Definicja: Centrum danych

Centrum danych (lub centrum danych) to obiekt składający się z komputerów połączonych w sieć i pamięci masowej, którego firmy i inne organizacje używają do organizowania, przetwarzania, przechowywania i dystrybucji dużych ilości danych. Zazwyczaj firma w dużym stopniu opiera się na aplikacjach, usługach i danych zawartych w centrum danych, co czyni je centralnym punktem i niezbędnym zasobem w codziennych operacjach.

Jak działają centra danych?

Centra danych to nie pojedyncza rzecz, ale raczej konglomerat elementów. Co najmniej, Centra danych służą jako główne repozytoria wszelkiego rodzaju sprzętu IT, w tym serwery, podsystemy pamięci masowej, przełączniki sieciowe, routery i zapory ogniowe, a także fizyczne okablowanie i stojaki używane do organizowania i łączenia sprzętu IT. Centrum danych musi również zawierać odpowiednią infrastrukturę, taką jak dystrybucja zasilania i dodatkowe podsystemy zasilania. Obejmuje to również przełączanie instalacji elektrycznych, nieprzerwane źródła zasilania, generatory zapasowe, systemy wentylacji i chłodzenia centrów danych, takie jak konfiguracje chłodzenia rzędowego i klimatyzatory do pomieszczeń komputerowych, a także odpowiednie zasilanie dla łączności operatora sieci (telco). Wszystko to wymaga fizycznej instalacji zapewniającej fizyczne bezpieczeństwo i wystarczającej powierzchni, aby pomieścić całą infrastrukturę i sprzęt.

Co to jest konsolidacja centrów danych?

Nie ma potrzeby posiadania jednego centrum danych nowoczesne przedsiębiorstwa mogą korzystać z dwóch lub więcej obiektów centrów danych w wielu lokalizacjach, co zapewnia większą odporność i lepszą wydajność aplikacji, redukując opóźnienia poprzez lokalizowanie obciążeń bliżej użytkowników.

Z drugiej strony firma posiadająca wiele centrów danych może zdecydować się na ich konsolidację, zmniejszając liczbę lokalizacji w celu zminimalizowania kosztów operacji IT. Konsolidacja zwykle ma miejsce podczas fuzji i przejęć, gdy spółka dominująca nie potrzebuje centrów danych będących własnością spółki podporządkowanej.

Co to jest kolokacja centrum danych?

Operatorzy centrów danych mogą także uiszczać opłatę za wynajem powierzchni serwerowej w obiekcie kolokacyjnym. Kolokacja jest atrakcyjną opcją dla organizacji, które chcą uniknąć znacznych nakładów inwestycyjnych związanych z budową i utrzymaniem własnych centrów danych. Obecnie dostawcy kolokacji poszerzają swoją ofertę o usługi zarządzane, takie jak łączność między sieciami, umożliwiając klientom łączenie się z chmurą publiczną.

Ponieważ wielu dostawców oferuje obecnie usługi zarządzane wraz ze swoimi obiektami kolokacyjnymi, definicja usług zarządzanych staje się niejasna, ponieważ wszyscy dostawcy promują ten termin w nieco inny sposób. Ważne rozróżnienie, jakie należy wprowadzić, jest następujące:

• Dzielenie mieszkania — Organizacja płaci dostawcy za przechowywanie materiałów w obiekcie. Klient płaci jedynie za powierzchnię.
• Usługi zarządzane — organizacja płaci dostawcy za aktywną konserwację lub monitorowanie sprzętu w jakiś sposób, czy to poprzez raportowanie wydajności, łączność, pomoc techniczną czy odzyskiwanie po awarii.

Centrum danych innej firmy

Centra danych nie są definiowane na podstawie ich fizycznego rozmiaru ani stylu. Małe firmy mogą z powodzeniem działać z wieloma serwerami i sieciowymi macierzami pamięci masowej w szafie lub małym pomieszczeniu, podczas gdy duże firmy informatyczne, takie jak Facebook, Amazon czy Google, mogą wypełnić ogromną przestrzeń magazynową sprzętem i infrastrukturą centrum danych. W innych sprawach, centra danych można przekształcić w obiekty mobilne, takie jak kontenery transportowe, zwane także „centrami danych w pudełku”, które można przenosić i wdrażać w razie potrzeby.

Jednakże centra danych można zdefiniować na podstawie różnych poziomów niezawodności i odporności, czasami nazywanych „poziomami centrów danych”. W 2005 roku Amerykański Narodowy Instytut Normalizacji (ANSI) i Stowarzyszenie Przemysłu Telekomunikacyjnego (TIA) opublikowały ANSI/TIA-942, „Standard infrastruktury telekomunikacyjnej dla centrów danych”, który definiuje cztery poziomy wytycznych dotyczących projektowania i wdrażania centrów danych. Każdy kolejny poziom ma zapewnić większą odporność, bezpieczeństwo i niezawodność niż poprzedni poziom. Na przykład centrum danych poziomu 1 to niewiele więcej niż serwerownia, podczas gdy centrum danych poziomu 4 oferuje nadmiarowe podsystemy i wysoki poziom bezpieczeństwa.

Projekt i architektura Data Center

Chociaż można sobie wyobrazić, że prawie każda odpowiednia przestrzeń może służyć jako „centrum danych”, przemyślany projekt i wdrożenie centrum danych wymaga dokładnego rozważenia. Oprócz podstawowych kwestii kosztów i podatków, lokalizacje wybiera się na podstawie wielu kryteriów, takich jak położenie geograficzne, stabilność sejsmiczna i pogoda, dostęp do dróg i lotnisk, dostępność energii i telekomunikacji, a nawet aktualne otoczenie polityczne.

Gdy witryna jest już zabezpieczona, Architekturę centrum danych można zaprojektować z uwzględnieniem infrastruktury mechanicznej i elektrycznej, a także skład i rozmieszczenie sprzętu informatycznego. Wszystkie te pytania wynikają z celów dotyczących dostępności i wydajności żądanej warstwy centrum danych.

Zużycie energii i efektywność energetyczna

Projekt centrum danych uwzględnia również znaczenie efektywności energetycznej. Proste centrum danych może wymagać jedynie kilku kilowatów mocy, ale może tego wymagać instalacja centrum danych na skalę korporacyjną kilkadziesiąt megawatów lub więcej. Dziś coraz większą popularnością cieszy się zielone centrum danych, które ma minimalizować wpływ na środowisko poprzez zastosowanie niskoemisyjnych materiałów budowlanych, katalizatorów i technologii alternatywnych źródeł energii.

Centra danych również mogą zmaksymalizować ich efektywność poprzez ich fizyczny układ przy użyciu metody znanej jako układ gorącego przejścia/zimnego przejścia. Szafy serwerowe ułożone są w naprzemiennych rzędach, z wlotami zimnego powietrza w jednym kierunku i wylotami gorącego powietrza w drugim. Rezultatem są naprzemienne przejścia gorące i zimne, przy czym wyjścia tworzą gorący korytarz, a wejścia tworzą zimny korytarz. Wyjścia kierowane są do urządzeń klimatyzacyjnych. Sprzęt jest często umieszczany pomiędzy szafami serwerowymi w rzędzie lub przejściu i rozprowadza zimne powietrze do zimnego przejścia. Taka konfiguracja urządzeń klimatyzacyjnych nazywana jest chłodzeniem rzędowym.

Organizacje często mierzą efektywność energetyczną centrów danych za pomocą wskaźnika zwanego efektywnością wykorzystania mocy (EUE), który reprezentuje stosunek całkowitej mocy wprowadzanej do centrum danych do mocy zużywanej przez sprzęt komputerowy. Jednakże, rozwój wirtualizacji umożliwił znacznie bardziej produktywne wykorzystanie sprzętu IT, co skutkuje znacznie wyższą wydajnością, niższym zużyciem energii i obniżonymi kosztami energii. Wskaźniki takie jak PUE nie są już niezbędne do osiągnięcia celów w zakresie efektywności energetycznej, ale organizacje nadal mogą mierzyć PUE i korzystać z kompleksowych analiz dotyczących zasilania i chłodzenia, aby lepiej zrozumieć efektywność energetyczną i nią zarządzać.

Bezpieczeństwo i ochrona centrum danych

Projekt centrum danych powinien również uwzględniać dobre praktyki w zakresie bezpieczeństwa i ochrony. Na przykład, bezpieczeństwo często znajduje odzwierciedlenie w rozmieszczeniu drzwi i korytarzy wejściowych, który musi umożliwiać przenoszenie nieporęcznego i nieporęcznego sprzętu informatycznego, a także dostęp pracowników do infrastruktury i jej naprawę.

Gaszenie pożarów to kolejny kluczowy obszar bezpieczeństwa, a szerokie zastosowanie wrażliwego, wysokoenergetycznego sprzętu elektrycznego i elektronicznego uniemożliwia instalację zwykłych tryskaczy. Zamiast tego w centrach danych często stosuje się przyjazne dla środowiska systemy tłumienia chemicznego, które skutecznie pozbawiają ogień tlenu, jednocześnie łagodząc dodatkowe uszkodzenia sprzętu. Ponieważ centrum danych jest również krytycznym aktywem biznesowym, kompleksowe środki bezpieczeństwa, takie jak dostęp do identyfikatorów i nadzór wideo, pomagają wykrywać i zapobiegać defraudacji pracowników, kontrahentów i intruzów.

Zarządzanie i monitorowanie infrastruktury Data Center

Nowoczesne centra danych sprawiają, że intensywne korzystanie z oprogramowania monitorującego i zarządzającego. To oprogramowanie, które obejmuje narzędzia do zarządzania infrastrukturą centrum danych, umożliwia zdalnym administratorom IT monitorowanie obiektów i sprzętu, mierzenie wydajności, wykrywać awarie i wdrażać szeroką gamę działań naprawczych bez konieczności fizycznego wchodzenia do pomieszczenia centrum danych.

Rozwój wirtualizacji dodał kolejny ważny wymiar do zarządzania infrastrukturą centrum danych. Wirtualizacja obecnie wyodrębnia serwery, sieci i pamięć masową, umożliwiając organizowanie każdego zasobu obliczeniowego w pule bez względu na jego fizyczną lokalizację. Administratorzy mogą następnie udostępniać obciążenia, instancje pamięci masowej, a nawet konfigurację sieci z tych wspólnych pul zasobów. Gdy administratorzy nie będą już potrzebować tych zasobów, mogą je zwrócić do puli w celu ponownego wykorzystania. Wszystko, co osiąga wirtualizacja sieci, pamięci masowej i serwerów, można wdrożyć za pomocą oprogramowania, co nadaje znaczenie terminowi „centrum danych definiowane programowo”.

Centrum danych vs. Chmura

Centra danych coraz częściej wdrażają oprogramowanie dla centrów danych. prywatna chmura, które opierają się na wirtualizacja dodanie poziomu automatyzacji, samoobsługi użytkowników i rozliczeń/obciążeń zwrotnych do administrowania centrum danych. Celem jest umożliwienie indywidualnym użytkownikom udostępniania obciążeń i innych zasobów obliczeniowych na żądanie, bez interwencji administracji IT.

Centra danych coraz częściej mają taką możliwość interfejs z dostawcami chmury publicznej. Platformy takie jak Microsoft Azure podkreślająhybrydowe wykorzystanie lokalnych centrów danych z platformą Azure lub innymi zasobami chmury publicznej. Rezultatem nie jest eliminacja centrów danych, ale raczej utworzenie dynamicznego środowiska, które umożliwia organizacjom uruchamianie obciążeń lokalnie lub w chmurze lub przenoszenie tych instancji do lub z chmury według własnego uznania.

Historia

Początki pierwszych centrów danych sięgają lat czterdziestych XX wieku i istnienia pierwszych systemów komputerowych takich jak ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Te wczesne maszyny były skomplikowane w utrzymaniu i obsłudze oraz miały wiele kabli łączących wszystkie niezbędne komponenty. Korzystało z nich także wojsko – co oznaczało, że specjalistyczne pomieszczenia komputerowe ze stojakami, korytkami kablowymi, mechanizmami chłodzącymi i ograniczeniami dostępu wymagały pomieszczenia całego sprzętu i wdrożenia środków bezpieczeństwa.

Jednak dopiero w latach 90. XX wieku, kiedy operacje komputerowe stały się bardziej złożone i dostępny stał się niedrogi sprzęt sieciowy, po raz pierwszy pojawił się termin „centrum danych”. Stało się możliwe przechowywanie wszystkich niezbędnych serwerów w firmie w jednym pomieszczeniu. Te wyspecjalizowane pomieszczenia komputerowe nazywane są w firmach „centrami danych”, a termin ten zyskał na popularności.

W epoce bańki internetowej pod koniec lat 90. zapotrzebowanie przedsiębiorstw na szybkość Internetu i stałą obecność w Internecie wymagało większych obiektów, aby pomieścić niezbędną ilość sprzętu sieciowego. Mniej więcej w tym czasie centra danych stały się popularne i zaczęły przypominać te opisane powyżej.

W historii informatyki, w miarę jak komputery stawały się coraz mniejsze, a sieci większe, centra danych ewoluowały i przekształcały się, aby dostosować się do niezbędnej wówczas technologii.