Noções básicas sobre data centers: um guia abrangente sobre tipos, funcionalidades e nuvem

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Centros de dados

Centros de dados são o coração da era digital, a infraestrutura crítica que alimenta o nosso mundo interconectado e movido pela Internet. São vastos repositórios de servidores, sistemas de armazenamento e equipamentos de rede que armazenam, processam e distribuem grandes quantidades de dados. Os data centers são categorizados em quatro tipos, cada um com níveis distintos de redundância e tolerância a falhas: Nível I, II, III e IV. Cada tipo atende a diversas necessidades de negócios, equilibrando custo com desempenho e confiabilidade. À medida que avançamos na era da computação em nuvem, é fundamental compreender a função e a funcionalidade dos data centers. Este guia fornece uma visão aprofundada do mundo dos data centers, seus tipos, seus mecanismos de trabalho e sua relação em evolução com as tecnologias de nuvem.

Introdução aos data centers

Introdução aos data centers

O que é um data center?

Um Data Center é uma instalação física dedicada, às vezes abrangendo vários edifícios, onde uma organização abriga seus equipamentos críticos de TI – servidores, dispositivos de armazenamento, bancos de dados e sistemas de rede. Esses centros funcionam como o cérebro de uma empresa, gerenciando, processando e divulgando enormes quantidades de dados necessários ao seu funcionamento. Equipados com fontes de alimentação de reserva, conexões de comunicação de dados, controles ambientais (por exemplo, ar condicionado, supressão de incêndio) e medidas de segurança, eles garantem a operação contínua dos sistemas de TI de uma organização. Na era do Big Data e da computação em nuvem, o seu papel tornou-se ainda mais proeminente, fornecendo a infraestrutura para Internet de alta velocidade e serviços em nuvem.

Tipos de data centers

Tipos de data centers
Tipos de data centers
fonte das imagens: https://geekflare.com/

Data centers tradicionais

Os data centers tradicionais são a forma original de data centers que possuem todos os seus servidores, armazenamento e redes. Eles normalmente são configurados no local, em instalações próprias ou alugadas da empresa, e gerenciados pela equipe interna de TI. Embora forneçam alto controle sobre a segurança física e de rede, esses centros geralmente exigem investimentos de capital e despesas operacionais significativos. Eles também exigem o gerenciamento de sistemas de refrigeração, fornecimento de energia e medidas de segurança física, o que os torna intensivos em recursos. Além disso, a sua incapacidade de escalar rapidamente pode representar um desafio face às necessidades empresariais em rápida evolução. Apesar destas restrições, as empresas com dados susceptíveis optam frequentemente por centros de dados tradicionais para manter o máximo controlo e supervisão.

Data centers modernos

Os data centers modernos são uma evolução significativa em relação aos seus equivalentes tradicionais, oferecendo amplos benefícios, como escalabilidade, economia e resiliência. Esses centros muitas vezes aproveitam a tecnologia em nuvem, fornecendo recursos de computação virtualizados pela Internet. Com o uso de software avançado de gerenciamento de infraestrutura de data center (DCIM), eles podem gerenciar com eficiência as operações e equipamentos do data center, garantindo a utilização ideal dos recursos e redução do consumo de energia. Além disso, os data centers modernos oferecem escalabilidade superior, permitindo que as empresas se adaptem rapidamente às novas necessidades, adicionando ou reduzindo capacidade. Eles também fornecem soluções robustas de recuperação de desastres, garantindo a continuidade dos negócios mesmo diante de interrupções inesperadas. Apesar das possíveis preocupações com a segurança dos dados na nuvem, os data centers modernos empregam protocolos de segurança rigorosos, incluindo criptografia, firewalls e sistemas de detecção de intrusões, para proteger informações confidenciais. Assim, os data centers modernos representam uma escolha atraente para empresas que buscam equilibrar eficiência operacional, economia e segurança de dados.

Data centers na nuvem

Os data centers baseados em nuvem representam a última tendência em evolução, oferecendo imensa flexibilidade, escalabilidade e vantagens de custo. Esses data centers utilizam a vasta infraestrutura da nuvem, eliminando a necessidade de as empresas investirem pesadamente na construção e manutenção de seus data centers físicos. Em vez disso, recursos como capacidade de processamento, armazenamento e capacidades de rede são fornecidos como um serviço que pode ser ampliado ou reduzido de acordo com os requisitos do negócio. Isto significa que as empresas pagam apenas pelo que utilizam, o que resulta em poupanças de custos significativas. Além disso, os data centers em nuvem não estão vinculados a um local físico específico, oferecendo a capacidade de hospedar aplicativos e dados em diversas regiões geográficas para melhorar o desempenho e a redundância. Isso também facilita a colaboração global e o compartilhamento seguro de dados. Em termos de segurança, os data centers em nuvem se beneficiam das atualizações contínuas de segurança fornecidas pelos provedores de serviços em nuvem, melhorando ainda mais a proteção dos dados. Portanto, os data centers baseados em nuvem oferecem uma combinação potente de flexibilidade, eficiência de custos e segurança robusta, tornando-os a escolha ideal para empresas de todos os tamanhos.

Projeto de data center

Projeto de data center

Componentes de um data center

Um data center típico inclui vários componentes críticos que funcionam harmoniosamente para garantir processamento, armazenamento e transmissão de dados tranquilos.

  • Servidores: Eles são o coração do data center, fornecendo o poder de processamento para executar aplicativos, armazenar dados e facilitar os recursos de rede.
  • Sistemas de armazenamento incluem dispositivos como discos rígidos e unidades de estado sólido que armazenam os dados processados e usados pelos servidores.
  • Infraestrutura de rede: Isso inclui roteadores, switches e firewalls que conectam servidores e sistemas de armazenamento, facilitando a transmissão de dados dentro do data center e para redes externas.
  • Infraestrutura de energia compreende unidades de distribuição de energia e sistemas de alimentação ininterrupta que garantem o fornecimento contínuo de energia ao data center, inclusive durante cortes de energia.
  • Sistemas de refrigeração: Isso ajuda a manter temperaturas ideais no data center, evitando o superaquecimento dos componentes de hardware.
  • Sistemas de segurança: Estas consistem em medidas de segurança física, como câmaras de vigilância e controlos de acesso biométricos, e medidas de segurança cibernética, como sistemas de encriptação e deteção de intrusões.

Todos esses componentes devem ser gerenciados e monitorados de forma eficaz para garantir o desempenho e a segurança ideais do data center.

Arquitetura de data center

A arquitetura de um data center refere-se ao layout físico e lógico de seus recursos e equipamentos. Uma arquitetura bem planejada é essencial para gerenciar e otimizar com eficiência os recursos do data center.

O típico arquitetura de data center inclui três camadas principais:

  • Camada Central: Também conhecida como backbone, esta camada é responsável pelo transporte rápido e confiável de dados entre as camadas de distribuição. A camada central garante escalabilidade e fornece redundância para manter as operações em caso de falha.
  • Camada de Distribuição: Esta camada serve como ponto de comunicação entre as camadas central e de acesso. É responsável pela conectividade baseada em políticas, incluindo implementação de segurança, QoS (Qualidade de Serviço) e roteamento entre sub-redes.
  • Camada de acesso: Este é o ponto de entrada da rede para dispositivos finais, como servidores e sistemas de armazenamento. Ele fornece conectividade a recursos de rede e implementa políticas de segurança e de rede para dispositivos conectados no nível da porta do switch.

Essas camadas funcionam em conjunto para garantir um fluxo de dados suave, alta eficiência e segurança robusta no data center. Compreender a arquitetura pode ajudar as organizações a planear e projetar os seus centros de dados de forma mais eficaz, alinhando a sua infraestrutura de TI com as suas necessidades de negócio.

Segurança do data center

Segurança do data center

A importância da segurança do data center

A segurança do data center é fundamental nesta era de crescentes ameaças cibernéticas. O data center, repositório de informações críticas de uma organização, é o principal alvo dos cibercriminosos. Uma violação de segurança pode levar a resultados devastadores, incluindo perda de dados, acesso não autorizado a informações confidenciais e tempo de inatividade significativo, o que pode prejudicar a reputação da organização e resultar em perdas financeiras consideráveis. Portanto, a implementação de medidas de segurança robustas no data center não é negociável. Essas medidas abrangem segurança física, segurança de rede e segurança de dados, todas projetadas para proteger a integridade, disponibilidade e confidencialidade dos dados. Ao reforçar a segurança do data center, as organizações protegem os seus ativos críticos e fortalecem a resiliência geral dos seus negócios.

Medidas de segurança em data centers

Os data centers empregam várias medidas de segurança para prevenir ameaças físicas e cibernéticas.

Medidas de segurança física: Isso inclui medidas como controles de acesso, câmeras de vigilância, sistemas de autenticação biométrica e alarmes. O objetivo é impedir o acesso não autorizado às instalações do data center. Em alguns data centers altamente seguros, essas medidas podem incluir armadilhas e guardas de segurança.

Medidas de segurança de rede: Isso envolve firewalls, sistemas de detecção de intrusões (IDS), sistemas de prevenção de intrusões (IPS) e segmentação de rede. O objetivo destas medidas é proteger a infraestrutura de rede do data center contra ameaças cibernéticas.

Medidas de segurança de dados: Isso inclui criptografia, gerenciamento seguro de chaves, mascaramento de dados e eliminação de dados. Estas medidas protegem os dados, garantindo que permanecem confidenciais e intactos mesmo em caso de violação de segurança.

Além disso, os data centers implementam planos de recuperação de desastres e continuidade de negócios para manter as operações ou retomá-las rapidamente no caso de um incidente significativo. Estas medidas de segurança abrangentes protegem os dados vitais de uma organização e preservam a sua integridade operacional.

Serviços de data center

Serviços de data center

Armazenamento e gerenciamento de dados

Os data centers abrigam grandes quantidades de dados por meio de uma variedade de sistemas de armazenamento, incluindo Network Attached Storage (NAS), Storage Area Network (SAN) e Direct Attached Storage (DAS). Essas soluções robustas de armazenamento são projetadas para garantir alta disponibilidade, redundância e escalabilidade de dados, permitindo acesso e recuperação de dados contínuos. Além disso, os data centers implementam estratégias de gerenciamento de dados, como gerenciamento hierárquico de armazenamento (HSM) e classificação automatizada por níveis de armazenamento. Essas estratégias otimizam os recursos de armazenamento, movendo automaticamente os dados entre mídias de armazenamento de alto e baixo custo com base em padrões e políticas de uso. Ao gerenciar com eficiência o armazenamento de dados, os data centers protegem as informações críticas de uma organização e garantem que elas possam ser acessadas e utilizadas quando necessário, aumentando assim a produtividade e a resiliência dos negócios.

Serviços em nuvem e nuvem híbrida

Cloud Services é uma oferta básica de data centers modernos. Eles fornecem aos clientes recursos de computação virtualizados pela Internet. Este modelo de serviço elimina a necessidade de as empresas manterem a sua infra-estrutura física, reduzindo assim os custos e permitindo uma alocação escalável de recursos com base na procura. Isso torna os dados e aplicativos acessíveis a partir de qualquer dispositivo com conectividade à Internet, aumentando a flexibilidade e a eficiência operacionais.

Uma nuvem híbrida é um ambiente de computação que combina uma nuvem pública e privada, permitindo que dados e aplicativos sejam compartilhados entre elas. Este modelo dá às empresas maior controle sobre seus dados, permitindo-lhes manter informações confidenciais em uma nuvem privada enquanto utilizam os recursos computacionais expansivos de uma nuvem pública para tarefas menos confidenciais. Com o modelo de Nuvem Híbrida, as empresas podem alcançar eficiência e economia ideais, mantendo altos níveis de segurança de dados e conformidade regulatória.

Infraestrutura de Suporte

Infraestrutura de Suporte

Sistemas de energia e refrigeração

Os sistemas de energia e refrigeração constituem uma parte fundamental da infraestrutura de suporte em data centers. Sistemas de fornecimento de energia confiáveis, equipados com unidades ininterruptas (UPS) e geradores de backup, garantem a operação contínua de servidores e outros equipamentos, protegendo contra possíveis interrupções ou falhas de energia. Por outro lado, os sistemas de refrigeração são vitais para manter uma temperatura operacional ideal no data center. O superaquecimento pode causar falha no equipamento ou perda de dados. Assim, sofisticados sistemas de refrigeração, como condicionadores de ar para salas de computadores (CRACs) e soluções de refrigeração líquida, são implementados para dissipar o calor gerado pelos servidores. Esses sistemas trabalham juntos para manter a estabilidade e a confiabilidade do ambiente do data center, apoiando assim a robustez das operações de TI que abrigam.

Infraestrutura de rede

A infraestrutura de rede em um data center é a espinha dorsal que dá suporte a todas as operações de TI. Consiste em recursos de hardware e software de uma rede inteira que permitem conectividade de rede, comunicação, processos e gerenciamento de uma rede corporativa. Os componentes cruciais incluem roteadores, switches, firewalls, servidores, sistemas de armazenamento e o software usado para executá-los e gerenciá-los. Uma infraestrutura de rede bem projetada aumenta a eficiência do data center, suportando a transferência de dados em alta velocidade e reforçando a robustez da instalação. Deve ser escalável para acomodar o crescimento futuro e flexível o suficiente para se adaptar às necessidades empresariais em evolução. Com a infraestrutura de rede adequada instalada, as empresas podem garantir altos níveis de desempenho, confiabilidade e segurança, ao mesmo tempo em que fazem uso otimizado de seus recursos de TI.

Monitoramento e Manutenção

O monitoramento e a manutenção são aspectos essenciais de uma operação bem-sucedida de data center. O monitoramento rotineiro da infraestrutura do data center garante desempenho ideal e detecção precoce de possíveis problemas. Isso envolve monitorar a integridade de servidores, equipamentos de rede, sistemas de energia e mecanismos de resfriamento, muitas vezes usando software sofisticado que fornece alertas em tempo real e dados abrangentes de desempenho. Em termos de manutenção, a manutenção regular e as atualizações são cruciais para manter a longevidade do equipamento e a eficiência operacional. Isso inclui atualização de software, substituição de hardware antigo e teste de sistemas de backup e protocolos de recuperação de desastres. Uma estratégia abrangente de monitoramento e manutenção minimiza o tempo de inatividade e otimiza o desempenho geral do data center, tornando-o um componente integral do gerenciamento eficaz do data center.

A evolução dos data centers

A evolução dos data centers
A evolução dos data centers
fonte das imagens: https://www.slideshare.net/

O Passado: Data Centers Tradicionais

Os Data Centers tradicionais, que dominaram o cenário de TI no passado, caracterizavam-se pela sua presença física. Essas instalações abrigavam vários servidores, sistemas de armazenamento e equipamentos de rede em um espaço amplo e dedicado. Freqüentemente, eles pertenciam e eram operados pelas empresas que os utilizavam, exigindo um investimento de capital significativo em hardware e imóveis. Seu design enfatizou a capacidade e o desempenho, mas muitas vezes às custas da eficiência e da escalabilidade. O consumo de energia era alto, o resfriamento era um desafio contínuo e as restrições de espaço físico limitavam o crescimento. Além disso, o gerenciamento desses data centers exigia amplos recursos de TI, incluindo pessoal para lidar com manutenção, solução de problemas e atualizações. Apesar destes desafios, os data centers tradicionais eram a espinha dorsal da indústria de TI, permitindo às empresas armazenar, processar e distribuir dados numa escala anteriormente inimaginável.

O presente: data centers modernos

Os data centers modernos representam uma evolução significativa em relação aos seus equivalentes tradicionais. No centro desta transformação está a adoção de tecnologias de virtualização e baseadas em nuvem, que proporcionam eficiência, escalabilidade e flexibilidade sem precedentes. Em vez de alojar o hardware físico em instalações dedicadas, os data centers modernos utilizam servidores virtuais e sistemas de armazenamento que podem ser rapidamente ampliados ou reduzidos para atender às necessidades dinâmicas dos negócios. Isto elimina as limitações físicas associadas aos data centers tradicionais e reduz drasticamente a necessidade de energia e refrigeração. Além disso, os data centers modernos utilizam frequentemente uma abordagem de data center definido por software (SDDC), onde os recursos, incluindo rede, armazenamento e processamento, são abstraídos do hardware e gerenciados por meio de uma interface de software. Isso permite operações simplificadas, gerenciamento automatizado e rápida implantação de recursos, reduzindo significativamente os custos operacionais. Além disso, a integração de tecnologias de IA e aprendizado de máquina facilita a análise preditiva, resultando na resolução proativa de problemas, gerenciamento otimizado da carga de trabalho e medidas de segurança aprimoradas. Ao aproveitar estes avanços tecnológicos, os data centers modernos não são apenas repositórios de dados, mas ativos vitais e responsivos que impulsionam a inovação e o crescimento dos negócios.

O futuro: data centers do Google

Ao olharmos para o futuro, os data centers do Google estão na vanguarda dessa evolução, anunciando uma nova era de inovação e eficiência no gerenciamento de dados. O Google é pioneiro na próxima geração de data centers, caracterizados por níveis ainda mais avançados de virtualização, automação e inteligência artificial. Seus data centers são alimentados por tecnologias inovadoras, como unidades de processamento de tensores (TPUs), projetadas para acelerar cargas de trabalho de aprendizado de máquina, e soluções avançadas de resfriamento usando IA, reduzindo drasticamente o uso de energia. Além disso, o compromisso do Google com as energias renováveis e a sustentabilidade estabelece uma referência para a indústria. Seus data centers estão entre os mais eficientes em termos energéticos do mundo, e o Google se comprometeu a operar sem carbono até 2020. Além disso, o Anthos do Google Cloud permite que as empresas executem aplicativos em qualquer lugar de forma segura, consistente e confiável, redefinindo assim o conceito de dados. centros além dos locais físicos e em espaços de múltiplas nuvens e nuvens híbridas. Ao ultrapassar os limites do que é possível, os data centers do Google estão preparados para redefinir o cenário do gerenciamento de dados, oferecendo oportunidades sem precedentes para as empresas aproveitarem os dados em sua jornada de transformação digital.

Referências

  1. Google. (2021). Centros de dados. Obtido em https://www.google.com/about/datacenters/
  2. Google Nuvem. (2021). Anthos. Obtido em https://cloud.google.com/anthos
  3. IA do Google. (2021). Unidades de processamento de tensores (TPUs). Obtido em https://ai.google/research/pubs/pub46127
  4. Sustentabilidade do Google. (2021). Nosso compromisso com um futuro sustentável. Obtido em https://sustainability.google/intl/en/commitments-and-progress/
  5. Notícias do Google. (2020). Google faz a maior compra corporativa de energia renovável da história. Obtido em https://blog.google/outreach-initiatives/sustainability/our-biggest-renewable-energy-purchase-ever/

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perguntas frequentes

perguntas frequentes

P: O que é um data center?

R: Um data center é uma instalação física que abriga uma rede de computadores e sistemas de armazenamento, juntamente com os componentes e a infraestrutura associados, para armazenar, processar e distribuir grandes quantidades de dados.

P: Por que os data centers são importantes?

R: Os data centers são cruciais para organizações que dependem de tecnologia para operar e armazenar seus dados. Eles fornecem um ambiente seguro e controlado para hospedar servidores, dispositivos de rede e sistemas de armazenamento, garantindo disponibilidade e confiabilidade dos dados.

P: Quais são os principais componentes de um data center?

R: Os principais componentes de um data center incluem servidores, sistemas de armazenamento, dispositivos de rede, sistemas de refrigeração, sistemas de fornecimento de energia e sistemas de segurança. Esses componentes trabalham juntos para dar suporte às operações e funcionalidades do data center.

P: Qual é a função de um data center?

R: A principal função de um data center é armazenar, gerenciar, processar e distribuir dados. Fornece a infraestrutura e os recursos necessários para apoiar as operações de diversas tecnologias e serviços, incluindo computação em nuvem, virtualização e gerenciamento de banco de dados.

P: O que é a nuvem e como ela se relaciona com os data centers?

R: A nuvem refere-se ao fornecimento de serviços de computação, como armazenamento, servidores, bancos de dados e software, pela Internet. Os data centers são cruciais para fornecer a infraestrutura e os recursos para que os provedores de serviços em nuvem hospedem e gerenciem esses serviços.

P: O que é uma nuvem híbrida?

R: Uma nuvem híbrida combina serviços de nuvem pública e privada. Ele permite às organizações maior flexibilidade e controle sobre seus dados, aproveitando recursos locais e serviços em nuvem fornecidos por data centers externos.

P: O que é colocation e como ela se relaciona com data centers?

R: Colocation refere-se ao alojamento de servidores e hardware em instalações de data center de terceiros. Os data centers de colocation fornecem a infraestrutura necessária, como energia, resfriamento e segurança, para que as organizações hospedem seus equipamentos e, ao mesmo tempo, aproveitem os benefícios de um ambiente de data center profissional.

P: Qual é o papel da arquitetura do data center?

R: A arquitetura do data center refere-se ao design e à estrutura de um data center. Envolve o planejamento do layout, organização e conectividade dos vários componentes de um data center para otimizar o desempenho, a escalabilidade e a eficiência.

P: Como o data center evoluiu?

R: O data center evoluiu significativamente, adaptando-se aos avanços tecnológicos e à crescente demanda por capacidade de computação e armazenamento. Inicialmente, os data centers eram salas simples com computadores mainframe, mas agora se transformaram em instalações sofisticadas com redes avançadas, virtualização e infraestruturas em nuvem.

P: Quais são os principais componentes da infraestrutura de um data center?

R: Os principais componentes da infraestrutura de um data center incluem sistemas de fornecimento de energia, sistemas de refrigeração e sistemas de rede. Esses componentes garantem a disponibilidade, confiabilidade e desempenho dos equipamentos e serviços do data center.

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