομιστών.

Πολλά από τα μεγαλύτερα κέντρα δεδομένων ανήκουν σε hyperscalers. Πρόκειται για τεράστιες εταιρείες τεχνολογίας όπως η Google, η Amazon και η Microsoft. Αγοράζουν τεράστιες ποσότητες υλικού και, σε ορισμένες περιπτώσεις, μισθώνουν πρόσβαση σε αυτό. Στις περιπτώσεις τους, η πρόσβαση είναι τυπικά εικονική παρά φυσική. Η εικονικοποίηση μπορεί να προσφέρει βελτιωμένη αποτελεσματικότητα στη χρήση των πόρων του συστήματος και μπορεί να επιτρέψει την εύκολη κλιμάκωση όταν χρειάζεται.

Τοποθεσία και άλλοι παράγοντες

Η τοποθεσία ενός κέντρου δεδομένων είναι απαραίτητη. Είναι σημαντικό να βρίσκεστε κοντά σε μια μεγάλη πηγή ενέργειας, έναν κόμβο υποδομής δικτύωσης υψηλής ταχύτητας και μια υποδομή φυσικής μεταφοράς. Άλλες εκτιμήσεις περιλαμβάνουν περιβαλλοντικούς κινδύνους, όπως σεισμούς, ηφαίστεια, πλημμύρες και τυφώνες. Το κλίμα είναι επίσης μεγάλος παράγοντας. Οι ψυχρότερες τοποθεσίες έχουν χαμηλότερες θερμοκρασίες αέρα περιβάλλοντος, απαιτώντας λιγότερη ψύξη πριν τροφοδοτηθούν στο κέντρο δεδομένων. Αυτό βοηθά στη μείωση του λειτουργικού κόστους. Σε ορισμένες δοκιμές, μικρά κέντρα δεδομένων έχουν τοποθετηθεί ακόμη και κάτω από το νερό. Έχουν χρησιμοποιήσει τα δροσερά ρεύματα νερού για να παρέχουν ακόμα πιο αποτελεσματική και φθηνότερη ψύξη.

Η αρθρότητα είναι επίσης ένας κρίσιμος παράγοντας. Με την πάροδο του χρόνου, το υλικό υπολογιστών προχωρά και οι τρέχουσες τεχνολογίες γίνονται απαρχαιωμένες. Το απαρχαιωμένο υλικό είναι συχνά λιγότερο αποδοτικό και λιγότερο ενεργειακά αποδοτικό. Αυτό στη συνέχεια απαιτεί έναν τακτικό κύκλο αναβάθμισης. Το modularity επιτρέπει συνεχείς κυλιόμενες αναβαθμίσεις, κατανέμοντας το αρχικό κόστος σε πολλαπλούς ετήσιους προϋπολογισμούς. Επιτρέπει επίσης συνεχή χρόνο λειτουργίας χωρίς διακοπή της υπηρεσίας, ακόμη και όταν εκτελείτε αναβαθμίσεις μεγάλης κλίμακας.

Η χωρητικότητα αποθήκευσης είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας. Ενώ τα μεγάλα κέντρα δεδομένων μπορεί να είναι οικονομικά αποδοτικά, είναι γενικά εμπειρικά φθηνότερο να χρειάζεται λιγότερος χώρος. Οι ιδιοκτήτες κέντρων δεδομένων, ειδικά οι υπερκλιμακωτές, ξοδεύουν συχνά περιουσίες σε μέσα αποθήκευσης εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας. Για παράδειγμα, ένας επιχειρησιακός SSD 1 TB μπορεί να κοστίζει το ίδιο με έναν εταιρικό σκληρό δίσκο 10 TB και να προσφέρει πολύ υψηλότερη απόδοση. Ωστόσο, απαιτούνται πολλά ακόμη rack server και διακομιστές δίσκων για να παρέχεται η ίδια συνολική χωρητικότητα αποθήκευσης.

Αυτό αυξάνει τον χώρο και συχνά το κόστος ενέργειας και απαιτεί πρόσθετη ψύξη κ.λπ. Αυτή η οικονομία κλίμακας είναι ο λόγος για τον οποίο διατίθενται πολλές τεράστιες μονάδες αποθήκευσης που είναι εξαιρετικά ακριβές. Δεν προορίζονται για τον μέσο καταναλωτή. Προορίζονται για υπερκλιμάκωση που πληρώνουν σχεδόν τα πάντα για βελτιωμένη απόδοση χώρου.

συμπέρασμα

Τα κέντρα δεδομένων είναι ο μεγαλύτερος ξάδερφος του δωματίου διακομιστή. Συνδυάζουν βασικό υπολογιστικό υλικό, όπως εξοπλισμό δικτύωσης, χωρητικότητα αποθήκευσης, επεξεργαστική ισχύ και λειτουργικότητα διακομιστή, όλα σε ένα μέρος. Αυτό επιτρέπει την ανάπτυξη οικονομιών κλίμακας και απλοποιεί τη συνδεσιμότητα. Υπάρχουν πολλοί σχεδιαστικοί παράγοντες στο σχεδιασμό των κέντρων δεδομένων. Ωστόσο, τα κέντρα δεδομένων πρέπει να είναι τεράστια για να επωφεληθούν πραγματικά από τις οικονομίες κλίμακας.

Σε αυτήν την κλίμακα, είναι γενικά πολύ μεγαλύτερα από ό,τι χρειάζονται οι περισσότερες εταιρείες, επομένως ο χώρος μπορεί να ενοικιαστεί σε μικρότερες εταιρείες, παρέχοντας οικονομικά πλεονεκτήματα και για τα δύο μέρη. Τα κέντρα δεδομένων βρίσκονται συχνά σε εξατομικευμένες εγκαταστάσεις. Ωστόσο, ορισμένοι επαναχρησιμοποιούν αχρησιμοποίητους χώρους γραφείων και μερικοί βρίσκονται ακόμη και σε παλιές νέες πυρηνικές αποθήκες.