Mis on andmekeskus?

Kuigi teie nõuded kodu- või tööarvutile võivad tunduda mõistlikud. Või isegi tipptasemel, olenevalt teie kasutusjuhtumist, pole see lihtsalt võrreldav suurte ettevõtete jaoks vajaliku töötlemisvõimsuse ja salvestusmahuga. Isegi mõistliku suurusega ettevõttel on andmete salvestamise nõuded kümnetes kuni sadades terabaitides.

Selle asemel, et jagada neid andmeid ainult lõppkasutaja seadmete vahel, mis võivad olla välja lülitatud või võrgust lahti ühendatud, salvestatakse enamik andmeid tsentraliseeritud keskkonda. Väiksemates keskkondades võib selleks olla serveriruum. Siiski nimetatakse neid andmekeskusteks, kui võimsust tuleb suurendada kui väikeses ruumis.

Mis on andmekeskuse eesmärgid ja eelised?

Andmekeskus on mõeldud olema järjepidevalt kättesaadav tsentraliseeritud andmehoidla. Kuna võrguseadmete ja serverite salvestus- ja kasutusnõuded on sisuliselt samad, mis algandmeid sisaldavatel kettaserveritel, on see riistvara tavaliselt rühmitatud.

Põhivõrgu infrastruktuuri rühmitamine muudab mitme põhiülesande täitmise oluliselt lihtsamaks ja tõhusamaks. Üks põhitegur on ühenduvus. Kuna kõik serverid, andmed ja võrguinfrastruktuur on ühes kohas, on neid suhteliselt lihtne tõhusalt ühendada. Latentsust ja ribalaiust on lühikestel vahemaadel lihtsam optimeerida, võimaldades võrgu maksimaalset jõudlust. Lisaboonusena on kaablid lühemad ja seetõttu odavamad kui kogu riistvara rohkem hajutamisel.

Arvuti põhiriistvara vajab ka välist infrastruktuuri, et hõlbustada selle ohutut ja pidevat töötamist. Usaldusväärne toite-, jahutus-, ühenduvus- ja turvasüsteemid on kõik kallid. Need on aga kallimad, kui peate neid kopeerima, selle asemel, et kasutada ühte suurt seadistust.

Mida andmekeskus nõuab?

Iga andmekeskuse põhiosa on tegelik arvutiriistvara. Tavaliselt on see serveririiulite kujul. Iga rack on standardsuuruses ja mahutab mitu standardsuuruses arvutiseadet. Tegelikke seadmeid kirjeldatakse tavaliselt U-suuruses, kusjuures U on lihtsalt standardkõrguse ühik. Enamik serveririiulid on 42 või 48U kõrgused, kusjuures 48U riiulit nimetatakse ka seitsme jalaga riiuliteks. Kuigi osa arvutiriistvara on 1U suuruses, on enamik seadmeid 2U või 3U, kuigi mõned võivad olla sellest palju kõrgemad.

Andmekeskuses olevad andmed peavad olema üldiselt kättesaadavad. Sel põhjusel eeldatakse kiiret võrguühendust nii ettevõttesiseselt kui ka välismaailmaga. Lisaks on andmekeskused kavandatud varu- ja koondamissüsteemidega, et tagada järjepidevus kõige mõistlikumate vahejuhtumite korral.

Kui üks seade ebaõnnestub, on andmekeskused loodud nii, et neil on üleliigsed serverid, salvestusruum ja võrguriistvara. Selle funktsionaalsust saab koheselt kasutada sekundaarne seade. Toiteallikal on ka rida varukoopiaid, sealhulgas katkematu toiteallikad või UPS-id. See annab piisavalt võimsust, et jätkata seadmete käitamist seni, kuni kohalikud generaatorid elektrikatkestuse korral tööle hakkavad.

Nagu kõik arvutiseadmed, vajavad andmekeskused jahutust. HVAC-süsteeme kasutatakse tavaliselt koos õhukuivatitega, et tagada jaheda õhu pakkumine, kuuma õhu eemaldamine ja õhu niiskuse vältimine.

Kuna elektrit ja soojust on palju, on tulekahju oht alati olemas. Tulekustutussüsteemid on universaalsed, kuid need ei saa tugineda sprinklersüsteemidele, kuna see kahjustaks tundlikku arvutiriistvara sama palju kui tulekahju.

Peenemad nõuded ja optimeerimised

Kuigi tulekustutussüsteemid on andmekeskustes universaalsed, ei saa need olla veepõhised, kuna see kahjustaks tundlikku elektroonikat. Selle asemel kasutatakse tavaliselt inertgaase. Esmane valik oli Halon, kuni leiti, et see on osoonikihile halb. Kaasaegsed süsteemid kasutavad tavaliselt lämmastikku. Idee seisneb lihtsalt kogu andmekeskuse üleujutamises lämmastikuga, surudes tule põlemiseks vajalikku hapnikku läbi ülerõhuavade.

Kuigi see on tulekahjude kustutamisel väga tõhus, on see ka surmav. Lämmastikurikkas-hapnikuvaeses atmosfääris võid lämbumisest sekunditega minestada. Lämmastik on värvitu, lõhnatu ja maitsetu, seega pole ohuhoiatust. Sellisena annavad tulekustutussüsteemid eelhäire, mis hoiatab kõiki sees olevaid inimesi viivitamatult lahkuma või hapnikupaakide ja hingamismaskidega varustatud ohutusse piirkonda. Pärast lühikest aega, mil inimesed on jõudnud ohutusse kohta, lastakse gaas kiiresti andmekeskusesse, kustutades tulekahju.

Andmekeskustel on sageli kõrgendatud põrandad. See annab palju eeliseid. Peamine eelis on see, et üleujutuse korral on enne tegeliku veekahjustuse tekkimist rohkem ruumi vee tõusule. Kõrgendatud põrandad võimaldavad ka kaableid põranda alla vedada. Paljud otsustavad juurdepääsu hõlbustamiseks kasutada õhukaablit. See on ka mugav meetod jaheda õhu tagamiseks, kui seda kombineerida poorsete põrandaplaatidega.

Andmekeskused võimaldavad lühikesi kaableid ja sageli pikemaid kaableid.

Serveririiulite vahekäike vahelduvates suundades paigutades on võimalik luua külma ja kuuma vahekäike. Külmadest vahekäikudest saab tõmmata jahedat õhku ning kuuma õhu välja tõmmata ja seejärel kuumadest vahekäikudest eemaldada. See paigutus aitab optimeerida HVAC-ressursside pakkumist.

Hüperskaalarid ja Colocation

Kogu andmekeskuse taristu juurutamine on kallis. See võib olla eriti keeruline ettevõtetele, kellel on ulatuslikud andme- ja töötlemisnõuded, kuid praegu piiratud rahalised vahendid. See võib olla probleemiks ka ettevõtetele, kes ei vaja mastaabisäästu saavutamiseks piisavalt pinda. Turul selle tühimiku täitmiseks rajavad paljud ettevõtted liiga suure võimsusega andmekeskused ja rendivad seejärel osa sellest võimsusest välja ettevõtted. Selliseid mitme rentnikuga andmekeskusi nimetatakse kolokatsiooniks.

Turvalisus on eriti oluline kolokatsioonikeskkondades. Kuna paljude osapoolte potentsiaalselt tundlikke andmeid on palju, on võrgu- ja füüsiline turvalisus olulised. Andmekeskused on mõlema suhtes väga ettevaatlikud, pakkudes üksikutele klientidele hoolikalt eraldatud võrke, et andmeid ei saaks üle võrgu lekkida. Füüsilist juurdepääsu on sageli keeruline korraldada, sageli on selleks vaja eelnevat luba.

Juurdepääs siseruumidesse on üldiselt piiratud eraldi lukustatud ruumide ja isegi lukustatud puuridega, mis sisaldavad väiksemaid serveririiulite panku. "Inimeslõksud" on abistav funktsioon, mis toimib sisuliselt nagu õhulukk, võimaldades sisenemispunktis kiiresti juurdepääsu keelata ja töötajatele minimaalselt riskida. Juurdepääsulogid on abiks ka ohutuse tagamiseks, et turvatöötajad saaksid olla kindlad, et hoone on näiteks tulekahju korral täielikult evakueeritud.

Andmekeskustel on sageli palju füüsilise turvalisuse kihte, sealhulgas serveririiulite ümber olevad puurid.

Paljud suurimad andmekeskused kuuluvad hüperskaalajatele. Need on suured tehnoloogiaettevõtted nagu Google, Amazon ja Microsoft. Nad ostavad tohutul hulgal riistvara ja mõnel juhul rendivad sellele juurdepääsu. Nendel juhtudel on juurdepääs tavaliselt pigem virtualiseeritud kui füüsiline. Virtualiseerimine võib pakkuda paremat tõhusust süsteemiressursside kasutamisel ja võimaldada vajaduse korral hõlpsat skaleerimist.

Asukoht ja muud tegurid

Andmekeskuse asukoht on oluline. Oluline on olla suure toiteallika, kiire võrguinfrastruktuuri sõlmpunkti ja füüsilise transpordi infrastruktuuri läheduses. Muud kaalutlused hõlmavad keskkonnaohte, nagu maavärinad, vulkaanid, üleujutused ja orkaanid. Suur tegur on ka kliima. Jahedamates kohtades on madalam ümbritseva õhu temperatuur, mistõttu on enne andmekeskusesse tarnimist vaja vähem jahutamist. See aitab vähendada tegevuskulusid. Mõnes katses on väikesed andmekeskused paigutatud isegi vee alla. Nad on kasutanud jahedat voolavat veevoolu, et pakkuda veelgi tõhusamat ja odavamat jahutust.

Kriitiline tegur on ka modulaarsus. Aja jooksul arvuti riistvara areneb ja praegused tehnoloogiad vananevad. Vananenud riistvara on sageli vähem jõudlus ja energiatõhus. See nõuab siis regulaarset uuendustsüklit. Modulaarsus võimaldab pidevat jooksvat versiooniuuendust, jaotades esialgsed kulud mitme aastaeelarve vahel. See võimaldab ka pidevat tööaega ilma teenuse katkestusteta isegi suuremahuliste uuenduste tegemisel.

Oluliseks teguriks on ka salvestusmaht. Kuigi suured andmekeskused võivad olla kulutõhusad, on üldiselt empiiriliselt odavam vajada vähem ruumi. Andmekeskuste omanikud, eriti hüperskaalajad, kulutavad sageli varandusi väga suure tihedusega andmekandjatele. Näiteks võib 1 TB ettevõtte SSD maksta sama palju kui 10 TB ettevõtte HDD ja pakkuda palju suuremat jõudlust. Siiski on sama kogusalvestusmahu tagamiseks vaja palju rohkem serverihoidjaid ja kettaservereid.

See suurendab ruumi- ja sageli toitekulusid ning nõuab täiendavat jahutust jne. Selle mastaabisäästu tõttu on saadaval palju tohutuid ülikalleid salvestusseadmeid. Need ei ole mõeldud tavatarbijale. Need on mõeldud hüperskaalarite jaoks, mis maksavad ruumi tõhususe parandamise eest peaaegu kõike.

Järeldus

Andmekeskused on serveriruumi suurem sugulane. Need ühendavad ühes kohas arvuti põhiriistvara, nagu võrguseadmed, salvestusmahu, töötlemisvõimsuse ja serveri funktsioonid. See võimaldab saavutada mastaabisäästu ja lihtsustab ühenduvust. Andmekeskuse kujundamisel on palju disainitegureid. Kuid andmekeskused peavad olema tohutud, et mastaabisäästu tõeliselt ära kasutada.

Sellises mahus on need üldiselt palju suuremad, kui enamik ettevõtteid vajab, nii et ruumi saab rentida väiksematele ettevõtetele, pakkudes mõlemale poolele majanduslikke eeliseid. Andmekeskused asuvad sageli eritellimusel ehitatud rajatistes. Mõned aga taaskasutavad kasutamata kontoriruume ja mõned asuvad isegi vanades uutes tuumapunkrites.