Vad är ett datacenter?

Även om dina krav på en hem- eller arbetsdator kan verka rimliga. Eller till och med high-end, beroende på ditt användningsfall, det går helt enkelt inte att jämföra med den processorkraft och lagringskapacitet som behövs av stora företag. Även ett rimligt stort företag kommer att ha datalagringskrav i dussintals till hundratals terabyte.

Istället för att bara distribuera dessa data över slutanvändarenheter som kan vara avstängda eller frånkopplade från nätverket, lagras de flesta data i en centraliserad miljö. I mindre miljöer kan detta vara ett serverrum. Ändå kallas de datacenter när kapaciteten behöver skalas högre än ett litet rum.

Vilka är syftena och fördelarna med ett datacenter?

Ett datacenter är tänkt att vara ett konsekvent tillgängligt centraliserat datalager. Eftersom lagrings- och användningskraven för nätverksutrustning och servrar i huvudsak är desamma som diskservrarna som innehåller rådata, grupperas denna hårdvara vanligtvis tillsammans.

Att gruppera kärnnätets infrastruktur gör det betydligt enklare och effektivare att utföra flera kärnuppgifter. En kärnfaktor är anslutning. Med alla servrar, data och nätverksinfrastruktur på ett och samma ställe är det förhållandevis enkelt att effektivt koppla ihop dem. Latens och bandbredd är lättare att optimera över korta avstånd, vilket möjliggör maximal nätverksprestanda. Som en extra bonus är kabeldragningarna kortare och därför billigare än de skulle vara om all hårdvara var mer distribuerad.

Den grundläggande datorhårdvaran behöver också extern infrastruktur för att underlätta dess säkra och kontinuerliga drift. Pålitlig ström, kylning, anslutningsmöjligheter och säkerhetssystem är alla dyra. De är dock dyrare om du måste duplicera dem istället för att bara ha en enda stor uppsättning.

Vad kräver ett datacenter?

Kärnan i alla datacenter är själva datorhårdvaran. Detta kommer vanligtvis i form av serverrack. Varje rack har en standardstorlek och kan ta flera datorenheter i standardstorlek. De faktiska enheterna beskrivs vanligtvis i storlekarna "U", där ett "U" helt enkelt är en standardhöjdenhet. De flesta serverrack är 42 eller 48U höga, med 48U-rack även kallade sjufotsrack. Även om viss datorhårdvara finns i 1U-storlekar, är de flesta enheter 2U eller 3U, även om vissa kan vara mycket högre än så.

Datan i datacentret måste vara tillgänglig, i allmänhet konstant. Av denna anledning förväntas höghastighetsnätverk både internt och utåt. Dessutom är datacenter utformade med säkerhetskopiering och redundanta system för att ge kontinuitet vid de flesta rimliga incidenter.

Om en enhet misslyckas är datacenter utformade för att ha redundanta servrar, lagring och nätverkshårdvara. Dess funktionalitet kan omedelbart plockas upp av en sekundär enhet. Strömförsörjningen har också en serie backuper, inklusive avbrottsfri strömförsörjning eller UPS. Detta ger tillräckligt med ström för att fortsätta köra enheterna tills lokala generatorer sätter igång, i händelse av ett strömavbrott.

Liksom alla datorenheter kräver datacenter kylning. VVS-system används ofta tillsammans med avfuktare för att säkerställa att sval luft tillhandahålls, varm luft sugs ut och luften inte blir för fuktig.

Med så mycket el och värme finns det alltid risk för brand. Brandsläckningssystem är universella, men de kan inte lita på sprinklersystem eftersom detta skulle orsaka lika mycket skada på den känsliga hårdvaran som en brand skulle göra.

Mer subtila krav och optimeringar

Även om brandsläckningssystem är universella i datacenter, kan de inte vara vattenbaserade eftersom det skulle skada känslig elektronik. Istället används vanligtvis inerta gaser. Det primära valet brukade vara Halon tills det visade sig vara dåligt för ozonskiktet. Moderna system använder vanligtvis kväve. Konceptet är helt enkelt att översvämma hela datacentret med kväve, trycka på det syre som behövs för att elden ska brinna ut genom övertrycksventiler.

Även om detta är mycket effektivt för att släcka bränder, är det också dödligt. I en kväverik-syrefattig atmosfär kan du svimma av kvävning på några sekunder. Kväve är färglöst, luktfritt och smaklöst, så det finns ingen varning för fara. Som sådant avger brandsläckningssystem ett förlarm som varnar alla inuti att lämna omedelbart eller ta sig till ett säkert område utrustat med syrgastankar och andningsmasker. Efter en kort period för människor att komma i säkerhet dumpas gasen snabbt i datacentret, vilket släcker branden.

Datacenter har ofta förhöjda golv. Detta ger många fördelar. Den centrala fördelen är att vid en översvämning finns det mer utrymme för stigande vatten innan några faktiska vattenskador uppstår. Upphöjda golv gör också att kablar kan dras under golvet. Många väljer dock att dra överliggande kablar för att underlätta åtkomsten. Detta ger också en bekväm metod för att ge sval luft i kombination med porösa golvplattor.

Datacenter tillåter korta kablar och drar ofta längre kablar ovanför.

Genom att placera gångar i serverrack i alternerande riktningar är det möjligt att skapa kalla och varma gångar. Kall luft kan dras från de kalla gångarna och varm luft kan släppas ut och sedan avlägsnas från de varma gångarna. Denna layout hjälper till att optimera tillhandahållandet av VVS-resurser.

Hyperscalers och Colocation

Att implementera all infrastruktur i ett datacenter är dyrt. Detta kan vara särskilt svårt för företag med omfattande data- och bearbetningskrav men för närvarande begränsade medel. Det kan också vara ett problem för företag som inte behöver tillräckligt med yta för att tillåta stordriftsfördelar. För att fylla denna lucka på marknaden sätter många företag upp datacenter med alltför stor kapacitet och hyr sedan ut delar av den kapaciteten för att företag. Datacenter med flera hyresgäster som detta kallas colocation.

Särskilt i samlokaliseringsmiljöer är säkerhet viktigt. Med massor av potentiellt känslig data från flera parter är nätverks- och fysisk säkerhet viktigt. Datacenter är mycket försiktiga med båda och tillhandahåller noggrant separerade nätverk till enskilda klienter så att ingen data kan läcka över nätverket. Fysisk åtkomst är ofta komplicerat att ordna och kräver ofta tillstånd i förväg.

Tillgången till interiöra platser är i allmänhet begränsad med separata låsta rum och till och med låsta burar som innehåller mindre banker av serverrack. "Man-fällor" är en användbar funktion som i huvudsak fungerar som ett luftsluss, vilket gör att åtkomst snabbt kan nekas vid inträdesplatsen med minimal risk för personalen. Åtkomstloggar är också användbara för säkerhetsändamål så att säkerhetspersonal kan vara säker på att byggnaden har evakuerats helt i händelse av till exempel en brand.

Datacenter har ofta många lager av fysisk säkerhet, inklusive burar runt serverrack.

Många av de största datacentren ägs av hyperskalare. Dessa är enorma teknikföretag som Google, Amazon och Microsoft. De köper enorma mängder hårdvara och hyr i vissa fall åtkomst till den. I deras fall är åtkomst vanligtvis virtualiserad snarare än fysisk. Virtualisering kan erbjuda förbättrad effektivitet i användningen av systemresurser och kan möjliggöra enkel skalning vid behov.

Plats och andra faktorer

Platsen för ett datacenter är viktigt. Det är avgörande att vara nära en stor strömkälla, höghastighetsnätverksinfrastrukturnav och fysisk transportinfrastruktur. Andra överväganden inkluderar miljörisker, såsom jordbävningar, vulkaner, översvämningar och orkaner. Klimatet är också en stor faktor. Svalare platser har lägre omgivande lufttemperaturer, vilket kräver mindre kylning innan de tillförs datacentret. Detta bidrar till att minska driftskostnaderna. I vissa tester har små datacenter till och med placerats under vattnet. De har använt de svala vattenströmmarna för att ge ännu effektivare och billigare kylning.

Modularitet är också en kritisk faktor. Med tiden utvecklas datorhårdvaran och nuvarande teknologier blir föråldrade. Föråldrad hårdvara är ofta både mindre presterande och mindre energieffektiv. Detta kräver sedan en regelbunden uppgraderingscykel. Modularitet möjliggör ständiga rullande uppgraderingar och fördelar förskottskostnaderna över flera årliga budgetar. Det tillåter också kontinuerlig drifttid utan avbrott i tjänsten, även vid storskaliga uppgraderingar.

Lagringskapaciteten är också en viktig faktor. Även om stora datacenter kan vara kostnadseffektiva är det generellt sett empiriskt billigare att behöva mindre utrymme. Datacenterägare, särskilt hyperskalare, spenderar ofta förmögenheter på lagringsmedier med extremt hög densitet. Till exempel kan en 1TB företags-SSD kosta samma sak som en 10TB företagshårddisk och erbjuda mycket högre prestanda. Ändå behövs många fler serverrack och diskservrar för att ge samma totala lagringskapacitet.

Detta ökar utrymmet och ofta strömkostnaderna och kräver ytterligare kylning etc. Denna skalekonomi är anledningen till att många enorma lagringsenheter som är superdyra finns tillgängliga. De är inte avsedda för genomsnittskonsumenten. De är avsedda för hyperscalers som kommer att betala nästan vad som helst för förbättrad utrymmeseffektivitet.

Slutsats

Datacenter är serverrummets större kusin. De kombinerar grundläggande datorhårdvara som nätverksutrustning, lagringskapacitet, processorkraft och serverfunktioner på ett och samma ställe. Detta möjliggör stordriftsfördelar och förenklar anslutningen. Det finns många designfaktorer i datacenterdesign. Datacenter måste dock vara enorma för att verkligen kunna dra fördel av stordriftsfördelarna.

I denna skala är de i allmänhet mycket större än de flesta företag behöver, så utrymme kan hyras ut till mindre företag, vilket ger ekonomiska fördelar för båda parter. Datacenter finns ofta i specialbyggda anläggningar. En del återanvänder dock oanvänd kontorsyta, och en del är till och med belägna i gamla nya kärnkraftsbunkrar.