Que é un centro de datos?

Aínda que os teus requisitos para un ordenador doméstico ou de traballo poden parecer razoables. Ou incluso de gama alta, dependendo do seu caso de uso, simplemente non se compara coa potencia de procesamento e a capacidade de almacenamento que necesitan as grandes empresas. Incluso unha empresa de tamaño razoable terá requisitos de almacenamento de datos entre decenas e centos de terabytes.

En lugar de só distribuír estes datos entre os dispositivos do usuario final que poden ou non estar desactivados ou desconectados da rede, a maioría dos datos almacénanse nun ambiente centralizado. En ambientes máis pequenos, esta pode ser unha sala de servidores. Aínda así, denomínanse centros de datos cando a capacidade necesita escalar máis que unha sala pequena.

Cales son os fins e as vantaxes dun centro de datos?

Un centro de datos pretende ser un almacén de datos centralizado dispoñible de forma consistente. Dado que os requisitos de almacenamento e uso dos equipos e servidores de rede son esencialmente os mesmos que os servidores de disco que conteñen os datos brutos, este hardware adoita agruparse.

A agrupación da infraestrutura de rede principal fai que a realización de varias tarefas principais sexa significativamente máis fácil e eficiente. Un factor fundamental é a conectividade. Con todos os servidores, datos e infraestrutura de rede nun só lugar, é relativamente sinxelo conectalos todos xuntos de forma eficiente. A latencia e o ancho de banda son máis fáciles de optimizar en distancias curtas, o que permite o máximo rendemento da rede. Como vantaxe adicional, os cables son máis curtos e, polo tanto, máis baratos do que serían se todo o hardware estivese máis distribuído.

O hardware informático principal tamén necesita infraestrutura externa para facilitar o seu funcionamento seguro e continuo. Os sistemas fiables de enerxía, refrixeración, conectividade e seguridade son caros. Non obstante, son máis caros se tes que duplicalos en lugar de ter unha única configuración grande.

Que require un centro de datos?

A parte central de calquera centro de datos é o hardware informático real. Normalmente, isto vén en forma de racks de servidores. Cada rack ten un tamaño estándar e pode levar varios dispositivos informáticos de tamaño estándar. Os dispositivos reais descríbense normalmente en tamaños de "U", sendo unha "U" simplemente unha unidade de altura estándar. A maioría dos racks de servidores teñen unha altura de 42 ou 48U, con racks de 48U tamén chamados racks de sete pés. Aínda que algúns equipos de hardware ven en tamaños 1U, a maioría dos dispositivos son 2U ou 3U, aínda que algúns poden ser moito máis altos que iso.

Os datos do centro de datos deben ser accesibles, xeralmente constantemente. Por este motivo, espérase unha rede de alta velocidade tanto interna como cara ao mundo exterior. Ademais, os centros de datos están deseñados con sistemas de copia de seguridade e redundantes para proporcionar continuidade no caso dos incidentes máis razoables.

Se un dispositivo falla, os centros de datos están deseñados para ter servidores redundantes, almacenamento e hardware de rede. A súa funcionalidade pode ser recollida instantáneamente por un dispositivo secundario. A fonte de alimentación tamén ten unha serie de copias de seguridade, incluíndo fontes de alimentación ininterrompida ou UPS. Isto proporciona enerxía suficiente para seguir funcionando os dispositivos ata que se activen os xeradores locais, en caso de corte de enerxía.

Como todos os dispositivos informáticos, os centros de datos requiren refrixeración. Os sistemas HVAC utilízanse habitualmente xunto cos deshumidificadores para garantir que se proporcione aire frío, que se extraiga o aire quente e que o aire non se húmido demasiado.

Con tanta electricidade e calor, sempre hai posibilidades de incendio. Os sistemas de extinción de incendios son universais, pero non poden confiar en sistemas de aspersión, xa que isto causaría tanto dano ao hardware sensible do ordenador como un incendio.

Requisitos e optimizacións máis sutís

Aínda que os sistemas de extinción de incendios son universais nos centros de datos, non poden estar baseados en auga xa que isto danaría a electrónica sensible. En cambio, úsanse xeralmente gases inertes. A opción principal adoitaba ser Halón ata que se descubriu que era malo para a capa de ozono. Os sistemas modernos normalmente usan nitróxeno. O concepto é simplemente inundar todo o centro de datos con nitróxeno, empurrando o osíxeno necesario para que o lume se queime a través das ventilacións de sobrepresión.

Aínda que isto é moi eficaz para apagar incendios, tamén é mortal. Nunha atmosfera rica en nitróxeno e pobre en osíxeno, pode desmaiarse da asfixia en segundos. O nitróxeno é incoloro, inodoro e insípido, polo que non hai ningún aviso de perigo. Polo tanto, os sistemas de extinción de incendios soan unha prealarma que avisa a calquera dentro de que saia inmediatamente ou chegue a unha zona segura equipada con tanques de osíxeno e máscaras de respiración. Despois dun curto período de tempo para que a xente se poña a salvo, o gas bótase rapidamente no centro de datos, extinguindo o lume.

Os centros de datos adoitan ter pisos elevados. Isto proporciona moitas vantaxes. A vantaxe principal é que, no caso dunha inundación, hai máis espazo para a subida da auga antes de que se produza algún dano real pola auga. Os pisos elevados tamén permiten que os cables pasen por baixo do chan. Non obstante, moitos optan por utilizar o cableado superior para facilitar o acceso. Isto tamén proporciona un método cómodo para proporcionar aire fresco cando se combina con baldosas porosas.

Os centros de datos permiten cables curtos e adoitan pasar cables máis longos por riba.

Ao colocar os corredores dos racks de servidores en direccións alternas, é posible crear corredores fríos e quentes. O aire frío pódese extraer dos corredores fríos e o aire quente pódese esgotar e despois eliminar dos corredores quentes. Este deseño axuda a optimizar a provisión de recursos HVAC.

Hiperescaladores e Colocación

Implementar toda a infraestrutura dun centro de datos é caro. Isto pode ser especialmente difícil para as empresas con requisitos extensos de datos e procesamento, pero actualmente con fondos limitados. Tamén pode ser un problema para as empresas que non precisan de superficie suficiente para permitir que se produzan economías de escala. Para cubrir este oco no mercado, moitas empresas establecen centros de datos con capacidades demasiado grandes e despois alugan partes desa capacidade para empresas. Os centros de datos con varios inquilinos como este chámanse colocación.

Especialmente en ambientes de colocación, a seguridade é esencial. Con moitos datos potencialmente sensibles de varias partes, a seguridade física e da rede son importantes. Os centros de datos teñen moito coidado con ambos, proporcionando redes coidadosamente segregadas a clientes individuais para que non se poidan filtrar datos pola rede. O acceso físico adoita ser complexo de organizar, e moitas veces require autorización previa.

O acceso aos lugares interiores é xeralmente limitado con salas separadas pechadas e mesmo gaiolas pechadas que conteñen bancos máis pequenos de racks de servidores. As "trampas para homes" son unha característica útil que actúa esencialmente como unha esclusa de aire, o que permite que o acceso se negue rapidamente no punto de entrada cun risco mínimo para o persoal. Os rexistros de acceso tamén son útiles por motivos de seguridade para que o persoal de seguridade poida estar seguro de que o edificio foi completamente evacuado en caso de incendio, por exemplo.

Os centros de datos adoitan ter moitas capas de seguridade física, incluíndo gaiolas arredor dos racks de servidores.

Moitos dos maiores centros de datos son propiedade de hiperescaladores. Estas son grandes empresas tecnolóxicas como Google, Amazon e Microsoft. Compran cantidades masivas de hardware e, nalgúns casos, alugan o acceso a el. Nos seus casos, o acceso adoita ser virtualizado en lugar de físico. A virtualización pode ofrecer unha eficiencia mellorada no uso dos recursos do sistema e pode permitir un escalado sinxelo cando sexa necesario.

Localización e outros factores

A localización dun centro de datos é esencial. É fundamental estar preto dunha gran fonte de enerxía, un centro de infraestrutura de rede de alta velocidade e unha infraestrutura de transporte físico. Outras consideracións inclúen riscos ambientais, como terremotos, volcáns, inundacións e furacáns. O clima tamén é un factor importante. Os lugares máis fríos teñen temperaturas de aire ambiente máis baixas, polo que requiren menos arrefriamento antes de ser subministrados ao centro de datos. Isto axuda a reducir os custos operativos. Nalgunhas probas, incluso se colocaron pequenos centros de datos baixo a auga. Usaron as correntes de auga fría para proporcionar un arrefriamento aínda máis eficaz e máis económico.

A modularidade tamén é un factor crítico. Co paso do tempo o hardware informático avanza e as tecnoloxías actuais quedan obsoletas. O hardware obsoleto adoita ser menos eficiente e menos eficiente. Isto require un ciclo de actualización regular. A modularidade permite actualizacións constantes, repartindo os custos iniciais en varios orzamentos anuais. Tamén permite un tempo de actividade continuo sen interrupción do servizo, mesmo cando se realizan actualizacións a gran escala.

A capacidade de almacenamento tamén é un factor importante. Aínda que os grandes centros de datos poden ser rendibles, polo xeral é empíricamente máis barato necesitar menos espazo. Os propietarios de centros de datos, especialmente os hiperescaladores, adoitan gastar fortunas en medios de almacenamento de moi alta densidade. Por exemplo, un SSD empresarial de 1 TB pode custar o mesmo que un HDD empresarial de 10 TB e ofrecer un rendemento moito maior. Aínda así, son necesarios moitos máis racks de servidores e servidores de discos para proporcionar a mesma capacidade de almacenamento total.

Isto aumenta o espazo e moitas veces os custos de enerxía e require refrixeración adicional, etc. Esta economía de escala é o motivo polo que hai dispoñibles moitas unidades de almacenamento enormes que son moi caras. Non están pensados ​​para o consumidor medio. Están destinados a hiperescaladores que pagarán case calquera cousa por mellorar a eficiencia do espazo.

Conclusión

Os centros de datos son o primo maior da sala de servidores. Combinan hardware informático básico como equipos de rede, capacidade de almacenamento, potencia de procesamento e funcionalidade do servidor, todo nun só lugar. Isto permite que se produzan economías de escala e simplifica a conectividade. Hai moitos factores de deseño no deseño do centro de datos. Non obstante, os centros de datos teñen que ser enormes para aproveitar verdadeiramente as economías de escala.

A esta escala, xeralmente son moito máis grandes do que necesitan a maioría das empresas, polo que se pode alugar espazo a empresas máis pequenas, proporcionando vantaxes económicas para ambas as partes. Os centros de datos adoitan estar situados en instalacións a medida. Non obstante, algúns reutilizan espazos de oficinas non utilizados e algúns mesmo están situados en novos búnkers nucleares antigos.