Mikä on datakeskus?

Vaikka vaatimuksesi koti- tai työtietokoneelta saattavat tuntua kohtuullisilta. Tai jopa huippuluokan, käyttötapauksestasi riippuen, se ei yksinkertaisesti vertaa suurten yritysten tarvitsemaa prosessointitehoa ja tallennuskapasiteettia. Jopa kohtuullisen kokoisella yrityksellä on tietojen tallennusvaatimukset kymmenistä satoihin teratavuihin.

Useimmat tiedot tallennetaan keskitettyyn ympäristöön sen sijaan, että vain jaettaisiin näitä tietoja loppukäyttäjien laitteisiin, jotka voidaan kytkeä pois päältä tai irrottaa verkosta. Pienemmissä ympäristöissä tämä voi olla palvelinhuone. Silti niitä kutsutaan datakeskuksiksi, kun kapasiteetti on skaalattava pienempään huoneeseen verrattuna.

Mitkä ovat datakeskuksen tarkoitukset ja edut?

Palvelinkeskuksen on tarkoitus olla jatkuvasti saatavilla oleva keskitetty tietovarasto. Koska verkkolaitteiden ja palvelimien tallennus- ja käyttövaatimukset ovat olennaisesti samat kuin raakadataa sisältävien levypalvelimien, nämä laitteet ryhmitellään yleensä yhteen.

Ydinverkkoinfrastruktuurin ryhmittely tekee useiden ydintehtävien suorittamisesta huomattavasti helpompaa ja tehokkaampaa. Yksi keskeinen tekijä on liitettävyys. Kaikki palvelimet, tiedot ja verkkoinfrastruktuuri ovat samassa paikassa, joten niiden yhdistäminen toisiinsa on suhteellisen helppoa. Latenssia ja kaistanleveyttä on helpompi optimoida lyhyillä etäisyyksillä, mikä mahdollistaa maksimaalisen verkon suorituskyvyn. Lisäbonuksena kaapelit ovat lyhyempiä ja siksi halvempia kuin ne olisivat, jos kaikki laitteisto olisi hajautettu.

Ydinlaskentalaitteisto tarvitsee myös ulkoista infrastruktuuria turvallisen ja jatkuvan toiminnan mahdollistamiseksi. Luotettava teho, jäähdytys, liitettävyys ja turvajärjestelmät ovat kaikki kalliita. Ne ovat kuitenkin kalliimpia, jos joudut kopioimaan ne yhden suuren kokoonpanon sijaan.

Mitä palvelinkeskus vaatii?

Minkä tahansa datakeskuksen ydinosa on varsinainen laskentalaitteisto. Tämä tulee yleensä palvelintelineiden muodossa. Jokainen teline on vakiokokoinen ja siihen mahtuu useita vakiokokoisia tietokonelaitteita. Varsinaiset laitteet kuvataan yleensä "U"-kokoisina, jolloin "U" on yksinkertaisesti vakiokorkeusyksikkö. Useimmat palvelintelineet ovat 42 tai 48 U korkeita, ja 48 U telineitä kutsutaan myös seitsemän jalan telineiksi. Vaikka jotkut tietokonelaitteistot ovat 1U-kokoisia, useimmat laitteet ovat 2U tai 3U, vaikka jotkut voivat olla paljon korkeampia.

Palvelinkeskuksen tietojen on oltava saatavilla, yleensä jatkuvasti. Tästä syystä odotetaan nopeaa verkottumista sekä sisäisesti että ulkomaailmaan. Lisäksi palvelinkeskukset on suunniteltu varmistus- ja redundanttisilla järjestelmillä, jotka takaavat jatkuvuuden kaikkein järkevimpien tapausten varalta.

Jos jokin laite epäonnistuu, datakeskukset on suunniteltu sisältämään redundantteja palvelimia, tallennustilaa ja verkkolaitteita. Sen toiminnallisuus voidaan välittömästi poimia toissijainen laite. Virtalähteessä on myös joukko varmuuskopioita, mukaan lukien keskeytymättömät virtalähteet tai UPS:t. Tämä antaa tarpeeksi virtaa laitteiden jatkamiseen, kunnes paikalliset generaattorit käynnistyvät sähkökatkon sattuessa.

Kuten kaikki tietokonelaitteet, myös datakeskukset vaativat jäähdytystä. LVI-järjestelmiä käytetään yleisesti ilmankuivainten kanssa, jotta varmistetaan, että ilma on viileää, kuuma ilma poistetaan ja ilma ei kostu liian kosteaksi.

Kun sähköä ja lämpöä on niin paljon, tulipalon mahdollisuus on aina olemassa. Palonsammutusjärjestelmät ovat yleismaailmallisia, mutta ne eivät voi luottaa sprinklerijärjestelmiin, koska ne aiheuttaisivat yhtä paljon vahinkoa herkille tietokonelaitteistoille kuin tulipalo.

Tarkempia vaatimuksia ja optimointeja

Vaikka palonsammutusjärjestelmät ovat yleisiä datakeskuksissa, ne eivät voi olla vesipohjaisia, koska se vahingoittaisi herkkää elektroniikkaa. Sen sijaan käytetään yleensä inerttejä kaasuja. Ensisijainen valinta oli Halon, kunnes sen havaittiin olevan haitallinen otsonikerrokselle. Nykyaikaiset järjestelmät käyttävät tyypillisesti typpeä. Ajatuksena on yksinkertaisesti täyttää koko palvelinkeskus typellä ja työntää tulen palamiseen tarvittava happi ylipaineilma-aukkojen kautta.

Vaikka tämä on erittäin tehokas tulipalojen sammuttamisessa, se on myös tappava. Typpirikkaassa happiköyhässä ilmakehässä voi pyörtyä tukehtumisesta sekunneissa. Typpi on väritöntä, hajutonta ja mautonta, joten vaarasta ei ole varoitusta. Sellaisenaan palontorjuntajärjestelmät antavat ennakkohälytyksen, joka varoittaa sisällä olevia poistumaan välittömästi tai pääsemään turvalliselle alueelle, joka on varustettu happisäiliöillä ja hengitysnaamareilla. Sen jälkeen, kun ihmiset ovat ehtineet turvaan, kaasu kaadetaan nopeasti palvelinkeskukseen sammuttaen palon.

Palvelinkeskuksissa on usein korotetut lattiat. Tämä tarjoaa monia etuja. Ydinetu on, että tulvan sattuessa vesille on enemmän tilaa nousta ennen varsinaisia ​​vesivahinkoja. Korotetut lattiat mahdollistavat myös kaapelien vetämisen lattian alle. Monet päättävät kuitenkin käyttää yläkaapelointia pääsyn helpottamiseksi. Tämä on myös kätevä tapa tarjota viileää ilmaa yhdistettynä huokoisiin lattialaattoihin.

Palvelinkeskukset mahdollistavat lyhyet kaapelit ja usein pidempiä kaapeleita.

Sijoittamalla palvelintelineiden käytävät vuorotellen, on mahdollista luoda kylmiä ja kuumia käytäviä. Kylmistä käytävistä voidaan imeä viileää ilmaa, ja kuuma ilma voidaan poistaa ja sitten poistaa kuumista käytävistä. Tämä asettelu auttaa optimoimaan LVI-resurssien tarjoamisen.

Hyperscalerit ja Collocation

Koko konesalin infrastruktuurin toteuttaminen on kallista. Tämä voi olla erityisen vaikeaa yrityksille, joilla on laajat tieto- ja käsittelyvaatimukset mutta tällä hetkellä rajalliset varat. Se voi olla ongelma myös yrityksille, jotka eivät tarvitse tarpeeksi tilaa päästäkseen mittakaavaetuihin. Täyttääkseen tämän markkinoiden aukon monet yritykset perustavat liian suuria kapasiteettia olevia datakeskuksia ja vuokraavat sitten osia kapasiteetista yritykset. Tällaisia ​​palvelinkeskuksia, joissa on useita vuokralaisia, kutsutaan yhteissijoituksiksi.

Varsinkin yhteiskäyttöympäristöissä turvallisuus on välttämätöntä. Koska useilta osapuolilta on paljon mahdollisesti arkaluontoisia tietoja, verkko ja fyysinen turvallisuus ovat tärkeitä. Palvelinkeskukset ovat erittäin varovaisia ​​molempien suhteen ja tarjoavat huolella erillisiä verkkoja yksittäisille asiakkaille, jotta dataa ei voi vuotaa verkon yli. Fyysisen pääsyn järjestäminen on usein monimutkaista, ja se vaatii usein ennakkoluvan.

Pääsy sisätiloihin on yleensä rajoitettu erillisillä lukituilla huoneilla ja jopa lukituilla häkeillä, joissa on pienempiä palvelintelinepankkeja. "Ihmisloukut" ovat hyödyllinen ominaisuus, joka toimii pohjimmiltaan kuin ilmalukko, mikä mahdollistaa pääsyn nopean estämisen sisääntulopaikalla minimaalisella riskillä henkilöstölle. Kulkulokit ovat hyödyllisiä myös turvallisuussyistä, jotta turvahenkilöstö voi olla varma, että rakennus on evakuoitu kokonaan esimerkiksi tulipalon sattuessa.

Palvelinkeskuksissa on usein useita fyysisen turvallisuuden tasoja, mukaan lukien palvelintelineiden ympärillä olevat häkit.

Monet suurimmista palvelinkeskuksista ovat hyperskaalaajien omistamia. Nämä ovat valtavia teknologiayrityksiä, kuten Google, Amazon ja Microsoft. He ostavat valtavia määriä laitteistoa ja joissakin tapauksissa vuokraavat pääsyn niihin. Heidän tapauksissa pääsy on tyypillisesti virtualisoitua fyysisen sijaan. Virtualisointi voi parantaa järjestelmäresurssien käytön tehokkuutta ja mahdollistaa helpon skaalauksen tarvittaessa.

Sijainti ja muut tekijät

Palvelinkeskuksen sijainti on olennainen. On tärkeää olla lähellä suurta virtalähdettä, nopeaa verkkoinfrastruktuurikeskusta ja fyysistä liikenneinfrastruktuuria. Muita huomioita ovat ympäristövaarat, kuten maanjäristykset, tulivuoret, tulvat ja hurrikaanit. Ilmasto on myös iso tekijä. Viileämmissä paikoissa on alhaisempi ympäristön lämpötila, mikä vaatii vähemmän jäähdytystä ennen kuin ne syötetään datakeskukseen. Tämä auttaa vähentämään käyttökustannuksia. Joissakin testeissä pieniä datakeskuksia on jopa sijoitettu veden alle. He ovat käyttäneet viileitä virtaavia vesivirtoja tarjotakseen entistä tehokkaampaa ja halvempaa jäähdytystä.

Modulaarisuus on myös kriittinen tekijä. Ajan myötä laskentalaitteisto kehittyy ja nykyiset tekniikat vanhenevat. Vanhentunut laitteisto on usein sekä vähemmän suorituskykyinen että vähemmän energiatehokas. Tämä vaatii sitten säännöllisen päivitysjakson. Modulaarisuus mahdollistaa jatkuvat päivitykset ja jakaa ennakkokustannukset useille vuosibudjeteille. Se mahdollistaa myös jatkuvan käytettävyyden ilman palvelun keskeytyksiä, vaikka suoritettaisiin suuria päivityksiä.

Varastointikapasiteetti on myös merkittävä tekijä. Vaikka suuret datakeskukset voivat olla kustannustehokkaita, on yleensä empiirisesti halvempaa vaatia vähemmän tilaa. Palvelinkeskusten omistajat, erityisesti hyperskaalajat, käyttävät usein omaisuuksia erittäin tiheiden tallennusvälineiden varalle. Esimerkiksi 1 Tt:n yritys-SSD saattaa maksaa saman verran kuin 10 Tt:n yrityskiintolevy ja tarjoaa paljon paremman suorituskyvyn. Silti tarvitaan paljon enemmän palvelintelineitä ja levypalvelimia, jotta saadaan sama kokonaistallennuskapasiteetti.

Tämä lisää tilaa ja usein tehokustannuksia ja vaatii lisäjäähdytystä jne. Tämä mittakaavaetu on se, miksi saatavilla on monia valtavia, erittäin kalliita tallennusasemia. Niitä ei ole tarkoitettu keskivertokuluttajalle. Ne on tarkoitettu hyperscalerille, jotka maksavat melkein mitä tahansa tilan tehokkuuden parantamisesta.

Johtopäätös

Palvelinkeskukset ovat palvelinhuoneen suurempi serkku. Niissä yhdistyvät ydinlaskentalaitteistot, kuten verkkolaitteet, tallennuskapasiteetti, prosessointiteho ja palvelintoiminnot yhdessä paikassa. Tämä mahdollistaa mittakaavaetujen saavuttamisen ja yksinkertaistaa liitettävyyttä. Palvelinkeskusten suunnittelussa on monia suunnittelutekijöitä. Datakeskusten on kuitenkin oltava valtavia, jotta ne voivat todella hyödyntää mittakaavaetuja.

Tässä mittakaavassa ne ovat yleensä paljon suurempia kuin useimmat yritykset tarvitsevat, joten tilaa voidaan vuokrata pienemmille yrityksille, mikä tarjoaa taloudellisia etuja molemmille osapuolille. Palvelinkeskukset sijaitsevat usein räätälöityissä tiloissa. Osa kuitenkin käyttää uudelleen käyttämättömiä toimistotiloja, ja osa sijaitsee jopa vanhoissa uusissa ydinbunkkereissa.