Это исчерпывающее руководство ведет нас в сложный мир архитектуры центров обработки данных и инфраструктуры, раскрывая слои и части технологий, которые составляют основу цифровой эпохи. Наш Интернет не может работать без центров обработки данных, которые обрабатывают, хранят и распространяют большие объемы информации в различных формах, включая электронную почту и облачные сервисы. Здесь также представлены физические и программные основы, гарантирующие оптимальную производительность и надежность, а также новейшие разработки в области проектирования современных центров обработки данных. Независимо от того, находитесь ли вы здесь какое-то время или просто хотите почерпнуть некоторые идеи, эта статья призвана показать, как эта сложная среда продолжает вращаться на своих петлях.
Современный центр обработки данных адаптируется к меняющимся потребностям цифровой трансформации и фокусируется на масштабируемости, надежности и эффективности. Он использует технологии виртуализации, автоматизации и энергосбережения для удовлетворения высоких требований облачных вычислений и анализа больших данных. Современная инфраструктура также предоставляет предприятиям гибкие и отказоустойчивые программно-определяемые сети (SDN), программно-определяемые системы хранения данных (SDS) и передовые решения для охлаждения. Эти компоненты поддерживают широкий спектр сервисов и приложений. Это помогает повысить производительность, сократить расходы организаций и наносить как можно меньше вреда окружающей среде.
Эти ключевые компоненты имеют жизненно важное значение для обеспечения эффективной и надежной работы центров обработки данных при обработке огромных объемов информации:
Объединив эти компоненты, центры обработки данных создают инфраструктуру, которая может поддерживать современную цифровую среду и идти в ногу с ее будущим ростом.
В эпоху, которая развивается так быстро, масштабируемость и гибкость архитектуры центров обработки данных можно рассматривать как MVP. Масштабируемость гарантирует, что центр обработки данных может расти вместе со всем остальным без каких-либо проблем. Это позволяет предприятиям избежать возможных узких мест или снижения производительности при масштабировании. С другой стороны, гибкость — это способность инфраструктуры адаптироваться к внедрению новых технологий, таких как облачные вычисления и искусственный интеллект, которые обеспечивают конкурентоспособность и эффективность! В сочетании эти аспекты создают нечто достаточно устойчивое, чтобы соответствовать любому рыночному спросу, техническому прогрессу или бизнес-целям, которые вы можете поставить перед собой!
Использование резервирования и надежности при проектировании центров обработки данных является ключом к поддержанию непрерывной работы. Сетевые пути, системы охлаждения, источники питания — все должно быть зарезервировано. Неудача ни в коем случае не должна приводить к тому, что все рухнет. Задача состоит в том, чтобы эти объекты работали постоянно. Конечно, нельзя не отметить и надежность. Высококачественные материалы и компоненты являются обязательными для каждой системы здесь. Они должны прослужить как можно дольше, чтобы обслуживание требовалось реже. Все эти усилия в конечном итоге позволят сократить время простоев и обеспечить удовлетворенность клиентов.
Наличие систем, потребляющих меньше энергии, важно для снижения затрат и чистоты окружающей среды. Стандартные методы охлаждения требуют слишком много энергии для таких крупных объектов, как центры обработки данных, особенно если учесть, сколько их сейчас по всему миру! Поэтому были приняты новые способы, такие как жидкостное охлаждение или более частое использование наружного воздуха вместо кондиционеров (которые, по сути, представляют собой гигантские вентиляторы). Сокращение потребления электроэнергии также помогает, когда речь идет об использовании источников питания и возобновляемых источников энергии. В целом, эти методы не только помогают в реализации глобальных экологических инициатив, но и экономят массу денег в долгосрочной перспективе.
При рассмотрении вопроса о строительстве центра обработки данных решающее значение имеют две вещи: меры безопасности от взломов и надежный план аварийного восстановления. Функции безопасности включают в себя такие вещи, как биометрический контроль доступа или системы наблюдения, которые предотвращают несанкционированный доступ к серверам, содержащим конфиденциальную информацию о компаниях или частных лицах — никто не хочет, чтобы их личные данные были украдены каким-то хакером! А если что-то пойдет не так — всегда есть вероятность того, что может произойти что-то катастрофическое — эта стратегия восстановления заработает: регулярное резервное копирование важных файлов в сочетании с системами аварийного переключения (резервные копии, которые активируются автоматически) будут гарантировать, что любые потерянные данные могут быть быстро восстановлены без дальнейшие потери происходят в других местах из-за человеческой ошибки. - Прискорбно, что катастрофы случаются, но они не обязательно разрушают все, над чем вы так усердно работали.
Проработав много лет в сфере центров обработки данных, я понял, что ситуация вокруг центров обработки данных радикально изменилась. Эта эволюция наиболее заметна при сравнении облачных, колокейшн-центров и корпоративных центров обработки данных. Каждый из них служит разным целям и удовлетворяет различные потребности в рамках ИТ-экосистемы.
Сторонние провайдеры управляют облачными центрами обработки данных, предлагая виртуальные ресурсы через Интернет. Они очень гибки, когда дело доходит до увеличения или уменьшения масштаба, и идеально подходят для предприятий, которым необходимо быстро корректировать свои ресурсы в зависимости от спроса, не тратя деньги на физическую инфраструктуру заранее. Основными преимуществами являются экономичность, масштабируемость и гибкость.
С другой стороны, центры обработки данных Colocation предоставляют предприятиям пространство, которое они могут арендовать для хранения собственных серверов и оборудования. Это предлагает такие вещи, как физическая безопасность, питание, пропускная способность и системы охлаждения, которые компания, возможно, не сможет себе позволить самостоятельно или даже не понадобится, если у нее всего несколько устройств. Если вам по-прежнему нужен контроль над вашими физическими серверами, но вы не хотите управлять всем объектом, это также может быть для вас отличным вариантом. Этот вариант лучше всего подходит для организаций, которым требуется повышенная безопасность, надежность или доступность полосы пропускания, но при этом требуется контроль над своим оборудованием.
Наконец, у нас есть корпоративные центры обработки данных; находятся в частной собственности и управляются самими предприятиями. Эти «плохие парни», обычно расположенные локально или в специально отведенном для этого помещении, предлагают максимальный контроль над всеми вашими системами данных! Они идеально подходят для компаний с особыми требованиями к безопасности или нормативным требованиям, которые не могут рисковать и делиться какими-либо частями своей инфраструктуры с другими компаниями. Хотя вы получаете повышенный уровень настройки и контроля, это стоит немалых денег; Вам потребуются серьезные капиталовложения, если вы захотите построить его с нуля.
Выбор между этими вариантами в конечном итоге будет зависеть от таких факторов, как ваш бюджет, степень контроля над всем, а также ваши требования к масштабируемости в зависимости от ваших целей с учетом бизнеса.
Благодаря облачным вычислениям архитектура центров обработки данных изменилась навсегда. Эта новая технология подтолкнула отрасль к большему вниманию к масштабируемым и гибким решениям. Традиционно центры обработки данных часто строились с упором на оптимизацию физического пространства и оборудования для обеспечения максимальной производительности. Но сейчас, в наши дни, если вы не используете все, что касается виртуализации, резервирования или распределенных вычислений, вы отстанете от своих конкурентов. Эти принципы позволяют нам легко увеличивать или уменьшать наши ресурсы, когда это необходимо, что, в свою очередь, дает нам возможность оперативно удовлетворять меняющиеся потребности. Этот переход от одного образа мышления к другому привел к повышению энергоэффективности в отрасли, созданию устойчивых конструкций, которые могут противостоять всему, что встречается на их пути, и в конечном итоге экономят время и деньги для владельцев бизнеса.
При проектировании архитектур центров обработки данных, которые обеспечивают масштабируемость и могут работать с облачными сервисами, следует учитывать несколько вещей. Гибкость инфраструктуры означает, что вы можете адаптироваться к новым требованиям рабочих нагрузок и технологиям без необходимости физического изменения центра. Автоматизация обеспечивает эффективное управление ресурсами, легкое увеличение или уменьшение масштаба, когда это необходимо, а также помогает снизить количество человеческих ошибок. Сетевая архитектура должна быть построена так, чтобы она могла обрабатывать большие объемы трафика данных с минимальной задержкой, чтобы соединение между локальными центрами обработки данных и облачными службами никогда не страдало. Конечно, безопасность и соответствие требованиям также невероятно важны, поскольку использование облачных сервисов открывает новые возможные векторы уязвимостей. Применяя комплексный подход как к физической, так и к киберзащите, компании могут гарантировать, что данные останутся в безопасности независимо от того, на какой платформе они находятся. Помня об этих соображениях, вы создадите центр, который легко масштабируется и при этом легко интегрируется с облачными сервисами, что позволит вашему бизнесу процветать в современной цифровой среде.
Чтобы создать сеть в центре обработки данных, которая может достигать чрезвычайно высоких скоростей и практически не иметь задержек, важно учитывать, как аппаратное и программное обеспечение работают вместе. Аппаратная часть состоит из компонентов высокопроизводительных вычислений. Одним из таких компонентов является современное сетевое оборудование с высокоскоростными коммутаторами и маршрутизаторами. Они смогут поддерживать приложения, интенсивно использующие полосу пропускания, не замедляя при этом другие процессы. С другой стороны, программно-определяемая сеть обеспечивает гибкость и контроль, позволяя администраторам эффективно управлять трафиком в режиме реального времени. Это значительно уменьшает любые проблемы с задержкой. Но вы можете сделать и больше! Если вы реализуете структуру периферийных вычислений, вы перемещаете обработку данных ближе к конечным пользователям, что сокращает время передачи. Установление прямых соединений с интернет-провайдерами и облачными платформами также обеспечит максимально быстрый путь их данных. Итак, вы видите, что, используя все эти стратегии вместе, вы получите сеть, которая будет работать быстро и надежно.
При правильной реализации сети резервирования могут спасти ваши серверы от катастрофы! Создавая несколько путей при проектировании инфраструктуры, вам не придется беспокоиться о том, что одно слабое звено испортит все остальное. Что касается реальных устройств, таких как маршрутизаторы или коммутаторы, хорошей практикой является использование систем с двойным питанием, чтобы в случае сбоя одного источника питания работал другой. Вам всегда следует искать способы сделать вашу сеть устойчивой к сбоям, чтобы время простоя не стало катастрофическим, если что-то пойдет не так с вашим устройством или маршрутом.
Современные рабочие нагрузки становятся довольно интенсивными, когда речь идет о потребностях в вычислительной мощности, поэтому крайне важно убедиться, что у вас есть правильная настройка инфраструктуры. Для начала рассмотрите возможность внедрения некоторых инструментов программно-определяемой сети (SDN) в свой пакет управления, чтобы администраторы могли автоматизировать изменения в сети. Затем подумайте о добавлении некоторого программного обеспечения для виртуализации сетевых функций (NFV). Этот тип программного обеспечения может виртуализировать определенные сетевые службы, которые обычно необходимо запускать на физическом устройстве. Таким образом, в целом вы получаете нечто одновременно более масштабируемое и гибкое, что дает вам больше возможностей для развертывания. Завершают список высокоскоростные Ethernet-фабрики. Чем быстрее вы сможете перемещать данные по сети, тем лучше для вас, поэтому, возможно, стоит инвестировать в новое оборудование, если ваше устарело.
Обеспечение безопасности данных означает защиту конфиденциальности, целостности и доступности данных путем реализации комплексных мер безопасности. Сюда входит развертывание сетевых межсетевых экранов, систем обнаружения вторжений (IDS) и систем предотвращения вторжений (IPS) для отслеживания и блокировки несанкционированного доступа. Это также означает использование надежных протоколов шифрования при передаче и сохранении данных, чтобы даже если кто-то проникнет внутрь, он не сможет ничего сделать с тем, что найдет. Для обеспечения подотчетности в соответствии с отраслевыми стандартами и правилами необходимо проводить регулярные аудиты, а также оценки уязвимостей. Наконец, политика контроля доступа должна быть строгой, чтобы минимизировать внутренние угрозы.
Оптимизация производительности при одновременном снижении затрат возможна благодаря эффективным стратегиям DCIM. Развернув программное обеспечение управления, в которое встроены инструменты мониторинга, менеджеры смогут лучше видеть, сколько энергии потребляет сервер, требуется ли настройка систем охлаждения или как выглядят общие условия окружающей среды внутри центра обработки данных. Наличие всей этой информации помогает им принимать обоснованные решения о распределении ресурсов, планировании потребностей в мощностях или о том, куда следует направить инвестиции в оборудование. Еще одним аспектом, которым управляет DCIM, является потребление энергии, которое поможет сократить выбросы углекислого газа, остающиеся в результате эксплуатации.
Способы автоматизации управления и эксплуатации центра обработки данных бесконечны, но сначала их необходимо реализовать. Инструменты автоматизации позволяют выполнять сложные процессы, такие как предоставление серверов или настройка сетей, без необходимости вмешательства человека, что значительно снижает риск человеческих ошибок и одновременно освобождает персонал, над которым вместо этого может работать другой проект. Одна из замечательных особенностей автоматизированной цепочки процессов — это ее способность быстро адаптироваться к изменениям рабочей нагрузки, будь то увеличение или уменьшение масштаба для получения большего или меньшего количества ресурсов, необходимых в данный момент времени [экономия денег]. Поддержание доступности услуг в течение всего дня каждый день может осуществляться за счет прогнозного обслуживания, предоставляемого аналитикой на основе искусственного интеллекта, которая помогает выявлять проблемы еще до их возникновения, а также автоматически устранять их, если что-то действительно выходит из строя во время планового обслуживания.
Появление искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в работе центров обработки данных означает, что управление этими центрами станет намного умнее, эффективнее и прогнозируемее. Цель алгоритмов искусственного интеллекта — проанализировать огромное количество данных из разных источников в центре обработки данных. Сюда входят рабочие нагрузки сервера, энергопотребление и эффективность системы охлаждения. Анализ всей этой информации поможет выявить закономерности или аномалии, которые человеку практически невозможно увидеть самостоятельно. Обладая этими знаниями, операторы центров обработки данных могут использовать эту информацию для профилактического обслуживания, предвидя потенциальные сбои или неэффективность до того, как они произойдут, и упреждающе устраняя их. Автоматизация, основанная на искусственном интеллекте, также может корректировать ресурсы в зависимости от потребностей в реальном времени; помогая вам в том, что вам нужно, когда вам это нужно, чтобы вы не тратили зря энергию и время. Проще говоря, ИИ просто улучшает текущие операции; он меняет принцип работы инфраструктуры, что в конечном итоге позволяет сэкономить деньги и ресурсы.
Центры обработки данных уже некоторое время совершенствуют свои системы охлаждения. Неудивительно, что по мере развития технологий растет и спрос на эффективность и устойчивость. Классические формы охлаждения, такие как кондиционирование воздуха, постепенно были заменены более продвинутыми версиями. Огромным скачком стало внедрение технологий жидкостного охлаждения, таких как прямое жидкостное охлаждение и методы иммерсионного охлаждения, которые напрямую отводят тепло от компонентов более эффективно, чем любой другой метод, который мы использовали. видели ранее.. Кроме того, люди хотели найти способы сократить потребление энергии, сохраняя при этом эффективность охлаждения каждого блока. Таким образом, возникает естественное охлаждение с помощью наружного воздуха и методы испарения. Эти достижения не только улучшили окружающую среду, но и значительно помогли снизить эксплуатационные расходы за счет оптимизации использования энергии. Поскольку отрасль продолжает расти, разработчики стремятся использовать возобновляемые ресурсы для питания центров обработки данных, полностью сокращая выбросы углекислого газа.
Будущее дизайна, очевидно, изменится с годами по мере развития технологий. На проект центра обработки данных будут влиять технологические достижения и меняющиеся потребности бизнеса. Например, большую роль будут играть модульность и масштабируемость. Дизайнеры хотят создавать пространства, которые можно быстро расширять, не нарушая существующие операции.
Следующим на очереди является устойчивое развитие. Будущие центры обработки данных будут стремиться к тому, чтобы быть на 100% экологически чистыми: от внедрения передовых технологий охлаждения до использования материалов и методов строительства, которые минимизируют воздействие на окружающую среду.
Автоматизация и управление на основе искусственного интеллекта обещаны и для будущих центров. Если эти технологии будут внедрены с минимальным вмешательством человека, они сэкономят время и энергию, помогут вам предсказать, когда они выйдут из строя, чтобы вы могли исправить это до того, как это произойдет, и т. д.
Наконец, периферийные вычисления будут существенно влиять на то, как мы строим наши центры обработки данных. Чтобы устройства IoT и обработка данных в реальном времени работали правильно (быстро), наши центры обработки данных должны быть ближе к пользователям, сокращая задержку и увеличивая скорость.
Учитывая все это, будущий дизайн центров обработки данных вращается вокруг гибкости, устойчивости, интеллектуальной работы с интеграцией искусственного интеллекта и близости к конечным пользователям, а также способности удовлетворять растущие потребности самого общества.
В области архитектуры и инфраструктуры центров обработки данных оставаться в курсе самых надежных и полных источников имеет решающее значение как для профессионалов, так и для энтузиастов. После тщательной оценки вот три актуальных и надежных источника, охватывающих широкий спектр носителей и форматов и предоставляющих ценную информацию об архитектуре и инфраструктуре центров обработки данных:
Каждый из этих источников выбран из-за его точности, достоверности и соответствия теме архитектуры и инфраструктуры центров обработки данных. Они обслуживают широкую аудиторию, от новичков в этой области до опытных профессионалов, и предоставляют важную информацию, которая может помочь в процессах принятия решений при проектировании, строительстве и управлении центрами обработки данных.
Ответ: Архитектура центра обработки данных — это способ организации и проектирования внутренней части центра обработки данных. Его полезно иметь, потому что он обеспечит бесперебойную работу, возможность хранить большой объем информации и снизит риск возникновения проблем, когда вы меньше всего их ожидаете. Правильная версия информационной системы помогает использовать новые технологии, которые быстро развиваются, предотвращают перегрев оборудования и позволяют легко добавлять дополнительные системы хранения данных.
Ответ: Системы охлаждения существенно помогают поддерживать в помещении максимально возможную температуру. Если в каком-то месте станет слишком жарко, оборудование может выйти из строя или стать бесполезным. Но, используя отличные системы охлаждения, они будут постоянно поддерживать все в рабочем состоянии, а также отводить чрезмерное тепло, чтобы ничего не перегревалось.
Ответ: Четыре основных типа информационных центров — традиционные, конвергентные, гиперконвергентные и облачные. Традиционные позволяют людям вручную настраивать свое оборудование, которое хорошо подходит для предприятий с конкретными потребностями, о которых они знают заранее. Конвергентная инфраструктура объединяет все ресурсы в один пакет, поэтому после этого никому не нужно ничего делать. Гиперконвергентная инфраструктура делает все еще проще, помещая все элементы в программную среду, которая после включения не требует особого управления. Облачные центры используются поставщиками услуг, которые предлагают свои ресурсы онлайн или через выделенную сеть.
О: Источники бесперебойного питания (ИБП) могут сохранить ваши данные, когда нет другой возможности сохранить ваши устройства включенными во время сбоя. Используя их, вам не придется беспокоиться о том, что что-то потеряете или что вам придется снова что-либо включать. Наличие чего-то подобного может снизить множество рисков для центра.
Ответ: Тщательное планирование – вот способ достижения этой цели. Необходимо учитывать все: от кабелей до маршрутизаторов и коммутаторов. Менеджеры центров обработки данных отвечают за мониторинг производительности сети, обеспечение оптимальной конфигурации и обновление компонентов, чтобы убедиться, что они могут обрабатывать увеличенный поток данных или интегрировать новые технологии.
Ответ: Когда дело доходит до проектирования зданий и инфраструктуры, на это уходит много внимания. Некоторые из основных вещей, о которых необходимо подумать, включают масштабируемость, избыточность, безопасность и энергоэффективность. Серверные стойки и возможности хранения должны иметь возможность расширяться без ущерба для производительности системы. Для бесперебойной работы требуется резервирование источников питания и передачи данных. Потребности в безопасности должны защищать как от физических угроз, так и от киберугроз. И, наконец, при проектировании следует сосредоточиться на использовании энергоэффективных материалов и систем охлаждения, которые снижают эксплуатационные расходы.
Ответ: Облачные сервисы используются все чаще, что приводит к тому, что они становятся все более зависимыми от потока данных с малой задержкой, что увеличивает спрос на новые облачные технологии, передовые вычисления, которые сейчас находятся на подъеме для этого типа технологий. Будущая архитектура центров обработки данных должна будет адаптироваться с учетом этих требований. Также предпринимаются усилия по повышению экологичности за счет передовых систем охлаждения, которые снижают потребление энергии и интеграции возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия, в эксплуатацию.
