Центр обработки данных

Центр обработки данных — это объект, состоящий из объединенных в сеть компьютеров, систем хранения данных и вычислительной инфраструктуры, которые используются организациями для сбора, обработки, хранения и распространения больших объемов данных. Бизнес, как правило, в значительной степени зависит от приложений, сервисов и данных, содержащихся в центре обработки данных, что делает его критически важным активом для повседневной деятельности. Основными компонентами центра обработки данных обычно являются маршрутизаторы, брандмауэры, коммутаторы, системы хранения данных и контроллеры доставки приложений.

Что такое современный центр обработки данных?

В прошлом центры обработки данных представляли собой строго контролируемые физические среды. Однако современные инфраструктуры перешли от физических серверов к виртуализированным средам, что облегчает развертывание приложений и рабочих нагрузок в различных мультиоблачных средах.

Современные центры обработки данных могут поддерживать различные рабочие нагрузки, от традиционных корпоративных приложений до современных облачных сервисов. Эти корпоративные центры обработки данных все чаще включают в себя средства обеспечения безопасности и защиты облачных вычислений и внутренних ресурсов на местах. Они предназначены для удовлетворения растущих потребностей предприятий в вычислительных ресурсах, а также для оптимизации энергоэффективности и снижения эксплуатационных расходов.

По мере того как предприятия переходят на облачные вычисления и мультиоблачные среды, обычные центры обработки данных эволюционируют, размывая границы между центрами обработки данных облачных провайдеров и предприятий.

Как работают центры обработки данных?

Центр обработки данных, который позволяет организации собрать свои ресурсы и инфраструктуру для обработки, хранения и передачи данных, включает в себя следующее:

• Системы для хранения, обмена, доступа и обработки данных в организации.
• Физическая инфраструктура для поддержки обработки и передачи данных.
• Коммунальные услуги, такие как охлаждение, электричество, доступ к безопасности сети и источники бесперебойного питания (ИБП).
• Механизмы физической безопасности, такие как мониторинг всего здания, персонал службы безопасности, металлодетекторы и биометрические системы.

Объединение всех этих ресурсов в центре обработки данных позволяет организации сделать следующее:

• Защитить собственные системы и данные.
• Централизовать сотрудников, подрядчиков и поставщиков, работающих в сфере ИТ и обработки данных.
• Применять средства контроля информационной безопасности к собственным системам и данным.
• Реализовать эффект масштаба за счет консолидации важных систем в одном месте.

Почему важны центры обработки данных?

Центры обработки данных поддерживают почти все вычисления, хранение данных, сетевые и бизнес-приложения предприятия. В той мере, в какой бизнес современного предприятия осуществляется на компьютерах, центр обработки данных является его бизнесом.

Центры обработки данных крайне важны по следующим причинам:

1. Обработка информации и хранение данных. Центры обработки данных — это, по сути, огромные компьютеры, которые хранят и обрабатывают огромные объемы информации, что делает их незаменимыми для технологических компаний и предприятий, которые полагаются на цифровые данные.
2. Поддержка ИТ-операций. Центры обработки данных обеспечивают поддержку ИТ-операций и критически важных приложений, предоставляя инфраструктуру для вычислений, хранения данных и сетевых нужд. Они могут принадлежать организациям, управляться сторонними или публичными облачными провайдерами или арендоваться в центрах размещения.
3. Поддержка облачных технологий. С ростом зависимости от облачных технологий стали популярны облачные центры обработки данных. Технологические компании, занимающиеся облачными вычислениями, обычно управляют облачными центрами обработки данных, что еще больше подчеркивает значение центров обработки данных в современных технологиях.
4. Близость и возможность подключения. Центры обработки данных идеально располагаются в местах, минимально подверженных стихийным бедствиям, а также вблизи стабильных и надежных источников электроэнергии, чтобы обеспечить лучшее интернет-соединение. Чем ближе центр обработки данных к предприятию, тем выше общая скорость интернета.
5. Управление данными и безопасность. В центрах обработки данных хранятся важнейшие данные организации, данные пользователей и важные приложения, поэтому их безопасность и надежность очень важны для бизнеса. Они также обеспечивают масштабируемость, безопасность, эффективность и современные технологии для удовлетворения растущих потребностей бизнеса.
6. Гибкость и отказоустойчивость бизнеса. По мере того как бизнес становится все более цифровым, данные становятся самым важным активом в цифровой экономике. Центры обработки данных необходимы для управления данными, обеспечения соответствия требованиям и безопасности, а все это имеет решающее значение для адаптивности и устойчивости организации.

Каковы основные компоненты центров обработки данных?

Элементы центра обработки данных обычно делятся на следующие основные категории:

• Помещение. Сюда входит физическое местоположение с системой контроля доступа и площадью, достаточной для размещения инфраструктуры и оборудования центра обработки данных.
• Сетевое оборудование. Это оборудование поддерживает хранение и обработку приложений и данных, выполняя такие задачи, как коммутация, маршрутизация, балансировка нагрузки и аналитика.
• Корпоративное хранилище данных. В современном центре обработки данных системы данных организации размещаются в хорошо защищенной физической инфраструктуре и инфраструктуре хранения данных, включающей серверы, подсистемы хранения данных, сетевые коммутаторы, маршрутизаторы, брандмауэры, кабельные сети и физические стойки.
• Вспомогательная инфраструктура. Это оборудование обеспечивает максимальную устойчивость, связанную с временем безотказной работы. Компоненты инфраструктуры поддержки включают следующее:
  • Подсистемы распределения и дополнительного питания.
  • Электрическая коммутация.
  • ИБП.
  • Резервные генераторы.
  • Вентиляция и системы охлаждения центра обработки данных, например, конфигурации охлаждения в рядах и кондиционеры в компьютерных залах.
  • Адекватное обеспечение подключения сетевых операторов.
  • Оперативный персонал. Эти сотрудники должны круглосуточно обслуживать и контролировать ИТ-оборудование и инфраструктуру.

Какие бывают типы центров обработки данных?

В зависимости от формы собственности и конкретных требований предприятия размер, форма, расположение и вместимость центра обработки данных могут варьироваться.

К распространенным типам центров обработки данных относятся следующие:

• Корпоративные центры обработки данных. Эти собственные центры обработки данных строятся и принадлежат организациям для их внутренних конечных пользователей. Они поддерживают ИТ-операции и критически важные приложения одной организации и могут располагаться как на территории предприятия, так и за его пределами.
• Центры обработки данных с управляемыми услугами. Эти центры обработки данных, управляемые третьими сторонами, предоставляют все аспекты хранения данных и вычислительные услуги. Компании арендуют, а не покупают инфраструктуру и услуги.
• Облачные центры обработки данных. Эти распределенные за пределами площадки центры обработки данных управляются сторонними или публичными облачными провайдерами, такими как Amazon Web Services, Google или Microsoft. Основанная на модели «инфраструктура как услуга», арендованная инфраструктура позволяет клиентам создать виртуальный центр обработки данных в течение нескольких минут.
• Центры обработки данных Колокейшн. Арендуемые помещения в центрах размещения принадлежат третьим лицам. Арендующая организация предоставляет оборудование, а центр обработки данных обеспечивает и управляет инфраструктурой, включая физическое пространство, пропускную способность, системы охлаждения и безопасности. Colocation привлекателен для организаций, которые хотят избежать больших капитальных затрат, связанных со строительством и обслуживанием собственных центров обработки данных.
• Пограничные центры обработки данных. Это небольшие объекты, которые решают проблему задержек за счет географической близости к границе сети и источникам данных. Пограничные центры обработки данных также повышают производительность приложений и качество обслуживания клиентов, особенно при выполнении задач, требующих больших объемов данных в режиме реального времени, таких как аналитика больших данных, искусственный интеллект и доставка контента.
• Гипермасштабные центры обработки данных. Эти гипермасштабные вычислительные инфраструктуры, синонимом которых являются такие крупные провайдеры, как Amazon, Meta и Google, позволяют добиться максимальной плотности аппаратного обеспечения при минимальных затратах на охлаждение и административные накладные расходы.
• Микроцентры обработки данных. Микроцентры обработки данных — это компактные центры обработки данных, которые ассоциируются с пограничными вычислениями. Будучи меньше традиционных центров обработки данных, микроцентры обеспечивают сопоставимые функциональные возможности. Они упрощают настройку пограничных вычислений за счет быстрого развертывания, требуют меньше места и энергии. В стандартном контейнере или шкафчике микро-ЦОД обычно размещается менее 10 серверов и 100 виртуальных машин

Каковы стандарты центра обработки данных?

Малые предприятия могут успешно работать с несколькими серверами и массивами хранения данных, объединенными в сеть в шкафу или небольшой комнате, в то время как крупные вычислительные организации могут заполнить огромные складские помещения оборудованием и инфраструктурой центра обработки данных. В других случаях центры обработки данных могут быть собраны в мобильные установки, такие как транспортные контейнеры, также известные как центры обработки данных в коробке, которые можно перемещать и разворачивать по мере необходимости.

При этом центры обработки данных могут иметь различные уровни надежности или отказоустойчивости, которые иногда называют уровнями центров обработки данных. В 2005 году Американский институт национальных стандартов и Ассоциация телекоммуникационной промышленности опубликовали стандарт ANSI/TIA-942 «Стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для центров обработки данных», который определяет четыре уровня проектирования и реализации центров обработки данных.

Уровни могут различаться по доступным ресурсам, мощности центров обработки данных или гарантиям бесперебойной работы. Uptime Institute определяет уровни центров обработки данных следующим образом:

Tier I. Это самые базовые типы центров обработки данных, которые оснащаются ИБП. ЦОДы уровня I не предусматривают резервных систем, но должны гарантировать время безотказной работы не менее 99,671 %.
Tier II. Эти центры обработки данных включают резервирование систем, электропитания и охлаждения и гарантируют время безотказной работы не менее 99,741 %. В центре обработки данных уровня II можно ожидать простоя в течение 22 часов в год.
Tier III. Эти центры обработки данных обеспечивают частичную отказоустойчивость, защиту от перебоев в течение 72 часов, полное резервирование и гарантию безотказной работы на уровне 99,982 %.
Tier IV. Эти центры обработки данных гарантируют 99,995 % времени безотказной работы — или не более 26,3 минуты простоя в год, — а также полную отказоустойчивость, резервирование системы и 96 часов защиты от сбоев.
Помимо основных вопросов стоимости и размера объекта, площадки выбираются с учетом множества критериев, таких как географическое положение, сейсмическая и метеорологическая устойчивость, доступность дорог и аэропортов, наличие энергоснабжения и телекоммуникаций и даже преобладающая политическая обстановка.

После того как площадка выбрана, можно приступать к проектированию архитектуры центра обработки данных, уделяя внимание механической и электрической инфраструктуре, а также составу и расположению ИТ-оборудования. Все эти вопросы определяются целями доступности и эффективности желаемого уровня центра обработки данных.

Как осуществляется управление центрами обработки данных?

Управление центрами обработки данных включает в себя следующее:

• Управление объектами. Управление физическим объектом центра обработки данных может включать в себя обязанности, связанные с недвижимостью объекта, коммунальными услугами, контролем доступа и персоналом.
• Инвентаризация или управление активами центра обработки данных. Средства центра обработки данных включают аппаратные активы, а также управление лицензированием и выпуском программного обеспечения.
• Управление инфраструктурой центра обработки данных. DCIM находится на стыке ИТ и управления объектами и обычно осуществляется путем мониторинга работы центра обработки данных с целью оптимизации использования энергии, оборудования и площадей.
• Техническая поддержка. Центр обработки данных предоставляет технические услуги организации, и поэтому он также должен обеспечивать техническую поддержку конечных пользователей предприятия.
• Операции. Управление центром обработки данных включает в себя ежедневные процессы и услуги, предоставляемые центром обработки данных.
• Управление и мониторинг инфраструктуры. В современных центрах обработки данных используются средства мониторинга, которые позволяют удаленным администраторам ИТ-центра обработки данных контролировать состояние объекта и оборудования, измерять производительность, выявлять сбои и выполнять корректирующие действия, не входя в помещение центра обработки данных.
• Энергопотребление и эффективность. Простой центр обработки данных может нуждаться в меньшем количестве энергии, но корпоративные центры обработки данных могут требовать более 100 мегаватт. Сегодня все большую популярность набирает «зеленый» центр обработки данных, рассчитанный на минимальное воздействие на окружающую среду за счет использования строительных материалов с низким уровнем выбросов, каталитических преобразователей и технологий альтернативной энергетики.
• Безопасность и надежность центра обработки данных. При проектировании центров обработки данных также необходимо применять надежные методы обеспечения безопасности, включая расположение дверных проемов и коридоров для перемещения крупного ИТ-оборудования и доступа сотрудников. Пожаротушение — еще одна ключевая область безопасности, а широкое использование высокоэнергетического электрического и электронного оборудования исключает использование обычных спринклеров.

Что такое консолидация центров обработки данных?

Консолидация центров обработки данных — это процесс сокращения или объединения множества серверов, систем хранения данных, сетевых систем или даже мест расположения в более эффективный набор систем. Консолидация обычно происходит во время слияний и поглощений, когда основной бизнес не нуждается в центрах обработки данных, принадлежащих подчиненному бизнесу.

Консолидация центров обработки данных имеет множество преимуществ, в том числе следующие:

• Снижение задержек. Современные предприятия могут использовать два или более центров обработки данных, расположенных в нескольких местах, для повышения отказоустойчивости и производительности приложений, что снижает задержки за счет размещения рабочих нагрузок ближе к пользователям.
• Снижение затрат. Компания, имеющая несколько центров обработки данных, может принять решение о консолидации центров обработки данных, сократив их количество, чтобы минимизировать затраты на ИТ-операции. Сокращение эксплуатационных расходов на несколько центров обработки данных и расходов на электроэнергию позволяет предприятиям значительно снизить затраты.
• Повышение эффективности. Консолидация центров обработки данных позволяет оптимизировать операции, упростить инфраструктуру и облегчить ИТ-персоналу контроль, оптимизацию и управление инфраструктурой организации.
• Оптимизация управления ИТ и соблюдения нормативных требований. Консолидация центров обработки данных облегчает соблюдение нормативных требований. С меньшим количеством центров обработки данных организациям легче соблюдать нормативные требования, стандарты защиты данных и лучшие отраслевые практики, что снижает риски соблюдения нормативных требований и потенциальные штрафы.
• Улучшение непрерывности бизнеса и аварийного восстановления (BCDR). Централизация данных и инфраструктуры резервного копирования расширяет возможности BCDR. Организации могут применять более тщательные стратегии резервного копирования и репликации, обеспечивать доступность данных в географически распределенных точках, а также сокращать время восстановления и количество точек восстановления.
• Экологические преимущества. Благодаря меньшему количеству используемых центров обработки данных консолидация центров обработки данных снижает потребление энергии и уменьшает углеродный след. Также оптимизируется эффективность работы серверов за счет виртуализации, минимизируется количество электронных отходов и продлевается срок службы оборудования. Это играет важную роль в стратегиях устойчивого развития предприятий, согласуясь с глобальными усилиями по борьбе с изменением климата.
• Повышенная безопасность. Консолидация уменьшает площадь атаки и позволяет более эффективно использовать меры безопасности, что укрепляет общую безопасность организации.

Центр обработки данных / облако / серверная ферма: В чем разница?

То, как и где хранятся данные, играет решающую роль в общем успехе организации. Со временем компании перешли от простых серверных ферм на местах и крупных корпоративных центров обработки данных к облачным инфраструктурам.

Основные различия между корпоративными центрами обработки данных, поставщиками облачных услуг и серверными фермами заключаются в следующем:

• Корпоративные центры обработки данных предназначены для критически важных предприятий и построены с учетом требований доступности и масштабируемости. В них есть все необходимое для обеспечения бесперебойной работы бизнеса, включая физическое компьютерное оборудование и устройства хранения данных, а также средства DR и резервного копирования.
• Поставщики облачных услуг позволяют пользователям приобретать доступ к ресурсам поставщика облачных услуг без необходимости строить или покупать собственную инфраструктуру. Клиенты могут управлять своими виртуализированными или невиртуализированными ресурсами, не имея физического доступа к объекту поставщика облачных услуг.
• Основное отличие облачного центра обработки данных от обычного корпоративного центра обработки данных заключается в масштабе. Поскольку облачные центры обработки данных обслуживают множество различных организаций, они могут быть огромными.
• Серверные фермы — это «пустые» центры обработки данных. Множество взаимосвязанных серверов размещаются в одном помещении, чтобы обеспечить централизованное управление и легкий доступ. Даже несмотря на растущую популярность облачных вычислений, многие компании по-прежнему предпочитают серверные фермы, поскольку они обеспечивают экономию средств, безопасность и оптимизацию производительности. Более того, провайдеры облачных вычислений также используют серверные фермы в своих центрах обработки данных.

Еще больше размывает границы между этими платформами рост гибридного облака. Поскольку предприятия все больше полагаются на провайдеров публичных облаков, им приходится обеспечивать связь между собственными центрами обработки данных и поставщиками облачных услуг.

Эволюция центров обработки данных

За годы своего существования центры обработки данных претерпели значительную эволюцию, адаптируясь к технологическому прогрессу и меняющимся потребностям бизнеса:

• 1940-е. Истоки первых центров обработки данных можно проследить на примере ранних компьютерных систем, таких как электронно-числовой интегратор и компьютер (ENIAC). Эти машины, которые использовались военными, были сложны в обслуживании и эксплуатации. Для размещения всего оборудования и обеспечения надлежащих мер безопасности требовались специализированные компьютерные залы со стойками, кабельными лотками, механизмами охлаждения и ограничениями доступа.
• 1960-е. Создание компанией IBM компьютера-мейнфрейма привело к появлению специальных помещений для мейнфреймов в крупных компаниях и государственных учреждениях, некоторым из которых потребовались собственные отдельно стоящие здания, что ознаменовало появление первых центров обработки данных.
• 1990-е. Термин «центр обработки данных» впервые вошел в обиход, когда ИТ-операции начали расширяться и появилось недорогое сетевое оборудование. Стало возможным хранить все необходимые серверы компании в одном помещении внутри компании. В организациях эти специализированные компьютерные комнаты стали называть центрами обработки данных, и термин прижился. В конце 1990-х годов, во времена «пузыря доткомов», потребность компаний в скорости Интернета и постоянном присутствии в сети потребовала больших помещений для размещения большого количества необходимого сетевого оборудования. Именно в этот момент центры обработки данных стали популярными и начали напоминать описанные выше.
• Последние годы. Современные центры обработки данных отражают тенденцию к повышению эффективности, гибкости и интеграции с облачными ресурсами для удовлетворения растущих потребностей в современных вычислениях и хранении данных.