Понимание центров обработки данных: полное руководство по типам, функциональности и облаку

Понимание центров обработки данных: полное руководство по типам, функциональности и облаку
Дата-центры

Дата-центры являются бьющимся сердцем цифровой эпохи, критической инфраструктурой, которая питает наш взаимосвязанный мир, управляемый Интернетом. Это обширные хранилища серверов, систем хранения и сетевого оборудования, которые хранят, обрабатывают и распределяют огромные объемы данных. Центры обработки данных подразделяются на четыре типа, каждый из которых имеет разные уровни избыточности и отказоустойчивости: уровень I, II, III и IV. Каждый тип удовлетворяет различные потребности бизнеса, обеспечивая баланс между стоимостью, производительностью и надежностью. По мере того, как мы вступаем в эпоху облачных вычислений, понимание роли и функциональности центров обработки данных имеет первостепенное значение. В этом руководстве представлен углубленный взгляд на мир центров обработки данных, их типы, механизмы работы и их развивающиеся отношения с облачными технологиями.

Введение в центры обработки данных

Введение в центры обработки данных

Что такое дата-центр?

Центр обработки данных — это выделенный физический объект, иногда охватывающий несколько зданий, где организация размещает свое критически важное ИТ-оборудование — серверы, устройства хранения данных, базы данных и сетевые системы. Эти центры функционируют как мозг компании, управляя, обрабатывая и распространяя огромные объемы данных, необходимых для ее деятельности. Оснащенные резервными источниками питания, соединениями для передачи данных, средствами контроля окружающей среды (например, кондиционированием воздуха, пожаротушением) и мерами безопасности, они обеспечивают непрерывную работу ИТ-систем организации. В эпоху больших данных и облачных вычислений их роль стала еще более заметной, обеспечивая инфраструктуру для высокоскоростного Интернета и облачных сервисов.

Типы дата-центров

Типы дата-центров
Типы дата-центров
источник изображений: https://geekflare.com/

Традиционные центры обработки данных

Традиционные центры обработки данных — это первоначальная форма центров обработки данных, которые владеют всеми своими серверами, хранилищами и сетями. Обычно они устанавливаются на месте в принадлежащем компании или арендованном помещении и управляются собственным ИТ-персоналом. Обеспечивая высокий уровень контроля над физической и сетевой безопасностью, эти центры зачастую требуют значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат. Они также требуют управления системами охлаждения, электропитания и мерами физической безопасности, что делает их ресурсоемкими. Более того, их неспособность быстро масштабироваться может стать проблемой перед лицом быстро меняющихся потребностей бизнеса. Несмотря на эти ограничения, компании с уязвимыми данными часто выбирают традиционные центры обработки данных, чтобы обеспечить максимальный контроль и надзор.

Современные дата-центры

Современные центры обработки данных представляют собой значительный шаг вперед по сравнению со своими традиционными аналогами, предлагая обширные преимущества, такие как масштабируемость, экономичность и устойчивость. Эти центры часто используют облачные технологии, предоставляя виртуализированные вычислительные ресурсы через Интернет. Используя передовое программное обеспечение для управления инфраструктурой центра обработки данных (DCIM), они могут эффективно управлять операциями и оборудованием центра обработки данных, обеспечивая оптимальное использование ресурсов и снижение энергопотребления. Кроме того, современные центры обработки данных обеспечивают превосходную масштабируемость, позволяя предприятиям быстро адаптироваться к меняющимся потребностям путем добавления или сокращения мощностей. Они также предоставляют надежные решения для аварийного восстановления, обеспечивающие непрерывность бизнеса даже в случае непредвиденных сбоев. Несмотря на потенциальные опасения по поводу безопасности данных в облаке, современные центры обработки данных используют строгие протоколы безопасности, включая шифрование, межсетевые экраны и системы обнаружения вторжений, для защиты конфиденциальной информации. Таким образом, современные центры обработки данных представляют собой убедительный выбор для предприятий, стремящихся сбалансировать операционную эффективность, экономичность и безопасность данных.

Центры обработки данных в облаке

Облачные центры обработки данных представляют собой новейшую тенденцию в развитии, предлагая огромную гибкость, масштабируемость и экономическое преимущество. Эти центры обработки данных используют обширную облачную инфраструктуру, что устраняет необходимость для предприятий вкладывать значительные средства в создание и обслуживание своих физических центров обработки данных. Вместо этого такие ресурсы, как вычислительная мощность, хранилище и сетевые возможности, предоставляются как услуга, масштаб которой можно увеличивать или уменьшать в зависимости от бизнес-требований. Это означает, что предприятия платят только за то, что они используют, что приводит к значительной экономии затрат. Более того, облачные центры обработки данных не привязаны к конкретному физическому местоположению, предлагая возможность размещать приложения и данные в нескольких географических регионах для повышения производительности и резервирования. Это также облегчает глобальное сотрудничество и безопасный обмен данными. С точки зрения безопасности, облачные центры обработки данных получают выгоду от постоянных обновлений безопасности, предоставляемых поставщиками облачных услуг, что еще больше повышает защиту данных. Таким образом, облачные центры обработки данных предлагают мощное сочетание гибкости, экономической эффективности и надежной безопасности, что делает их идеальным выбором для предприятий любого размера.

Проектирование дата-центра

Проектирование дата-центра

Компоненты центра обработки данных

Типичный центр обработки данных включает в себя несколько важнейших компонентов, которые гармонично работают, обеспечивая бесперебойную обработку, хранение и передачу данных.

  • Серверы: Это сердце центра обработки данных, обеспечивающее вычислительную мощность для запуска приложений, хранения данных и реализации сетевых возможностей.
  • Системы хранения включают такие устройства, как жесткие диски и твердотельные накопители, на которых хранятся данные, обрабатываемые и используемые серверами.
  • Сетевая инфраструктура: Сюда входят маршрутизаторы, коммутаторы и межсетевые экраны, которые соединяют серверы и системы хранения, облегчая передачу данных внутри центра обработки данных и во внешние сети.
  • Энергетическая инфраструктура включает в себя блоки распределения электроэнергии и системы бесперебойного электропитания, обеспечивающие бесперебойное электроснабжение дата-центра, в том числе при перебоях в электроснабжении.
  • Системы охлаждения: Они помогают поддерживать оптимальную температуру в центре обработки данных, предотвращая перегрев аппаратных компонентов.
  • Охранные системы: К ним относятся меры физической безопасности, такие как камеры наблюдения и биометрический контроль доступа, а также меры кибербезопасности, такие как системы шифрования и обнаружения вторжений.

Все эти компоненты должны эффективно управляться и контролироваться, чтобы обеспечить оптимальную производительность и безопасность центра обработки данных.

Архитектура центра обработки данных

Архитектура центра обработки данных подразумевает физическое и логическое расположение его ресурсов и оборудования. Хорошо спланированная архитектура необходима для эффективного управления и оптимизации ресурсов центра обработки данных.

Типичный архитектура центра обработки данных включает три основных слоя:

  • Основной слой: Этот уровень, также известный как магистраль, отвечает за быструю и надежную передачу данных между уровнями распределения. Базовый уровень обеспечивает масштабируемость и резервирование для поддержания операций в случае сбоя.
  • Уровень распределения: Этот уровень служит точкой связи между ядром и уровнями доступа. Он отвечает за подключение на основе политик, включая реализацию безопасности, QoS (качество обслуживания) и маршрутизацию между подсетями.
  • Уровень доступа: Это точка входа в сеть для конечных устройств, таких как серверы и системы хранения. Он обеспечивает подключение к сетевым ресурсам и реализует политики безопасности и сети для подключенных устройств на уровне порта коммутатора.

Эти уровни работают в тандеме, обеспечивая бесперебойный поток данных, высокую эффективность и надежную безопасность в центре обработки данных. Понимание архитектуры может помочь организациям более эффективно планировать и проектировать свои центры обработки данных, приводя свою ИТ-инфраструктуру в соответствие с потребностями своего бизнеса.

Безопасность дата-центра

Безопасность дата-центра

Важность безопасности центра обработки данных

Безопасность центров обработки данных имеет первостепенное значение в эпоху растущих киберугроз. Центр обработки данных, хранилище критической информации организации, является основной мишенью для киберпреступников. Нарушение безопасности может привести к разрушительным последствиям, включая потерю данных, несанкционированный доступ к конфиденциальной информации и значительные простои, которые могут нанести ущерб репутации организации и привести к значительным финансовым потерям. Поэтому внедрение надежных мер безопасности в центре обработки данных не подлежит обсуждению. Эти меры охватывают физическую безопасность, сетевую безопасность и безопасность данных, и все они предназначены для защиты целостности, доступности и конфиденциальности данных. Повышая безопасность центров обработки данных, организации защищают свои критически важные активы и повышают общую устойчивость своего бизнеса.

Меры безопасности в центрах обработки данных

Центры обработки данных используют различные меры безопасности для предотвращения физических и киберугроз.

Меры физической безопасности: К ним относятся такие меры, как контроль доступа, камеры наблюдения, системы биометрической аутентификации и сигнализация. Цель — предотвратить несанкционированный доступ к объектам дата-центра. В некоторых центрах обработки данных с высоким уровнем безопасности эти меры могут включать ловушки и охрану.

Меры сетевой безопасности: К ним относятся межсетевые экраны, системы обнаружения вторжений (IDS), системы предотвращения вторжений (IPS) и сегментация сети. Целью данных мер является защита сетевой инфраструктуры дата-центра от киберугроз.

Меры безопасности данных: К ним относятся шифрование, безопасное управление ключами, маскирование данных и удаление данных. Эти меры защищают данные, гарантируя, что они останутся конфиденциальными и нетронутыми даже в случае нарушения безопасности.

Кроме того, центры обработки данных реализуют планы аварийного восстановления и обеспечения непрерывности бизнеса для поддержания операций или быстрого их возобновления в случае серьезного инцидента. Эти комплексные меры безопасности защищают жизненно важные данные организации и сохраняют ее операционную целостность.

Услуги дата-центра

Услуги дата-центра

Хранение и управление данными

Центры обработки данных хранят огромные объемы данных через ряд систем хранения, включая сетевое хранилище (NAS), сеть хранения данных (SAN) и хранилище с прямым подключением (DAS). Эти надежные решения для хранения данных предназначены для обеспечения высокой доступности, избыточности и масштабируемости данных, обеспечивая беспрепятственный доступ к данным и их извлечение. Более того, центры обработки данных реализуют стратегии управления данными, такие как иерархическое управление хранилищем (HSM) и автоматическое многоуровневое хранение. Эти стратегии оптимизируют ресурсы хранения путем автоматического перемещения данных между дорогостоящими и недорогими носителями данных в зависимости от моделей использования и политик. Эффективно управляя хранилищем данных, центры обработки данных защищают критически важную информацию организации и обеспечивают доступ к ней и ее использование при необходимости, тем самым повышая производительность и устойчивость бизнеса.

Облачные сервисы и гибридное облако

Облачные услуги — это основное предложение современных центров обработки данных. Они предоставляют клиентам виртуализированные вычислительные ресурсы через Интернет. Эта модель обслуживания устраняет необходимость для предприятий поддерживать свою физическую инфраструктуру, тем самым снижая затраты и позволяя масштабировать распределение ресурсов в зависимости от спроса. Это делает данные и приложения доступными с любого устройства, подключенного к Интернету, повышая операционную гибкость и эффективность.

Гибридное облако — это вычислительная среда, объединяющая общедоступное и частное облако, позволяющая совместно использовать данные и приложения. Эта модель дает предприятиям больший контроль над своими данными, позволяя им хранить конфиденциальную информацию в частном облаке, одновременно используя обширные вычислительные ресурсы публичного облака для менее конфиденциальных задач. Благодаря модели гибридного облака предприятия могут достичь оптимальной эффективности и рентабельности, сохраняя при этом высокий уровень безопасности данных и соответствие нормативным требованиям.

Инфраструктура поддержки

Инфраструктура поддержки

Системы питания и охлаждения

Системы электропитания и охлаждения составляют фундаментальную часть вспомогательной инфраструктуры центров обработки данных. Надежные системы электроснабжения, оснащенные источниками бесперебойного питания (ИБП) и резервными генераторами, обеспечивают непрерывную работу серверов и другого оборудования, защищая от возможных перебоев или сбоев в подаче электроэнергии. С другой стороны, системы охлаждения жизненно важны для поддержания оптимальной рабочей температуры в центре обработки данных. Перегрев может привести к выходу оборудования из строя или потере данных. Таким образом, для рассеивания тепла, выделяемого серверами, применяются сложные системы охлаждения, такие как кондиционеры для компьютерных залов (CRAC) и решения для жидкостного охлаждения. Эти системы работают вместе, чтобы поддерживать стабильность и надежность среды центра обработки данных, тем самым поддерживая надежность выполняемых в них ИТ-операций.

Сетевая инфраструктура

Сетевая инфраструктура в центре обработки данных является основой, поддерживающей все ИТ-операции. Он состоит из аппаратных и программных ресурсов всей сети, которые обеспечивают сетевое подключение, связь, процессы и управление корпоративной сетью. К важнейшим компонентам относятся маршрутизаторы, коммутаторы, межсетевые экраны, серверы, системы хранения и программное обеспечение, используемое для их запуска и управления. Хорошо спроектированная сетевая инфраструктура повышает эффективность центра обработки данных, поддерживая высокоскоростную передачу данных и повышая надежность объекта. Он должен быть масштабируемым, чтобы обеспечить будущий рост, и достаточно гибким, чтобы адаптироваться к меняющимся потребностям бизнеса. Имея соответствующую сетевую инфраструктуру, предприятия могут обеспечить высокий уровень производительности, надежности и безопасности, оптимально используя при этом свои ИТ-ресурсы.

Мониторинг и обслуживание

Мониторинг и обслуживание являются ключевыми аспектами успешной работы центра обработки данных. Регулярный мониторинг инфраструктуры центра обработки данных обеспечивает оптимальную производительность и раннее обнаружение потенциальных проблем. Это предполагает отслеживание состояния серверов, сетевого оборудования, систем электропитания и механизмов охлаждения, часто с использованием сложного программного обеспечения, которое предоставляет оповещения в режиме реального времени и подробные данные о производительности. Что касается технического обслуживания, регулярное обслуживание и модернизация имеют решающее значение для поддержания долговечности и эксплуатационной эффективности оборудования. Сюда входит обновление программного обеспечения, замена устаревшего оборудования, а также тестирование систем резервного копирования и протоколов аварийного восстановления. Комплексная стратегия мониторинга и обслуживания сводит к минимуму время простоя и оптимизирует общую производительность центра обработки данных, что делает его неотъемлемым компонентом эффективного управления центром обработки данных.

Эволюция центров обработки данных

Эволюция центров обработки данных
Эволюция центров обработки данных
источник изображений: https://www.slideshare.net/

Прошлое: традиционные центры обработки данных

Традиционные центры обработки данных, которые доминировали в сфере ИТ в прошлом, характеризовались своим физическим присутствием. На этих объектах в просторном выделенном пространстве размещались многочисленные серверы, системы хранения и сетевое оборудование. Часто они принадлежали и управлялись предприятиями, которые их использовали, что требовало значительных капиталовложений в оборудование и недвижимость. В их конструкции особое внимание уделялось емкости и производительности, но часто в ущерб эффективности и масштабируемости. Потребление энергии было высоким, охлаждение было постоянной проблемой, а ограничения физического пространства ограничивали рост. Кроме того, управление этими центрами обработки данных требовало обширных ИТ-ресурсов, включая персонал для обслуживания, устранения неполадок и обновлений. Несмотря на эти проблемы, традиционные центры обработки данных были основой ИТ-индустрии, позволяя предприятиям хранить, обрабатывать и распространять данные в ранее невообразимых масштабах.

Настоящее: современные центры обработки данных

Современные центры обработки данных представляют собой значительный шаг вперед по сравнению со своими традиционными аналогами. Центральное место в этой трансформации занимает внедрение виртуализации и облачных технологий, которые обеспечивают беспрецедентную эффективность, масштабируемость и гибкость. Вместо того, чтобы размещать физическое оборудование в выделенном помещении, современные центры обработки данных используют виртуальные серверы и системы хранения данных, которые можно быстро увеличивать или уменьшать в соответствии с динамическими потребностями бизнеса. Это устраняет физические ограничения, связанные с традиционными центрами обработки данных, и значительно снижает потребность в электропитании и охлаждении. Более того, современные центры обработки данных часто используют подход программно-определяемого центра обработки данных (SDDC), где ресурсы, включая сети, хранилище и обработку, абстрагируются от аппаратного обеспечения и управляются через программный интерфейс. Это обеспечивает оптимизацию операций, автоматическое управление и быстрое развертывание ресурсов, что значительно снижает эксплуатационные расходы. Кроме того, интеграция технологий искусственного интеллекта и машинного обучения упрощает прогнозную аналитику, что приводит к упреждающему решению проблем, оптимизации управления рабочей нагрузкой и усилению мер безопасности. Используя эти технологические достижения, современные центры обработки данных становятся не просто хранилищами данных, а жизненно важными и быстро реагирующими активами, которые способствуют инновациям и росту бизнеса.

Будущее: дата-центры Google

Заглядывая в будущее, центры обработки данных Google находятся в авангарде этой эволюции, предвещая новую эру инноваций и эффективности управления данными. Google является пионером в центрах обработки данных следующего поколения, характеризующихся еще более продвинутыми уровнями виртуализации, автоматизации и искусственного интеллекта. Их центры обработки данных оснащены инновационными технологиями, такими как тензорные процессоры (TPU), предназначенные для ускорения рабочих нагрузок машинного обучения, и передовые решения для охлаждения с использованием искусственного интеллекта, которые резко сокращают потребление энергии. Кроме того, приверженность Google возобновляемым источникам энергии и устойчивому развитию устанавливает эталон для отрасли. Их центры обработки данных являются одними из самых энергоэффективных в мире, и Google взяла на себя обязательство работать без выбросов углекислого газа к 2020 году. Кроме того, Anthos от Google Cloud позволяет предприятиям безопасно, последовательно и надежно запускать приложения где угодно, тем самым переопределяя концепцию данных. центры за пределами физических местоположений и в мультиоблачных и гибридных облачных пространствах. Раздвигая границы возможного, центры обработки данных Google готовы переопределить ландшафт управления данными, предлагая беспрецедентные возможности для бизнеса по использованию данных в процессе цифровой трансформации.

Рекомендации

  1. Google. (2021). Дата-центры. Получено с https://www.google.com/about/datacenters/.
  2. Гугл Облако. (2021). Антос. Получено с https://cloud.google.com/anthos.
  3. Гугл ИИ. (2021). Тензорные процессоры (TPU). Получено с https://ai.google/research/pubs/pub46127.
  4. Google Устойчивое развитие. (2021). Наша приверженность устойчивому будущему. Получено с https://sustainability.google/intl/en/commitments-and-progress/.
  5. Новости Google. (2020). Google совершает крупнейшую корпоративную покупку возобновляемых источников энергии в истории. Получено из https://blog.google/outreach-initiatives/sustainability/our-biggest-renewable-energy-purchase-ever/.

Рекомендовать продукт200Г КСФП56-ДД

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что такое дата-центр?

Ответ: Центр обработки данных — это физический объект, в котором находится сеть компьютеров и систем хранения, а также связанные с ними компоненты и инфраструктура для хранения, обработки и распределения больших объемов данных.

Вопрос: Почему важны центры обработки данных?

Ответ: Центры обработки данных имеют решающее значение для организаций, которые полагаются на технологии для работы и хранения своих данных. Они обеспечивают безопасную и контролируемую среду для размещения серверов, сетевых устройств и систем хранения, гарантируя доступность и надежность данных.

Вопрос: Каковы основные компоненты дата-центра?

О: К основным компонентам дата-центра относятся серверы, системы хранения данных, сетевые устройства, системы охлаждения, системы электропитания и системы безопасности. Эти компоненты работают вместе для поддержки операций и функциональности центра обработки данных.

Вопрос: Какова функция центра обработки данных?

Ответ: Основная функция центра обработки данных — хранение, управление, обработка и распространение данных. Он предоставляет необходимую инфраструктуру и ресурсы для поддержки работы различных технологий и услуг, включая облачные вычисления, виртуализацию и управление базами данных.

Вопрос: Что такое облако и как оно связано с центрами обработки данных?

Ответ: Под облаком подразумевается предоставление вычислительных услуг, таких как хранилище, серверы, базы данных и программное обеспечение, через Интернет. Центры обработки данных имеют решающее значение в предоставлении инфраструктуры и ресурсов поставщикам облачных услуг для размещения и управления этими услугами.

Вопрос: Что такое гибридное облако?

Ответ: Гибридное облако объединяет общедоступные и частные облачные сервисы. Это позволяет организациям повысить гибкость и контроль над своими данными за счет использования как локальных ресурсов, так и облачных сервисов, предоставляемых внешними центрами обработки данных.

Вопрос: Что такое колокейшн и как оно связано с центрами обработки данных?

Ответ: Под колокейшн подразумевается размещение серверов и оборудования в стороннем центре обработки данных. Центры обработки данных колокейшн предоставляют необходимую инфраструктуру, такую как электропитание, охлаждение и безопасность, чтобы организации могли размещать свое оборудование, одновременно используя преимущества среды профессионального центра обработки данных.

Вопрос: Какова роль архитектуры центра обработки данных?

Ответ: Архитектура центра обработки данных — это дизайн и структура центра обработки данных. Он включает в себя планирование компоновки, организации и подключения различных компонентов в центре обработки данных для оптимизации производительности, масштабируемости и эффективности.

Вопрос: Как развивался центр обработки данных?

Ответ: Центр обработки данных значительно изменился, адаптируясь к технологическим достижениям и растущему спросу на вычислительную мощность и хранилище. Первоначально центры обработки данных представляли собой простые помещения с мейнфреймами, но теперь они превратились в сложные объекты с развитой сетевой инфраструктурой, виртуализацией и облачной инфраструктурой.

Вопрос: Каковы основные компоненты инфраструктуры центра обработки данных?

Ответ: К основным компонентам инфраструктуры центра обработки данных относятся системы электропитания, системы охлаждения и сетевые системы. Эти компоненты обеспечивают доступность, надежность и производительность оборудования и услуг центра обработки данных.

Фейсбук
Твиттер
Реддит
LinkedIn
Товары от AscentOptics
Недавно опубликовано
Связаться с AscentOptics
Контактная форма: демо
Прокрутить вверх