Čo je dátové centrum?

Zatiaľ čo vaše požiadavky na domáci alebo pracovný počítač sa môžu zdať rozumné. Alebo dokonca špičkový, v závislosti od vášho prípadu použitia sa jednoducho nedá porovnať s výkonom spracovania a úložnou kapacitou, ktorú potrebujú veľké spoločnosti. Dokonca aj primerane veľká spoločnosť bude mať požiadavky na ukladanie dát v desiatkach až stovkách terabajtov.

Namiesto distribúcie týchto údajov medzi zariadenia koncových používateľov, ktoré môžu alebo nemusia byť vypnuté alebo odpojené od siete, je väčšina údajov uložená v centralizovanom prostredí. V menších prostrediach to môže byť serverová miestnosť. Napriek tomu sa o nich hovorí ako o dátových centrách, keď sa kapacita musí škálovať vyššie ako malá miestnosť.

Aké sú účely a výhody dátového centra?

Dátové centrum má byť trvalo dostupným centralizovaným dátovým úložiskom. Pretože požiadavky na ukladanie a používanie sieťových zariadení a serverov sú v podstate rovnaké ako u diskových serverov obsahujúcich nespracované údaje, je tento hardvér zvyčajne zoskupený.

Zoskupenie základnej sieťovej infraštruktúry výrazne uľahčuje a zefektívňuje vykonávanie niekoľkých základných úloh. Jedným z kľúčových faktorov je konektivita. So všetkými servermi, dátami a sieťovou infraštruktúrou na jednom mieste je pomerne jednoduché ich všetky efektívne prepojiť. Latencia a šírka pásma sa ľahšie optimalizujú na krátke vzdialenosti, čo umožňuje maximálny výkon siete. Ako ďalší bonus sú káblové trasy kratšie, a preto lacnejšie, ako by boli, keby bol všetok hardvér distribuovaný viac.

Základný výpočtový hardvér tiež potrebuje externú infraštruktúru na uľahčenie jeho bezpečnej a nepretržitej prevádzky. Spoľahlivé napájanie, chladenie, konektivita a bezpečnostné systémy sú drahé. Sú však drahšie, ak ich musíte duplikovať namiesto toho, aby ste mali jednoducho jednu veľkú zostavu.

Čo vyžaduje dátové centrum?

Základnou súčasťou každého dátového centra je skutočný výpočtový hardvér. Toto sa zvyčajne dodáva vo forme serverových stojanov. Každý stojan má štandardnú veľkosť a môže obsahovať viacero výpočtových zariadení štandardnej veľkosti. Skutočné zariadenia sú zvyčajne opísané vo veľkostiach „U“, pričom „U“ je jednoducho štandardná jednotka výšky. Väčšina serverových stojanov má výšku 42 alebo 48U, pričom stojany 48U sa nazývajú aj sedemstopové stojany. Zatiaľ čo niektorý počítačový hardvér sa dodáva vo veľkostiach 1U, väčšina zariadení má veľkosť 2U alebo 3U, hoci niektoré môžu byť oveľa vyššie.

Údaje v dátovom centre musia byť dostupné, spravidla neustále. Z tohto dôvodu sa očakáva vysokorýchlostné vytváranie sietí interne aj smerom von. Okrem toho sú dátové centrá navrhnuté so záložnými a redundantnými systémami, aby sa zabezpečila kontinuita v prípade najrozumnejších incidentov.

Ak jedno zariadenie zlyhá, dátové centrá sú navrhnuté tak, aby mali redundantné servery, úložisko a sieťový hardvér. Jeho funkčnosť môže okamžite prevziať sekundárne zariadenie. Napájací zdroj má tiež sériu záloh, vrátane neprerušiteľných zdrojov napájania alebo UPS. To poskytuje dostatok energie na pokračovanie prevádzky zariadení, kým sa nezapnú miestne generátory v prípade výpadku prúdu.

Ako všetky výpočtové zariadenia, aj dátové centrá vyžadujú chladenie. Systémy HVAC sa bežne používajú spolu s odvlhčovačmi, aby sa zabezpečilo, že bude k dispozícii chladný vzduch, horúci vzduch sa odoberie a vzduch nebude príliš vlhký.

S toľkým množstvom elektriny a tepla je tu vždy možnosť požiaru. Protipožiarne systémy sú univerzálne, ale nemôžu sa spoliehať na sprinklerové systémy, pretože by to spôsobilo také škody na citlivom hardvéri počítača ako požiar.

Jemnejšie požiadavky a optimalizácie

Zatiaľ čo systémy na potlačenie požiaru sú univerzálne v dátových centrách, nemôžu byť založené na vode, pretože by to poškodilo citlivú elektroniku. Namiesto toho sa vo všeobecnosti používajú inertné plyny. Primárnou voľbou býval halón, kým sa nezistilo, že je to zlé pre ozónovú vrstvu. Moderné systémy zvyčajne používajú dusík. Koncept je jednoducho zaplaviť celé dátové centrum dusíkom a vytlačiť kyslík potrebný na vyhorenie cez pretlakové otvory.

Aj keď je to vysoko účinné pri hasení požiarov, je to aj smrteľné. V atmosfére bohatej na dusík a chudobnej na kyslík môžete omdlievať v priebehu niekoľkých sekúnd. Dusík je bezfarebný, bez zápachu a chuti, takže neexistuje žiadne varovanie pred nebezpečenstvom. Systémy na potlačenie požiaru ako také zaznie predbežný poplach, ktorý upozorní každého vo vnútri, aby okamžite odišiel alebo sa dostal do bezpečnej oblasti vybavenej kyslíkovými nádržami a dýchacími maskami. Po krátkom čase, kým sa ľudia dostanú do bezpečia, sa plyn rýchlo vypustí do dátového centra a požiar sa uhasí.

Dátové centrá majú často zdvojené podlahy. To poskytuje mnoho výhod. Hlavnou výhodou je, že v prípade povodní je väčší priestor pre stúpajúcu vodu skôr, ako dôjde k skutočným škodám. Zvýšené podlahy tiež umožňujú vedenie káblov pod podlahou. Mnohí sa však rozhodnú viesť nadzemnú kabeláž na uľahčenie prístupu. To tiež poskytuje pohodlný spôsob poskytovania chladného vzduchu v kombinácii s poréznymi podlahovými dlaždicami.

Dátové centrá umožňujú krátke káble a často vedú dlhšie káble nad hlavou.

Umiestnením uličiek serverových stojanov v striedavých smeroch je možné vytvoriť studené a horúce uličky. Studený vzduch môže byť nasávaný zo studených uličiek a horúci vzduch môže byť vypustený a potom odstránený z horúcich uličiek. Toto usporiadanie pomáha optimalizovať poskytovanie zdrojov HVAC.

Hyperscalery a kolokácia

Implementácia celej infraštruktúry dátového centra je nákladná. To môže byť obzvlášť ťažké pre spoločnosti s rozsiahlymi požiadavkami na údaje a spracovanie, ale v súčasnosti obmedzenými finančnými prostriedkami. Problém to môže byť aj pre spoločnosti, ktoré nepotrebujú dostatočnú plochu na to, aby umožnili naštartovať úspory z rozsahu. Na vyplnenie tejto medzery na trhu mnohé spoločnosti zriaďujú dátové centrá s príliš veľkými kapacitami a potom si časť tejto kapacity prenajímajú. spoločnosti. Dátové centrá s viacerými nájomníkmi, ako je toto, sa označujú ako kolokácia.

Najmä v kolokačnom prostredí je bezpečnosť nevyhnutná. S množstvom potenciálne citlivých údajov od viacerých strán je dôležitá sieťová a fyzická bezpečnosť. Dátové centrá sú v oboch prípadoch veľmi opatrné a jednotlivým klientom poskytujú starostlivo oddelené siete, takže cez sieť nemôžu uniknúť žiadne údaje. Fyzický prístup je často zložitý na zabezpečenie, často si vyžaduje autorizáciu vopred.

Prístup do vnútorných priestorov je vo všeobecnosti obmedzený oddelenými zamknutými miestnosťami a dokonca aj zamknutými klietkami obsahujúcimi menšie skupiny serverových stojanov. „Pasce na ľudí“ sú užitočnou funkciou, ktorá v podstate funguje ako prechodová komora, ktorá umožňuje rýchle odmietnutie prístupu na mieste vstupu s minimálnym rizikom pre personál. Prístupové protokoly sú užitočné aj z bezpečnostných dôvodov, takže bezpečnostný personál si môže byť istý, že budova bola úplne evakuovaná, napríklad v prípade požiaru.

Dátové centrá majú často mnoho vrstiev fyzického zabezpečenia vrátane klietok okolo serverových stojanov.

Mnohé z najväčších dátových centier vlastnia hyperscalery. Ide o obrovské technologické spoločnosti ako Google, Amazon a Microsoft. Nakupujú obrovské množstvo hardvéru a v niektorých prípadoch si k nemu prenajímajú prístup. V ich prípadoch je prístup zvyčajne skôr virtualizovaný ako fyzický. Virtualizácia môže ponúknuť vyššiu efektivitu využívania systémových prostriedkov a v prípade potreby môže umožniť jednoduché škálovanie.

Miesto a ďalšie faktory

Dôležité je umiestnenie dátového centra. Je dôležité byť v blízkosti veľkého zdroja energie, vysokorýchlostného sieťového uzla infraštruktúry a fyzickej dopravnej infraštruktúry. Ďalšie úvahy zahŕňajú environmentálne riziká, ako sú zemetrasenia, sopky, záplavy a hurikány. Veľkým faktorom je aj klíma. Chladnejšie miesta majú nižšie teploty okolitého vzduchu, čo si vyžaduje menej chladenia pred dodaním do dátového centra. To pomáha znižovať prevádzkové náklady. V niektorých testoch boli malé dátové centrá dokonca umiestnené pod vodou. Využili chladné prúdy vody na zabezpečenie ešte efektívnejšieho a lacnejšieho chladenia.

Modularita je tiež kritickým faktorom. Postupom času výpočtový hardvér napreduje a súčasné technológie sú zastarané. Zastaraný hardvér je často menej výkonný a menej energeticky efektívny. To potom vyžaduje pravidelný cyklus aktualizácie. Modularita umožňuje neustále priebežné upgrady, čím sa počiatočné náklady rozložia do viacerých ročných rozpočtov. Umožňuje tiež nepretržitú dobu prevádzky bez prerušenia služby, a to aj pri vykonávaní rozsiahlych aktualizácií.

Nezanedbateľným faktorom je aj skladovacia kapacita. Zatiaľ čo veľké dátové centrá môžu byť nákladovo efektívne, vo všeobecnosti je empiricky lacnejšie potrebovať menej miesta. Majitelia dátových centier, najmä hyperscalery, často míňajú majetky na pamäťové médiá s extrémne vysokou hustotou. Napríklad 1TB podnikový SSD môže stáť rovnako ako 10TB podnikový HDD a ponúka oveľa vyšší výkon. Na zabezpečenie rovnakej celkovej úložnej kapacity je však potrebných oveľa viac serverových stojanov a diskových serverov.

To zvyšuje priestor a často náklady na energiu a vyžaduje dodatočné chladenie atď. Táto úspora z rozsahu je dôvodom, prečo je k dispozícii veľa obrovských úložných jednotiek, ktoré sú super drahé. Nie sú určené pre bežného spotrebiteľa. Sú určené pre hyperscalery, ktoré za lepšiu priestorovú efektivitu zaplatia takmer čokoľvek.

Záver

Dátové centrá sú väčším bratrancom serverovne. Spájajú základný výpočtový hardvér, ako sú sieťové zariadenia, úložná kapacita, výpočtový výkon a funkčnosť servera na jednom mieste. To umožňuje naštartovať úspory z rozsahu a zjednodušiť konektivitu. Pri návrhu dátového centra existuje veľa konštrukčných faktorov. Dátové centrá však musia byť obrovské, aby mohli skutočne využívať úspory z rozsahu.

V tomto rozsahu sú vo všeobecnosti oveľa väčšie, ako väčšina spoločností potrebuje, takže priestory možno prenajať menším spoločnostiam, čo poskytuje ekonomické výhody pre obe strany. Dátové centrá sa často nachádzajú v zariadeniach na mieru. Niektoré však opätovne využívajú nevyužité kancelárske priestory a niektoré sa dokonca nachádzajú v starých nových jadrových bunkroch.