Дата-центр

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 01:02, 19 октября 2018.

Рисунок 1 – Датацентр

Дата-центр (центр обработки информации, ЦОД, Data-center) – специальная площадка, которую используют для физического размещения серверов и используемого коммуникационного оборудования. Основные задачи Дата-центров (Датацентр можно увидеть на рисунке 1):

  • обработка и хранение информации;
  • передача данных.

Среди услуг, которые предоставляются Дата-центрами, наиболее востребованы виртуальный хостинг, аренда серверов, физическое размещение сервера, услуги VPS. Дополнительно, Data-center может предоставлять услуги резервного копирования, удаленного рабочего места и различные облачные решения.

Как правило, ЦОД располагается неподалеку от станций операторов мобильной связи. Общая пропускная способность Дата-центра и качество предоставляемых услуг зависят от его аптайма – времени доступности сервисов, которые находятся в этом дата-центре.[Источник 1]

Принцип организации

Типичный дата-центр состоит из:

  • информационной инфраструктуры, включающей в себя серверное оборудование и обеспечивающей основные функции дата-центра — обработку и хранение информации;
  • телекоммуникационной инфраструктуры, обеспечивающей взаимосвязь элементов дата-центра, а также передачу данных между дата-центром и пользователями;
  • инженерной инфраструктуры, обеспечивающей нормальное функционирование основных систем дата-центра.

Инженерная инфраструктура включает в себя: кондиционирование для поддержания температуры и уровня влажности в заданных параметрах; бесперебойное электроснабжение для автономной работы дата-центра в случаях отключения центральных источников электроэнергии; охранно-пожарную сигнализацию и система газового пожаротушения; системы удаленного IP-контроля, управления питанием и контроля доступа.

Некоторые дата-центры предлагают клиентам дополнительные услуги по использованию оборудования по автоматическому уходу от различных видов атак. Команды квалифицированных специалистов круглосуточно производят мониторинг всех серверов. Необходимо отметить, что услуги дата-центров сильно отличаются в цене и количестве услуг. Для обеспечения сохранности данных используются системы резервного копирования. Для предотвращения кражи данных, в дата-центрах используются различные системы ограничения физического доступа, системы видеонаблюдения. В корпоративных (ведомственных) дата-центрах обычно сосредоточено большинство серверов соответствующей организации. Оборудование крепится в специализированных стойках и шкафах. Как правило, в дата-центр принимают для размещения лишь оборудование в стоечном исполнении, то есть в корпусах стандартных размеров, приспособленных для крепления в стойку. Компьютеры в корпусах настольного исполнения неудобны для дата-центров и размещаются в них редко.[Источник 2]

Аптайм-системы

Доступность (Аптайм-системы) дата-центра классифицируется следующим образом (одна из наиболее популярных систем классификаций):

  • Tier 1: Гарантия 99.671% доступности
  • Tier 2: Гарантия 99.741% доступности
  • Tier 3: Гарантия 99.982% доступности
  • Tier 4: Гарантия 99.995% доступности

В проекте дата-центра должна быть учтена доступность наиболее важных элементов системы, включая названные выше сервера, системы хранения, приложения, системы охлаждения и прочее.

Критерии оценки функциональности дата-центров

Пропускная способность и развитая телекоммуникационная сеть. Вместимость определяет количество и тип оборудования, которое можно разместить в серверной ЦОД. Этот параметр также влияет на управляемость — легкость проведения операционных задач, мониторинга, анализа работы.

Бесперебойность работы и уровень надежности. Технические проблемы не исключены, но они должны решаться без остановки всей системы. Это важнейший показатель.

Под надежностью подразумевается способность систем выполнять свои функции в течение того времени, которое было запланировано. Во внимание принимают среднее время безопасной работы и время восстановления работоспособности.

Дата-центры классифицируются по четырем уровням надежности: TIER I, TIER II, TIER III, TIER IV. Чем выше значение — тем надежнее центр. Уровни III и IV указывают на крайне высокий стандарт надежности оборудования и сетевой инфраструктуры.

Расположение (США, Европа, Россия и др.). Следует учитывать требования законодательства конкретной страны о хранении данных.

Размер: крупные, средние или мелкие дата-центры. Первые размещаются в специально возведенном для этой цели здании, имеют свои дублированные каналы связи, соединяющие дата-центр c центрами обмена трафиком. Вторые чаще всего арендуют площади и каналы определенной ширины. Мелкие же ЦОД размещаются в неприспособленных помещениях, оснащены недорогим оборудованием и могут предоставить минимальный пакет услуг. Профессионализм и опыт технического персонала. Опыт внедрения комплексных IT-решений.[Источник 3]

Принципы построения дата-центров

Вместимость

Объем дата-центра, его вместимость — важный параметр, поскольку от него будет зависеть количество оборудование, которое можно поместить в определенном объеме. Это — важный параметр при планировании достаточно производительных систем охлаждения и энергообеспечения.

Планы развития

Еще один важный фактор, который иногда не учитывают при проектировании дата-центра. К примеру, если компания планирует развиваться, стоит запланировать бОльший объем помещения дата-центра, чем нужен в настоящий момент.

Иначе руководство через время может получить головную боль в виде проблемы невозможности расширения текущих мощностей, несмотря на жизненную необходимость в таком расширении.

Масштабируемость

Этот фактор «завязан» на предыдуших двух. Все системы дата-центра: системы хранения информации, сетевая инфраструктура, энергоснабжение, охлаждение, все должно планироваться, исходя из необходимости масштабируемости.

Масштабируемость разделяют на вертикальную и горизонтальную. Горизонтальная масштабируемость — наращивание мощности системы добавлением узлов в кластер. вертикальная масштабируемость — наращивание вычислительной мощности системы путем заменой всей системы целиком или отдельных модулей системы на более производительные.

КПД

Благодаря появлению все новых «зеленых» технологий, типа энергоэффективного оборудования, КПД дата-центра можно постепенно повышать. Однако, на процессе планирования этот показатель желательно зафиксировать.

Плотность оборудования

Для каждого типа оборудования этот показатель имеет собственную величину. Обычно плотность оборудования остается более-менее неизменной. Этот параметр «завязан» на доступности, КПД и масштабирумости.

Обслуживаемость

Здесь все зависит от начального проекта, насколько все возможные проблемы были учтены. В идеале любая возникающая проблема не должна вызывать проблемы с доступом к оборудованию у ремонтной бригады, например. В хорошем дата-центре практически все возникающие проблемы должны решаться «на ходу», без остановки всей системы.[Источник 4]

Дизайн, аппаратное обеспечение, сервисные системы, вся архитектура дата-центра должны планироваться из расчета на эксплуатационную пригодность, легкость в обслуживании.

Управляемость

И, наконец, еще один важный фактор, который показывает, насколько дата-центром и отдельными системами легко управлять. Этот фактор влияет на легкость проведения операционных задач, мониторнинга и анализа работы.[Источник 5]

Осуществляемые услуги

В качестве основных выделим:

Аренда стоек

Аренда стоек – дает возможность разместить ваши собственные сервера, выгодно арендовав для них целую стойку. Такая услуга подойдет для компаний, политика безопасности которых не позволяет не позволяет размещать оборудование в общей стойке.

Colocation

Colocation (физическое размещение серверов) обеспечивает опции размещения собственного серверного оборудования внутри специально выделенных стоек в ЦОД.

Аренда серверов

Аренда серверов – идеальный вариант если ваша компания не обладает личным оборудованием необходимой конфигурации для стабильной с данными. Первостепенная задача в подобном случае, долговременно арендовать серверные мощности в дата-центре.

VPS

VPS (virtual private server) подходит при объективной необходимости предоставления в аренду для вашего проекта виртуального выделенного сервера.

Виртуальный хостинг

Виртуальный хостинг – незаменимая услуга, предназначенная для размещения и успешного, непрерываемого функционирования web-страниц современной компании. На базе виртуальных платформ к не менее важным возможностям функционала ЦОД необходимо отнести ряд облачных решений, таких как: 1С в облаке, почтовый сервер, резервное копирование данных (бекап) а также облачные АТС.

Актульность

На сегодня в России насчитывается более 170 крупных и средних коммерческих дата-центров. Общая полезная площадь коммерческих дата-центров в 2012 году достигла 62 600 кв. м., за год объём площадей вырос на 18,6%. Сегодня российский рынок дата-центров формируется крупными площадками, большая часть из которых расположена в Москве. По данным iKS-Consulting, российский рынок дата-центров в 2012 году вырос на 22,8% и составил 6,2 млрд рублей. По данным MForum Analytics, рынок дата-центров будет развиваться со скоростью около 30% в год и к 2015-му составит более $900 млн. Объём рынка в 2011-2016 годах вырастет с $310 до $1 127 млн; московский рынок — с $229 до $632 млн; петербургский — с $34 до $173 млн; региональные — с $47 до $323 млн.

Мобильные дата-центры

Сегодня наряду с ЦОД, размещаемыми в собственных или арендованных зданиях, многие предприятия или структуры используют и контейнерные дата-центры или мобильные центры обработки данных.

Как понятно из названия таких дата-центров, они представляют собой мобильные версии ЦОД, причём, контейнерные дата-центры нисколько не уступают своим стационарным собратьям в плане производительности и надёжности работы. Напротив, при всех этих качествах они позволяют в самые короткие сроки организовать полностью функциональную и готовую к работе информационную инфраструктуру.

Появление мобильных дата-центров было вызвано всё более растущими потребностями общества и бизнеса в области наращивания вычислительных мощностей, оперативности их развёртывания и мобильности.

Возможности строительной отрасли не отвечают запросам IT-индустрии в плане наличия достаточного количества недорогих площадей, пригодных для размещения ЦОД, кроме того, строительство и оборудование стационарного дата-центра существенно превышает по цене и затратам времени использование типового контейнерного ЦОД. Кроме того, в ряде случаев просто отсутствует возможность разместить оборудование центра на стационарных площадях.

Современный мобильный ЦОД представляет собой совокупность программных и аппаратных средств для реализации запросов IT-индустрии, его функции – обработка, хранение или перенаправление информации в интересах пользователей сети.

В основе такой структуры – блок-контейнер, оснащённый всем необходимым для размещения вычислительного оборудования и поддержания его бесперебойной работы. Возможны решения на базе одного контейнера или многомодульные, смонтированные в нескольких блок-контейнерах. Так, один из самых больших модульных ЦОД принадлежит Microsoft и расположен в Чикаго. Там установлено больше сотни контейнеров, в которых расположены 224 тысячи серверов.

Применение мобильных ЦОД целесообразно в следующих случаях:

  • Если требуется срочно обеспечить растущие потребности региона или предприятия при отсутствии стационарных площадей для размещения техники.
  • В случае если офис компании часто перемещается с места на место.
  • Необходимо срочно ввести в действие резервный ЦОД.
  • Если отсутствуют возможности для оборудования традиционного дата-центра.

В целом, сегодня можно уверенно говорить о том, что концепция мобильных или контейнерных дата-центров вполне себя оправдала и широко применяется на практике. Такое решение даёт возможность предприятию с минимальными затратами увеличить свои вычислительные мощности – не требуется строительства или аренды отдельного помещения, достаточно смонтировать оборудование в блок-контейнере, установить его в нужном месте и подсоединить к необходимым коммуникациям.

Оснащение и требования к МЦОД

Что касается устройства мобильных ЦОД, то специфика их использования накладывает в этом плане некоторые дополнительные требования. Так, конструкция мобильного контейнера под оборудование кроме защиты оборудования от внешних воздействий и несанкционированного доступа должна обеспечивать возможность его перевозки при помощи автомобильного или железнодорожного транспорта.

Корпус мобильного дата-центра должен иметь достаточную прочность, чтобы не деформироваться и не развалиться во время погрузо-разгрузочных работ или при перевозке. Также в нём должны быть предусмотрены все необходимые конструктивные элементы, позволяющие как транспортировку МЦОД, так и его эксплуатацию. Ещё одной особенностью передвижных дата-центров является присущая им компактность, причём, это касается не только самого сетевого оборудования, установленного в блок-контейнере, но и сопутствующих систем, обеспечивающих работоспособность дата-центра.

Кроме перечисленных особенностей МЦОД могут отличаться температурными режимами их эксплуатации, наличием или отсутствием колёсной базы, коэффициентом энергоэффективности и т.д. Так, наша компания, предлагает купить блок-контейнеры собственного производства, предназначенные для использования в самых суровых условиях, большинство наших изделий имеют колёсную основу и отвечают самым строгим требованиям надёжности.

Несмотря на то, что многие проекты МЦОД можно назвать уникальными (так как они проектируются с учётом потребностей конкретных заказчиков), каждый мобильный дата-центр имеет в своём составе обязательные элементы, которые мы рассмотрим ниже на примере блок-контейнеров, купить которые вы можете у нас на сайте.

Корпус контейнера

Конструкция производимых нашим предприятием модульных контейнеров для МЦОД включает в себя усиленный каркас, в составе которого – утеплённые кровля и основание, соединённые стальными стойками. Для наружной обшивки мы применяем стальные листы толщиной 2 мм, внутри модуль обшивается профилированными стальными панелями 0,8 мм толщиной. Слой негорючего теплоизолирующего материала, уложенный внутри обшивки, гарантирует эффективную теплоизоляцию модуля. Внутри контейнера предусмотрены стойки и крепления для установки оборудования. Каркас модуля оснащён приспособлениями для строповки и регулируемыми опорами для обеспечения горизонтальной установки контейнера на месте. Внутри контейнер разделён на аппаратный отсек и технологическое помещение.

Внутри контейнера МЦОД предусмотрено создание герметичного контура, который предохраняет его от атмосферных воздействий. Также установлены шкафы для оборудования, кронштейны для монтажа кабелей и распределительных щитков.

Контейнер оснащён двумя дверями – основной и дополнительной.

Такое устройство обеспечивает качества всей конструкции, необходимые для того, чтобы успешно противостоять нагрузкам, возникающим при эксплуатации и транспортировке модульного контейнерного ЦОДа, а также создаёт оптимальные условия для эксплуатации сетевого оборудования.

Электроснабжение

Рисунок 2 – Климат система

Электроснабжение мобильного центра обработки данных осуществляется по схеме, соответствующей требованиям надёжности и бесперебойности питания. Подключение всех устройств обеспечивается системой распределения питания, а надёжное обеспечение работы модуля гарантирует наличие системы бесперебойного питания. Предусмотрен автоматический переход работы устройств от системы бесперебойного питания при возникновении отказов основного электроснабжения. При возобновлении работы центральной электросети модуль вновь переводится на питание от неё.

Освещение и климат-система

Кроме основной системы освещения контейнера мы предусматриваем и аварийную – на случай перебоев. Если основная система гарантирует комфортный уровень освещения, то аварийная система создаёт минимальные условия для продолжения работы дата-центра или возможность штатного её завершения. Климатическая система обеспечивает оптимальный микроклимат внутри блок-контейнера, необходимый для функционирования сетевого оборудования, схему потоков воздуха можно увидеть на рисунке 2. Так, внутри производимых нами блок-контейнеров поддерживается температура воздуха в пределах от плюс 20 до 24 градусов, приток свежего воздуха, рекомендуемый производителями сетевого оборудования уровень влажности и исключено образование конденсата. Возможно автоматическое регулирование климат-системы и её удалённый контроль по каналам передачи данных.[Источник 6]

Модульные ЦОД

Рисунок 3 – Модульный ЦОД компании GreenMDC

Стационарный дата-центр представляет собой помещение, как правило, состоящее из одного или нескольких залов, в которых размещаются стандартные стойки хранения и обработки данных. МЦОДы – это компактные решения, которые по производительности могут не уступать стационарным. Они составляются из стандартных взаимозаменяемых блоков (модулей, см. рисунок 3). В зависимости от требований к производительности количество таких блоков и их емкость могут быть разными, при необходимости увеличить ресурсы ЦОДа достаточно просто добавить необходимое количество модулей.

Для размещения таких центров нет необходимости строить отдельные здания, как для стандартных, и организовывать обеспечивающую инфраструктуру. Модульный дата-центр может быть размещен на небольшой площади, а при необходимости – перемещен куда угодно. Благодаря низкому энергопотреблению, компактности, простоте обслуживания и взаимозаменяемости всех компонентов модульный ЦОД может быть в короткое время развернут в любых условиях – даже там, где нет электричества, при условии подключения электрогенератора (например, дизельного).

Преимущества модульных ЦОД

От традиционных стационарных аналогов модульные решения для обработки данных выгодно отличаются рядом параметров:

  • быстрота производства;
  • возможность развернуть в любом месте в короткий срок;
  • взаимозаменяемость всех компонентов;
  • возможность добавлять по мере необходимости вычислительные мощности без перестройки всего дата-центра;
  • низкие затраты на производство;
  • простота обслуживания;
  • мобильность;
  • более низкое энергопотребление – в среднем на 12-44% по результатам исследований экспертов компании Hewlett Packard и IO Data Centers LLC.

Российские производителя модульных ЦОД

Рисунок 4 – Контейнерный ЦОД

Не только мировые IT-гиганты производят модульные дата-центры см. рисунок 4 – наша страна представлена на этом рынке как сильный игрок, а некоторые продукты, предлагаемые российскими вендорами, не имеют аналогов среди зарубежных производителей. Среди самых известных компаний, производящих модульные решения для хранения и обработки данных, можно назвать компании «Утилекс», GreenMDC и «Техносерв», менее известные – «4х4», Stack.Net. Отечественные компании активно участвуют в партнерских отношениях с коллегами из других стран, заключая соглашения о совместной работе в сфере разработки и реализации модульных инфраструктурных решений для ЦОД. Тем не менее, основной сегмент российского рынка пока удерживают западные компании.[Источник 7]

Контейнерные ЦОД

Контейнерный центр обработки данных (см. рисунок 4)- центр обработки данных, размещённый в специализированном транспортном контейнере с размещённым внутри него комплексом информационной, телекоммуникационной и инженерной инфраструктуры, подключенный к каналам связи и предназначенный для хранения и обработки информации, а также оказания комплекса предоставляемых услуг в установленном сегменте сети. Обычно стойки с оборудованием размещаются в стандартных ISO-контейнерах размером 20 и 40 футов.

Первоначально мобильные контейнерные центры обработки данных использовались американскими военными. Первый коммерческий продукт — Sun Project Blackbox был представлен в 2006 году. В 2009 году компания Google раскрыла информацию о том, что она использует центры обработки данных контейнерного типа с 2005 года.

Контейнерные центры имеют преимущества так как могут перевозиться автомобильным и железнодорожным транспортом. Могут располагаться рядом с уже существующими мощностями, используя общий резервный генератор.


Источники

  1. Data Center // Wikipedia [2001–2018]. Дата изменения: 06.05.2018. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Data_center (Дата обращения: 31.05.2018).
  2. Что такое Дата-центр и зачем он так нужен? // United DC [2001–2018]. Дата изменения: 29.01.2014. URL: https://uniteddc.net.ua/ru/news/i/chto_takoe_datacentr_i_zachem_on_nygen/ (Дата обращения: 31.05.2018).
  3. Как выбрать лучший для вашего бизнеса дата-центр: пошаговая инструкция // Комсомольская правда [2018]. Дата изменения: 16.12.2016. URL: https://www.kp.ru/guide/vybor-data-tsentra.html (Дата обращения: 31.05.2018).
  4. «Дата-центр для начинающих» или критерии оценки проекта эффективного дата-центра // Habr [2006–2018]. Дата изменения: 15.01.2014. URL: https://habr.com/company/kingservers/blog/209170/ (Дата обращения: 31.05.2018).
  5. Как работают дата центры // Как это сделано [2018]. Дата изменения: 01.01.2018. URL: https://kak-eto-sdelano.ru/data-center/ (Дата обращения: 31.05.2018).
  6. УСТРОЙСТВО И ОСНАЩЕНИЕ МОБИЛЬНОГО ДАТА-ЦЕНТРА // Электроспецтехника [2018]. Дата изменения: 05.11.2014. URL: https://www.estech.ru/poleznaya_informatsiya/po-konteineram/ustrojstvo-i-osnashhenie-mobilnogo-data-centra/ (Дата обращения: 31.05.2018).
  7. Модульные ЦОД // sviaz-expo [2018]. Дата изменения: 16.02.2018. URL: https://www.sviaz-expo.ru/ru/articles/2016/modulnye-cod/ (Дата обращения: 22.09.2018).