Войти
ARSAT дата-центр (2014) A центр данных (американский американский английский ) или дата-центр (британский английский ) - это здание, выделенное пространство внутри здания или группа зданий, используют для размещения компьютерных систем и связанных компонентов, таких как телекоммуникации и системы хранения.
Времена ИТ-операции имеют решающее Для непрерывность бизнеса, он обычно включает резервные или резервные компоненты и инфраструктуру для источника питания, соединения для передачи, средства контроля окружающей среды (например, кондиционирование воздуха, пожаротушение) и различные средства обеспечения безопасности. устройств. Крупный центр обработки данных - это предприятие промышленного масштаба, использующее столько же электроэнергии, как и небольшой город.
Компьютерный зал управления полетами НАСА c. 1962 Дата-центры уходят корнями в огромные компьютерные залы 1940-х годов, типичным примером которых является ENIAC, один из самых ранних примеров центра обработки данных. Ранние компьютерные системы, сложные в эксплуатации и обслуживании, требовали специальной среды для работы. Были разработаны методы их размещения и организации, такие как стандартные стойки для монтажа оборудования, фальшполы и кабельные лотки <126.>(устанавливается над головой или под эстакадой). Один базовый блок требовал большого количества энергии и его нужно было охлаждать, чтобы избежать перегрева. Безопасность стала использоваться в военных целях в военных целях. Поэтому были разработаны основные принципы проектирования для управления доступом в компьютерный зал.
Во время индустрии индустрии микрокомпьютеров, особенно в 1980-е годы, пользователи начали развертывать компьютеры повсюду, во многих случаях практически не заботясь о рабочих требованиях. Однако по мере того, как с информационными технологиями (ИТ) начали усложняться, осознавать необходимость управления ИТ-ресурсами. Появление Unix в начале 1970-х годов привело к последующему распространению свободно доступным Linux -совместимых операционных систем PC в 1990-х. Они называются «серверы », поскольку разделение времени операционные системы, такие как Unix, в степени полагаются на модель клиент-сервер для облегчения использования уникальных ресурсов между пользователями. Наличие недорогого сетевого оборудования в сочетании с новыми стандартами для сети использовать иерархическую структуру, при которой серверы размещены в определенном помещении внутри компании. Примерно в это время стало популярным использование терминала «центр обработки данных» применительно к специально спроектированным компьютерным залам.
Бум центров обработки данных пришелся на пузырь доткомов 1997–2000 гг. Компаниям требовалось быстрое подключение к Интернету и непрерывная работа для развертывания систем и присутствия в Интернете. Установка такого оборудования оказалась невыгодной для многих небольших компаний. Многие компании начали строительство очень крупных объектов, называемых Интернет-центрами обработки данных (IDC), которые предоставляют расширенные возможности, такие как перекрестное резервное копирование: «Если линия Bell Atlantic прервана, мы можем передать их... минимизировать время простоя ».
Использован термин облачные центры обработки данных (CDC). Строительство и обслуживание центров обработки данных обычно обходятся дорого. Все чаще эти терминов практически исчезло.
Стойки телекоммуникационного оборудования в составе центра обработки данных Модернизация и преобразование центра обработки данных повышают производительность и энергоэффективность.
Информационная безопасность также вызывает озабоченность, и по Эта причина центр обработки данных должен обеспечить безопасную сводку к минимуму нарушения безопасности. Таким образом, центр обработки данных, установленных на нем компьютерной среды.
Отраслевая исследовательская компания International Data Corporation (IDC) оценивает средний возраст центров обработки данных в девять лет. Gartner, другая исследовательская компания, утверждает, что центры обработки данных старше семи лет устаревшими. Рост объема данных (163 зеттабайта к 2025 году) является одним из факторов, обуславлива модернизация центров обработки данных.
Фокус на модернизация не новость: озабоченность по поводу устаревшего оборудования осуждена в 2007 году, а в 2011 году Uptime Institute выразил озабоченность по поводу старого оборудования в нем. К 2018 году беспокойство снова сместилось, этот раз к возрасту персонала: «Персонал центра обработки данных стареет быстрее, чем оборудование».
Стандарт телекоммуникационной инфраструктуры для центров обработки данных Ассоциации индустрии телекоммуникаций определяют минимальные требования к телекоммуникационной инфраструктуре центров обработки данных и компьютерных залов, включая корпоративные центры обработки данных с одним арендатором и центрами обработки данных с многопользовательским размещением в Интернете. Топология, предложенная в этом документе, используется для использования в центрах обработки данных любого размера.
Telcordia GR-3160, NEBS «Требования к оборудованию и пространствам телекоммуникационных центров обработки данных», содержит рекомендации по пространствам центров обработки данных в телекоммуникационных сетях и окружающей среде. требования к оборудованию, предназначенному для установки в этих помещениях. Эти разработаны были разработаны Telcordia совместно с представителем отрасли. Они могут помещаться в помещениях обработки данных, в которых размещается оборудование для обработки или информационные технологии (ИТ). Оборудование может работать для:
Преобразование центра обработки данных предполагает поэтапный подход через интегрированные проекты, выполняемые с течением времени. Это отличается от традиционного метода обновления центра обработки данных, который использует последовательный и разрозненный подход. Типичные проекты в рамках инициативы по преобразованию центра обработки данных включают стандартизацию / консолидацию, виртуализацию, автоматизацию и безопасность.
Термин «Машинное помещение» иногда используется для обозначения большого помещения в центре обработки данных, где находится фактический центральный процессор; это может быть отдельно от места расположения высокостных принтеров. Кондиционирование воздуха является важным в машинном отделении.
Помимо кондиционирования воздуха, должно быть оборудование для мониторинга, одним из видов которого является обнаружение воды до наводнения. Одна компания на протяжении десятилетий думала о воде: Water Alert. По состоянию на 2018 год у компании есть два конкурирующих производителя (Invetex, Hydro-Temp) и три конкурирующих дистрибьютора (Longden, Northeast Flooring, Slayton).
Перфорированная плитка для охлаждающего пола. Руководство по стандартам фальшпола под названием GR-2930 было разработано Telcordia Technologies, дочерней компанией Ericsson.
Хотя первый компьютерный зал фальшпол был построен IBM в 1956 году, и они «существуют с 1960-х годов», именно 1970-е сделали его более распространенным для компьютерных центров. для более эффективной циркуляции холодного воздуха.
Первым назначением фальшпола было обеспечение доступа для проводки.
«Отключение света» центр обработки данных, также известный как затемненный или темный центр данных обработки, представляет собой центр обработки данных, который в идеале почти полностью устранил необходимость прямого доступа персонала, за исключительных обстоятельств. Из-за необходимости в персонале для входа в центр обработки данных он может работать без освещения. Доступно ко всем устройствам и управление ими осуществляется удаленными системами. Помимо экономии энергии, сокращение затрат на персонал и возможности размещения объекта подальше от населенных пунктов, реализация центра обработки данных с отключенным освещением снижает угрозу злонамеренных атак на инфраструктуру.
Две организации в США, публикующие стандарты центров обработки данных: Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA) и Uptime Institute.
Стандарт Ассоциации телекоммуникационной промышленности TIA- 942 для центров данных, опубликовано в 2005 г. С тех пор обновлялся четыре раза, определял четыре уровня инфраструктуры.
Четыре уровня качества Uptime Institute стандарт:
В области дизайна дата-центра есть пчела в различных направлениях, включая новое строительство, большое и малое, а также творческое повторное использование объектов, таких как заброшенные торговые площади, старые соляные шахты и бункеры времен войны.
Местные строительные нормы и правила могут регулировать минимальную высоту потолка и другие параметры. При проектировании центров обработки данных необходимо использовать следующие факторы:
Типичная серверная стойка, обычно встречающаяся в месте 
CRAC Air Handler Существуют различные показатели измерения доступности данных, которые являются результатом доступности центра обработки данных сверх 95% времени безотказной работы, причем верхняя часть шкалы подсчитывает, сколько «девяток» можно поставить после «99%».
Модульность и гибкость - ключевые элементы, позволяющие центру обработки данных расти и меняться с течением времени. Модули центра обработки данных стандартные стандартные спроектированные строительные блоки, которые можно легко конфигурировать и перемещать по мере необходимости.
Модульный центр обработки данных может состоять из оборудования центра обработки данных, существующего в транспортных контейнерах или аналогичных переносных контейнерах. Компоненты центра обработки данных могут быть собраны и стандартизированы, что облегчает перемещение в случае необходимости.
Температура и влажность контролируются с помощью:
Блок батарей в большом центре обработки данных, используемый для обеспечения питания до запуска дизельных генераторов Резервное питание состоит из одного или нескольких источников бесперебойного питания, батарейных блоков и / или дизельных / газотурбинных генераторов.
Для предотвращения единые точки отказа, все элементы электрических систем, включая системы резервного копирования, обычно полностью дублируются, а критически важные серверы подключены к источникам питания как на стороне A, так и на стороне B. Такая компоновка часто используется для достижения избыточности N + 1 в системах. Статические переключатели иногда используются для мгновенного переключения с одного источника питания на другой в случае сбоя питания.
Возможны следующие варианты:
Воздушный поток управление удовлетворяет потребность для повышения эффективности охлаждения компьютера центра обработки данных за счет предотвращения рециркуляции горячего воздуха, выходящего из ИТ-оборудования, и уменьшения обходного воздушного потока. Существует несколько методов разделения потоков горячего и холодного воздуха, таких как локализация горячего / холодного коридора и внутрирядные охлаждающие устройства.
Ограничение холодного коридора осуществляется путем обнажения задней части оборудования стойки, а фасады серверов закрыты дверцами и крышками.
Типичная конфигурация холодного коридора, когда серверные стойки обращены друг к другу, а холодный воздух распределяется через фальшпол..Компьютерные шкафы часто организуются для локализации горячих / холодных коридоров. Воздуховод предотвращает смешивание холодного и отработанного воздуха. Ряды шкафов соединены друг с другом так, чтобы холодный воздух мог достигать воздухозаборников оборудования, а теплый воздух возвращался в чиллеры без перемешивания.
В качестве альтернативы, ряд панелей для пола может создавать эффективные пути холодного воздуха, направленные к вентилируемой плитке фальшпола. Можно ограничить либо холодный коридор, либо горячий коридор.
Другой альтернативой является установка шкафов с вертикальными вытяжными каналами (дымоход) Выходы горячего выхлопа могут направлять воздух в камеру статического давления над подвесным потолком и обратно в охлаждающие устройства или к внешним вентиляционным отверстиям. В этой конфигурации традиционная конфигурация горячего / холодного коридора не является обязательной.
FM200 Резервуары пожаротушения Центры обработки данных оснащены системами противопожарной защиты, включая пассивные и активные элементы, а также реализация программ противопожарной защиты в эксплуатации. Дымовые извещатели обычно устанавливаются для раннего предупреждения о пожаре на его начальной стадии.
Два варианта на водной основе:
Физический доступ обычно ограничен. Многоуровневая безопасность часто начинается с ограждений, боллардов и мантрапов. Видеокамера наблюдения и постоянные охранники почти всегда присутствуют, если в центре обработки данных большой или содержит конфиденциальную информацию. Распознавание отпечатков пальцев мантр становится обычным явлением.
Доступ к журналу требуется некоторыми правилами защиты данных; некоторые организации жестко связывают это с системами контроля доступа. Множественные записи в журнале могут иметь место у главного входа, входов во внутренние помещения и в шкафах с оборудованием. Контроль доступа в шкафах можно интегрировать с интеллектуальными блоками распределения питания, чтобы замки объединялись в сеть через одно и то же устройство.
Google Data Center, Даллес, штат Орегон Использование энергии является центральной проблемой для центров обработки данных. Энергопотребление варьируется от нескольких кВт для стойки серверов в шкафу до нескольких десятков МВт для крупных объектов. Некоторые объекты имеют удельную мощность более чем в 100 раз по сравнению с типичным офисным зданием. Для объектов с более высокой плотностью мощности затраты на электроэнергию являются доминирующими эксплуатационными расходами и составляют более 10% от общей стоимости владения (TCO) центра обработки данных.
Затраты на электроэнергию в 2012 году часто превышали затраты на первоначальные капитальные вложения. Гринпис оценил потребление энергии центрами обработки данных во всем мире в 2012 году примерно в 382 миллиарда кВтч. В 2016 году глобальные центры обработки данных использовали примерно 416 ТВт-ч, что почти на 40% больше, чем во всем Соединенном Королевстве; Потребление постоянного тока в США составило 90 миллиардов кВтч.
В 2007 году на весь сектор информационных и коммуникационных технологий или на сектор ИКТ приходилось примерно 2% глобальные выбросы углерода, при этом на центры обработки данных приходится 14% воздействия ИКТ. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, на серверы и центры обработки данных приходится до 1,5% от общего потребления электроэнергии в США или примерно 0,5% выбросов парниковых газов в США в 2007 году. При обычном сценарии развития событий выбросы парниковых газов из центров обработки данных прогнозируются. к 2020 году более чем вдвое по сравнению с уровнем 2007 года.
Согласно 18-месячному исследованию, проведенному учеными из Института государственной политики Бейкера Университета Райса в Хьюстоне и Института устойчивой и прикладной инфодинамики в Сингапуре, выбросы, связанные с центрами обработки данных к 2020 году увеличится более чем в три раза.
Наиболее часто используемый показатель энергоэффективности для энергоэффективности центра обработки данных - эффективность использования энергии (PUE), рассчитано как отношение общей мощности, поступающей в центр обработки данных, к мощности, потребляемой ИТ-оборудованием.
Измеряет процентное соотношение мощности, потребляемой накладными расходами (охлаждение, освещение и т. д.). PUE среднего центра обработки данных в США составляет 2,0, что означает два ватта общей мощности (накладные расходы + ИТ-оборудование) на каждый ватт, подаваемый на ИТ-оборудование. Современное состояние оценивается примерно в 1,2 балла. Google публикует квартальные данные об эффективности действующих центров обработки данных.
США Агентство по охране окружающей среды имеет рейтинг Energy Star для автономных или крупных центров обработки данных. Чтобы соответствовать требованиям экомаркировки, центр обработки данных должен входить в верхний квартиль по энергоэффективности всех объектов, о которых сообщается. Закон о повышении энергоэффективности от 2015 года (США) требует, чтобы федеральные объекты, включая центры обработки данных, работали более эффективно. Калифорния заголовок 24 (2014) Калифорнийского свода правил требует, чтобы каждый вновь построенный центр обработки данных имел определенную форму сдерживания воздушного потока для оптимизации энергоэффективности.
Европейский Союз также имеет аналогичную инициативу: Кодекс поведения ЕС для центров обработки данных.
Измерение и анализ использования энергии выходит за рамки того, что используется ИТ-оборудованием; вспомогательное оборудование предприятия, такое как чиллеры и вентиляторы, также потребляет энергию.
В 2011 году серверные стойки в центрах обработки данных были рассчитаны на мощность более 25 кВт, и, по оценкам, типичный сервер тратит около 30% потребляемой электроэнергии. Спрос на энергию для систем хранения информации также рос. Согласно оценкам, центр обработки данных с высокой доступностью потреблял 1 мегаватт (МВт) и потреблял 20 000 000 долларов электроэнергии в течение срока службы, при этом охлаждение составляло от 35% до 45% общих затрат центра обработки данных на право собственности. Расчеты показали, что через два года стоимость питания и охлаждения сервера может сравняться со стоимостью покупки серверного оборудования. Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что можно сэкономить значительное количество энергии, оптимизируя частоту обновления ИТ и увеличивая использование серверов.
В 2011 году были созданы Facebook, Rackspace и другие. Open Compute Project (OCP) для разработки и публикации открытых стандартов для более экологичных вычислительных технологий для центров обработки данных. В рамках проекта Facebook опубликовал дизайн своего сервера, который он построил для своего первого выделенного центра обработки данных в Принвилле. Увеличение высоты серверов оставило место для более эффективных радиаторов и позволило использовать вентиляторы, которые перемещали больше воздуха с меньшим энергопотреблением. Из-за отказа от покупки готовых коммерческих серверов потребление энергии из-за ненужных слотов расширения на материнской плате и ненужных компонентов, таких как видеокарта, было снижено. тоже сэкономил. В 2016 году компания Google присоединилась к проекту и опубликовала дизайн своей неглубокой стойки для ЦОД на 48 В постоянного тока. Эта конструкция долгое время использовалась в центрах обработки данных Google. Отказавшись от множества трансформаторов, обычно используемых в центрах обработки данных, Google добился 30% повышения энергоэффективности. В 2017 году продажи оборудования для центров обработки данных, созданного по проектам OCP, превысили 1,2 миллиарда долларов и, как ожидается, достигнут 6 миллиардов долларов к 2021 году.
Центр обработки данных в CERN (2010) Электроэнергия - это самые большие текущие расходы для пользователя центра обработки данных. Охлаждение до 70 ° F (21 ° C) тратит деньги и энергию. Кроме того, оборудование для переохлаждения в среде с высокой относительной влажностью может подвергать оборудование воздействию большого количества влаги, что способствует росту отложений солей на проводящих нитях в схемах.
A Анализ питания и охлаждения, также называемый тепловая оценка, измеряет относительные температуры в определенных областях, а также способность систем охлаждения выдерживать определенные температуры окружающей среды. Анализ мощности и охлаждения может помочь выявить горячие точки, переохлажденные области, которые могут справиться с большей плотностью использования энергии, точку останова загрузки оборудования, эффективность стратегии фальшпола и оптимальное размещение оборудования (например, блоков переменного тока) для балансировать температуру в центре обработки данных. Плотность охлаждения - это мера того, сколько квадратных метров центр может охладить при максимальной мощности. Охлаждение центров обработки данных является вторым по величине потребителем энергии после серверов. Энергия охлаждения варьируется от 10% от общего энергопотребления в наиболее эффективных центрах обработки данных и до 45% в стандартных центрах обработки данных с воздушным охлаждением.
Анализ энергоэффективности измеряет потребление энергии ИТ-оборудованием и оборудованием центра обработки данных. Типичный анализ энергоэффективности измеряет такие факторы, как эффективность использования энергии центром обработки данных (PUE) по сравнению с отраслевыми стандартами, выявляет механические и электрические источники неэффективности и определяет показатели управления воздухом. Однако ограничение большинства текущих показателей и подходов состоит в том, что они не включают ИТ в анализ. Тематические исследования показали, что за счет комплексного подхода к энергоэффективности в центре обработки данных можно достичь значительной эффективности, невозможной в противном случае.
Этот тип анализа использует сложные инструменты и методы для понимания уникальных тепловых условий в каждом центре обработки данных - прогнозирование температуры, воздушного потока и давления в центре обработки данных для оценки производительности и энергопотребления с помощью численного моделирования. Прогнозируя влияние этих условий окружающей среды, CFD-анализ в центре обработки данных может использоваться для прогнозирования влияния стоек с высокой плотностью, смешанных со стойками с низкой плотностью, и дальнейшего воздействия на ресурсы охлаждения, неэффективные методы управления инфраструктурой и отказ переменного или переменного тока. остановка на плановое обслуживание.
Отображение тепловых зон использует датчики и компьютерное моделирование для создания трехмерного изображения горячих и холодных зон в центре обработки данных.
Эта информация может помочь определить оптимальное расположение оборудования ЦОД. Например, критически важные серверы могут быть размещены в прохладной зоне, которая обслуживается резервными блоками переменного тока.
Этот центр обработки данных с водяным охлаждением в порту Страсбурга, Франция претендует на зеленый атрибут. Центры обработки данных потребляют много энергии, потребляемой двумя основные применения: мощность, необходимая для работы фактического оборудования, а затем мощность, необходимая для охлаждения оборудования. Энергоэффективность снижает первую категорию.
Снижение затрат на охлаждение естественным путем включает решения относительно местоположения: когда основное внимание уделяется хорошей оптоволоконной связи, подключению к электросети и концентрации людей для управления оборудованием, центром обработки данных может быть далеко от пользователей. «Массовые» центры обработки данных, такие как Google или Facebook, не обязательно должны находиться вблизи населенных пунктов. В арктических регионах становится все более популярным использование наружного воздуха, обеспечивающего охлаждение.
Возобновляемые источники электроэнергии - еще один плюс. Таким образом, страны с благоприятными условиями, такие как: Канада, Финляндия, Швеция, Норвегия и Швейцария, пытаются привлечь центры обработки данных облачных вычислений.
Майнинг биткойнов все чаще рассматривается как потенциальный способ создания центров обработки данных на месте производства возобновляемой энергии. Ограниченная и ограниченная энергия может использоваться для защиты транзакций в блокчейне Биткойна, обеспечивая еще один поток доходов производителям возобновляемой энергии.
Очень сложно повторно использовать тепло, которое исходит от воздушного охлаждения дата-центры. По этой причине инфраструктура центров обработки данных чаще оснащается тепловыми насосами. Альтернативой тепловым насосам является внедрение жидкостного охлаждения в центре обработки данных. Различные методы жидкостного охлаждения смешаны и согласованы для создания инфраструктуры с полностью жидкостным охлаждением, которая улавливает все тепло воды. Различные жидкостные технологии подразделяются на 3 основные группы: косвенное жидкостное охлаждение (стойки с водяным охлаждением), прямое жидкостное охлаждение (прямое охлаждение на кристалле) и полное жидкостное охлаждение (полное погружение в жидкость). Эта комбинация технологий позволяет создавать тепловой каскад как часть сценариев цепочки температур для создания выходов воды с высокой температурой из центра обработки данных.
Динамическая инфраструктура обеспечивает возможность интеллектуального, автоматического и безопасного перемещения рабочих нагрузок в центре обработки данных в любое время и в любом месте, для миграции, выделения ресурсов для повышения производительности, или строительство совмещенных объектов. Это также упрощает выполнение планового обслуживания физических или виртуальных систем, сводя к минимуму простои. Смежной концепцией является составная инфраструктура, которая позволяет динамически реконфигурировать доступные ресурсы в соответствии с потребностями только при необходимости.
Дополнительные преимущества включают
Инженер по эксплуатации, контролирующий диспетчерскую сетевых операций центра обработки данных (2006 г.) 
Пример серверов, смонтированных в стойке Сегодня связь в центрах обработки данных чаще всего на основе сетей, использующих протокол IP протокол. Центры обработки данных содержат набор маршрутизаторов и коммутаторов, которые передают трафик между серверами и внешним миром, которые подключены в соответствии с сетевой архитектурой центра обработки данных. Избыточность Интернет-соединение может быть использовано за счет использования двух или более вышестоящих поставщиков услуг (см. Множественная доставка ).
Некоторые серверы в центре обработки данных используются для работы базовых служб Интернета интрасети, необходимых внутренним пользователям организации, например, серверов электронной почты, прокси-серверов. и DNS серверы.
Также обычно используются элементы сетевой безопасности: межсетевые экраны, VPN шлюзы, системы обнаружения вторжений и т. Д.. Также распространены системы мониторинга для сети и некоторых приложений. Также типичны дополнительные системы удаленного мониторинга на случай сбоя связи внутри ЦОД.
Не исключающие друг друга варианты для резервного копирования данных :
Традиционно на месте, и одно из главных преимуществ - немедленная доступность.
Методы резервного копирования данных включают наличие зашифрованной копии данных за пределами площадки. Для передачи данных используются следующие методы:
40-футовый Портативный модульный центр обработки данных Для быстрого развертывания или аварийного восстановления, несколько крупных производителей оборудования разработали мобильные / модульные решения, которые можно установить и ввести в эксплуатацию в очень короткие сроки.
 | Wikimedia Commons имеет СМИ, связанные с Центрами обработки данных. |
 | В Wikibooks есть книга по теме: Проектирование и организация центров обработки данных |
 | Найдите центр обработки данных в Викисловаре, бесплатном словаре. |
