دیتا سنتر چیست

در پاسخ به این سوال که دیتا سنتر چیست باید گفت: دیتا سنتر یا مرکز داده یک اتاق فیزیکی، ساختمان یا تأسیساتی است که زیرساخت‌های فناوری اطلاعات را برای ساخت، اجرا، و ارائه برنامه‌ها و خدمات، وهمچنین برای ذخیره و مدیریت داده‌های مرتبط با آن برنامه‌ و سرویس‌ها در خود جای می‌دهد.

دیتا سنتر در سال‌های اخیر از تأسیسات تحت مالکیت خصوصی و کاملاً کنترل شده که زیرساخت‌های فناوری اطلاعات سنتی برای استفاده انحصاری یک شرکت را در خود جای داده است، به تأسیسات راه دور یا شبکه‌هایی که از امکانات متعلق به ارائه‌ دهندگان خدمات ابری تکامل یافته اند. آن ها زیرساخت‌های فناوری اطلاعات مجازی را برای اشتراک‌گذاری و استفاده چندین شرکت و مشتریان مختلف فراهم می کنند.

انواع دیتا سنتر چیست

انواع مختلفی از تسهیلات دیتا سنتر وجود دارد. شرکت ها بسته به حجم کاری و نیاز تجاری خود ممکن است از بیش از یک نوع مرکز داده استفاده کنند.

دیتا سنتر سازمانی (در محل) چیست

در این مدل مرکز داده، تمام زیرساخت ها و داده های فناوری اطلاعات در محل میزبانی می شوند. بسیاری از شرکت‌ها ترجیح می دهند تا مراکز داده داخلی خود را داشته باشند. زیرا احساس می‌کنند کنترل بیشتری بر امنیت اطلاعات دارند و می‌توانند راحت ‌تر از مقرراتی مانند مقررات حفاظت از داده‌های عمومی اتحادیه اروپا (GDPR) یا قانون قابلیت حمل و پاسخگویی بیمه سلامت ایالات متحده (HIPAA) پیروی کنند. در یک مرکز داده سازمانی، شرکت مسئول تمام وظایف استقرار، نظارت و مدیریت است.

دیتا سنتر ابری عمومی چیست

دیتا سنتر ابری (که مراکز داده رایانش ابری نیز نامیده می‌شوند) منابع زیرساخت فناوری اطلاعات را برای استفاده مشترک توسط چندین مشتری – از چند مشتری گرفته تا میلیون‌ها – از طریق اتصال به اینترنت در خود جای می‌دهند.

بسیاری از بزرگترین دیتا سنترهای ابری – مراکز داده مقیاس بزرگ – توسط ارائه دهندگان خدمات ابری بزرگ مانند خدمات وب آمازون (AWS)، Google Cloud Platform، IBM Cloud، Microsoft Azure  و Oracle Cloud Infrastructure اداره می شوند. در واقع، اکثر ارائه دهندگان پیشرو بزرگ چندین دیتا سنتر در مقیاس بزرگ را در سراسر جهان راه اندازی می کنند. به طور معمول، ارائه دهندگان خدمات ابری دیتا سنتر کوچکتر را که نزدیک ‌تر به مشتریان ابری (و مشتریان مشتریان آن ها) قرار دارند، نگهداری می‌کنند. برای حجم های کاری فشرده داده مانند تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، هوش مصنوعی (AI) و برنامه های کاربردی تحویل محتوا، دیتا سنتر لبه (Edge) می توانند به حداقل رساندن تأخیر، بهبود عملکرد کلی برنامه و تجربه مشتری کمک کنند.

دیتا سنتر مدیریت شده و تسهیلات کولوکیشن

مراکز داده مدیریت شده و تسهیلات کولوکیشن گزینه‌ مناسبی برای سازمان‌هایی هستند. که فضا، نیروی انسانی و یا تخصص لازم برای استقرار و مدیریت برخی یا تمام زیرساخت‌های فناوری اطلاعات خود را در محل ندارند.همچنین ترجیح می‌دهند از زیرساخت با استفاده از منابع مشترک عمومی دیتا سنترهای  ابری نیز استفاده نکنند.

یک دیتا سنتر مدیریت شده، شرکت سرورهای اختصاصی، سخت‌افزارهای ذخیره‌ سازی و شبکه را از ارائه‌ دهنده دیتا سنتراجاره می‌کند و ارائه ‌دهنده دیتا سنتر، نظارت و مدیریت را برای شرکت مورد نظر انجام می‌دهد.

بیشتر بدانید: کولوکیشن چیست

در یک مرکز کولوکیشن، شرکت مالک تمام زیرساخت‌ها است و فضای اختصاصی را برای میزبانی آن در داخل تسهیلات اجاره می‌کند. در مدل کولوکیشن سنتی، شرکت فقط به سخت افزارها دسترسی و مسئولیت کامل مدیریت آن را بر عهده دارد. این برای حفظ حریم خصوصی و امنیت ایده‌آل است، اما اغلب غیرعملی است، به‌ویژه در هنگام از دسترس خارج شدن یا شرایط اضطراری. امروزه، اکثر ارائه دهندگان کولوکیشن خدمات مدیریت و نظارت را برای مشتریانی که آنها را نیاز دارند، ارائه می دهند.

دیتا سنتر مدیریت شده و امکانات کولوکیشن اغلب برای نگهداری از داده‌های پشتیبان از راه دور و فناوری بازیابی بلایا برای مشاغل کوچک و متوسط (SMB) استفاده می‌شوند.

معماری دیتا سنتر

اکثر مراکز داده مدرن مجازی شده اند. از معماری سنتی فناوری اطلاعات گرفته که در آن هر برنامه یا حجم کاری با سخت افزار اختصاصی خود اجرا می شود تا معماری ابری که در آن منابع سخت افزار فیزیکی شامل CPU ، ذخیره سازی و شبکه تکامل یافته اند. مجازی‌سازی منابع را قادر می‌سازد تا از محدودیت‌های فیزیکی خود جدا شده و در ظرفیت‌هایی جمع شوند.

مجازی‌سازی همچنین زیرساخت‌های تعریف ‌شده توسط نرم‌افزار (SDI) را فعال می‌کند. زیرساخت‌هایی که بدون دخالت انسان می‌توانند به صورت برنامه‌نویسی شده، پیکربندی، اجرا، نگهداری و مدور شوند.

ترکیب معماری ابری و SDI (زیرساخت های تعریف شده توسط نرم افزار) مزایای بسیاری را برای دیتا سنترها و کاربران آن ارائه می دهد، از جمله موارد زیر:

مزایای مرکز داده ابری

– استفاده بهینه از منابع محاسباتی، ذخیره سازی و شبکه. مجازی‌سازی شرکت‌ها یا ابرها را قادر می‌سازد تا با استفاده از کمترین سخت‌افزارها و ظرفیت استفاده نشده یا بیکار، بیشترین خدمات را به کاربران ارائه دهند.

– استقرار سریع برنامه ها و خدمات. اتوماسیون SDI زیرساخت های جدید را به آسانی از طریق درخواست در پورتال تامین می کند.

– مقیاس پذیری. مقیاس پذیری زیرساخت IT مجازی بسیار ساده تر از زیرساخت IT سنتی است. حتی شرکت‌هایی که از دیتا سنترمستقر در محل استفاده می‌کنند، می‌توانند در صورت لزوم با افزایش حجم کاری با استفاده از فضای ابری، ظرفیت خود را اضافه کنند.

– انواع خدمات و راه حل های دیتا سنتر. شرکت‌ها و ابرها می‌توانند با استفاده از یک زیرساخت، طیف وسیعی از راه‌ها را برای ارائه و استفاده  IT به کاربران ارائه دهند. انتخاب هایی که بر اساس تقاضا  حجم کاری انجام و شامل زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS)، پلت فرم به عنوان سرویس (PaaS) و نرم افزار به عنوان سرویس (SaaS) هستند. این خدمات را می توان در یک دیتا سنتر خصوصی یا به عنوان راه حل های ابری در یک محیط ابر خصوصی، ابر عمومی، ابر ترکیبی یا چند ابری ارائه کرد.

اجزای زیرساخت مرکز داده

در زیر برخی از اجرای مرکز داده شرح داده شده است.

سرور

سرورها رایانه های قدرتمندی هستند که برنامه ها، خدمات و داده ها را به دستگاه های کاربر ارائه می دهند. سرورهای دیتا سنتر در چندین شکل وجود دارند:

– سرورهای Rack-mount ، سرورهای مستقل، پهن و مسطح هستند ( به اندازه یک جعبه پیتزا کوچک ) که برای صرفه جویی در فضا روی هم در یک قفسه طراحی شده اند. هر سرور rack-mount منبع تغذیه، فن های خنک کننده، سوئیچ های شبکه و پورت های مخصوص به خود را به همراه پردازنده و حافظه رایج دارد.

– سرورهای Blade برای صرفه جویی در فضای بیشتر طراحی شده اند. هر تیغه شامل پردازنده‌ها، کنترل‌کننده‌های شبکه، حافظه و گاهی اوقات ذخیره‌سازی است. آنها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که در یک شاسی قرار بگیرند که چندین تیغه را در خود جای می‌دهد و شامل منبع تغذیه، مدیریت شبکه و سایر منابع برای همه تیغه‌های شاسی است.

– مین‌فریم‌ها رایانه‌هایی با کارایی بالا دارای چندین پردازنده هستند که می‌توانند کار یک اتاق از سرورهای rack-mount یا blade را انجام دهند. مین فریم ها جزو اولین کامپیوترهای مجازی سازی هستند که می توانند میلیاردها محاسبات و تراکنش ها را در زمان واقعی پردازش کنند.

بیشتر بدانید: سرور چیست

انتخاب نوع سرور به عوامل زیادی از جمله فضای موجود در دیتا سنتر ، بار کاری در حال اجرا بر روی سرورها، توان موجود و هزینه بستگی دارد.

سیستم های ذخیره سازی

اکثر سرورها دارای برخی از قابلیت‌های ذخیره‌سازی محلی هستند که به آن ذخیره‌سازی متصل مستقیم (DAS) می‌گویند تا پرکاربردترین داده‌ها را در نزدیکی CPU قرار دهند.

دو پیکربندی ذخیره‌ سازی دیتا سنتر دیگر ذخیره‌ سازی متصل به شبکه (NAS) و شبکه منطقه ذخیره‌سازی (SAN) است.

NAS  ذخیره سازی و دسترسی به داده ها را به چندین سرور از طریق یک اتصال استاندارد شبکه فراهم می کند. دستگاه NAS معمولاً یک سرور اختصاصی با چند رسانه ذخیره سازی است (درایوهای دیسک سخت (HDD) یا درایوهای حالت جامد (SSD) )

مانند NAS ، SAN  ذخیره‌سازی مشترک را فعال می‌کند. اما SAN از یک شبکه جداگانه برای داده‌ها استفاده می‌کند و از ترکیب پیچیده‌تری از سرورهای ذخیره‌سازی متعدد، سرورهای برنامه‌ها و نرم‌افزارهای مدیریت ذخیره‌سازی تشکیل شده است.

یک دیتا سنتر واحد ممکن است از هر سه پیکربندی ذخیره سازی DAS، NAS و SAN و همچنین انواع ذخیره سازی فایل، ذخیره سازی بلوک و ذخیره سازی اشیا استفاده کند.

شبکه سازی

شبکه دیتا سنتر، متشکل از انواع مختلف سوئیچ‌ها، روترها و فیبر نوری هستند که ترافیک شبکه را در سراسر سرورها (به نام ترافیک شرق/غرب) و از/ به سرورهای مشتریان (به نام ترافیک شمال/جنوب) منتقل می‌کند.

همانطور که در بالا ذکر شد، خدمات شبکه یک دیتا سنتر معمولا مجازی سازی می شوند. همین امکان ایجاد شبکه‌های پوششی تعریف ‌شده  را توسط نرم‌افزار فراهم می‌آورد که بر روی زیرساخت فیزیکی شبکه ساخته شده‌اند تا کنترل‌های امنیتی خاص یا توافق‌نامه‌های سطح خدمات (SLA) را در خود جای دهند.

منبع تغذیه و مدیریت کابل

دیتا سنتر ها باید همیشه در هر سطحی فعال باشند. اکثر سرورها دارای دو منبع تغذیه هستند. منبع تغذیه اضطراری (UPS) که از نوسانات برق و قطعی های کوتاه محافظت می کند. اگر قطعی برق گسترده تری اتفاق بیفتد، ژنراتورهای قدرتمند می توانند وارد عمل شوند.

با وجود هزاران سرور متصل به کابل های مختلف، مدیریت کابل یکی از دغدغه های مهم طراحی دیتا سنتر است. اگر کابل ها خیلی به هم نزدیک باشند، می تواند بر سرعت انتقال داده و سیگنال کابل شبکه تأثیر منفی بگذارد. همچنین، اگر تعداد زیادی کابل در کنار هم قرار گیرند، می توانند گرمای بیش از حد تولید کنند.در ساخت و توسعه دیتا سنتر باید کدهای ساختمان و استانداردهای صنعتی را در نظر گرفت تا اطمینان حاصل شود که کابل کشی کارآمد و ایمن است.

افزونگی و بازیابی فاجعه

از کار افتادن دیتا سنتر برای ارائه دهندگان و مشتریان آنها پرهزینه است و اپراتورها و معماران دیتا سنترها تمام تلاش خود را می کنند تا انعطاف پذیری سیستم های خود را افزایش دهند. این اقدامات شامل  آرایش های اضافی دیسک‌های مستقل (RAID) برای محافظت در برابر از دست دادن داده یا نقص در صورت خرابی رسانه ذخیره‌ سازی و همچنین پشتیبان‌گیری از زیرساخت خنک‌ کننده مرکز داده است که سرورها را در دمای بهینه نگه می‌دارد، حتی اگر سیستم خنک‌کننده اولیه از کار بیفتد.

بیشتر بدانید: طراحی دیتا سنتر

بسیاری از ارائه دهندگان دیتا سنتر بزرگ، مراکزی دارند که در مناطق جغرافیایی متمایز واقع شده اند و به طوری که اگر یک بلای طبیعی یا اخلال سیاسی در یک منطقه رخ دهد، عملیات می تواند در منطقه دیگری برای خدمات بدون وقفه ادامه داشته باشد.

دیتا سنترها از چهار لایه برای رتبه‌بندی افزونگی و انعطاف‌پذیری استفاده می‌کند:

Tier 1

یک دیتا سنتر سطح ظرفیت پایه با زیرساخت برای پشتیبانی از فناوری اطلاعات در یک محیط اداری و فراتر از آن است. اما الزامات تسهیلات Tier 1 در دیتا سنتر چیست:

– یک منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای افت برق، قطعی برق و افزایش ناگهانی برق.

– محوطه ای برای سیستم های  فناوری اطلاعات

– تجهیزات خنک کننده اختصاصی که خارج از ساعات اداری کار می کنند.

– یک موتور ژنراتور برای قطع برق.

Tier 1 در برابر اختلالات ناشی از خطای انسانی محافظت می کند، اما نه خرابی یا قطعی غیرمنتظره. تجهیزات اضافی شامل چیلرها، پمپ ها، ماژول های UPS و ژنراتورهای موتور هستند. این مرکز برای تعمیر و نگهداری پیشگیرانه باید به طور کامل خاموش شود و عدم انجام این کار خطر اختلالات برنامه ریزی نشده و عواقب شدید ناشی از خرابی سیستم را افزایش می دهد.

Tier 2

امکانات Tier 2 اجزای ظرفیت اضافی را برای برق و خنک کننده پوشش می دهد که فرصت های نگهداری بهتر و ایمنی در برابر اختلالات را فراهم می کند. این اجزا عبارتند از:

ژنراتورهای موتور

ذخیره انرژی.

چیلرها

واحدهای خنک کننده

ماژول های یو پی اس

پمپ ها

تجهیزات دفع حرارت

مخازن سوخت.

سلول های سوختی.

مسیر توزیع Tier 2 در خدمت یک محیط حیاتی است . اجزای آن را می توان بدون خاموش کردن آن حذف کرد. مانند تسهیلات Tier I  خاموش شدن غیرمنتظره یک دیتا سنتر  Tier 2 ،بر سیستم تأثیر می گذارد.

Tier 3

دیتا سنتر Tier 3 به طور همزمان با اجزای اضافی به عنوان یک کلید متمایز، با مسیرهای توزیع اضافی برای خدمت به محیط حیاتی قابل نگهداری است. برخلاف Tier 1 و Tier 2، این امکانات زمانی که تجهیزات نیاز به تعمیر و نگهداری و یا تعویض دارند، نیازی به خاموش شدن ندارند. اجزای Tier 3 به اجزای Tier 2 اضافه می شوند تا هر قسمتی را بتوان بدون تأثیر بر عملکرد IT خاموش کرد.

Tier 4

یک دیتا سنتر Tier 4 دارای چندین سیستم مستقل و ایزوله شده فیزیکی است که به عنوان اجزای ظرفیت اضافی و مسیرهای توزیع عمل می کند. جداسازی برای جلوگیری از به خطر انداختن هر دو سیستم توسط یک رویداد ضروری است. محیط تحت تأثیر اختلالات برنامه ریزی شده و برنامه ریزی نشده قرار نخواهد گرفت. با این حال، اگر قطعات اضافی یا مسیرهای توزیع برای تعمیر و نگهداری بسته شوند، ممکن است در صورت بروز خرابی، ممکن است محیط با اختلال بیشتری مواجه شود.

امکانات Tier 4 تحمل خطا را به توپولوژی Tier 3 اضافه می کند. هنگامی که یک قطعه از تجهیزات خراب یا در مسیر توزیع وقفه ایجاد شود، عملیات فناوری اطلاعات تحت تأثیر قرار نمی گیرد. همه تجهیزات IT باید دارای طراحی توان تحمل خطا باشند تا سازگار باشند. مراکز داده Tier 4 نیز برای پایدار کردن محیط به خنک کننده مداوم نیاز دارند.

کنترل های زیست محیطی دیتاسنتر

دیتا سنترها باید برای کنترل عوامل محیطی( که بیشتر آنها به هم مرتبط هستند)  طراحی و تجهیز شوند که می توانند به سخت افزار آسیب بزنند یا آن را از بین ببرند و منجر به خرابی گران قیمت یا فاجعه بار شوند. اما موارد مهم در کنترل های زیست محیطی دیتا سنتر چیست:

دما: اکثر دیتا سنترها ترکیبی از خنک کننده هوا و خنک کننده مایع استفاده می کنند تا سرورها و سایر سخت افزارها را در محدوده دمایی مناسب نگه دارند. خنک کننده هوا اساساً تهویه مطبوع است . به طور خاص، تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAC) که کل اتاق سرور یا ردیف ها و قفسه های خاصی از سرورها را هدف قرار می دهد. فن‌آوری‌های خنک‌کننده مایع، مستقیما مایع را به پردازنده‌ها پمپ می‌کنند و یا در برخی موارد سرورها را در مایع خنک‌کننده غوطه ‌ور می‌کنند. ارائه دهندگان دیتا سنتر ها به طور فزاینده ای از خنک کننده مایع برای بهره وری انرژی و پایداری بیشتر آن استفاده میکنند. به دلیل آن که خنک کننده به برق و آب کمتری نسبت به خنک کننده هوا نیاز دارد.

رطوبت: رطوبت بالا می تواند باعث زنگ زدگی تجهیزات شود. رطوبت کم می تواند خطر نوسانات الکتریسیته ساکن را افزایش دهد . تجهیزات کنترل رطوبت شامل سیستم های CRAC ، تهویه مناسب و سنسورهای رطوبتی می باشند.

الکتریسیته ساکن: 25 ولت تخلیه ساکن برای آسیب رساندن به تجهیزات یا خراب کردن داده ها کافیست. تاسیسات دیتا سنتر مجهز به تجهیزاتی برای نظارت بر الکتریسیته ساکن و تخلیه ایمن آن است.

آتش سوزی: به دلایل واضح، مراکز داده باید مجهز به تجهیزات پیشگیری از آتش سوزی باشند و به طور مرتب آزمایش شوند.

زیرساخت های فوق همگرا چیست؟

دیتا سنتر سنتی بر روی یک زیرساخت سه لایه (Tier) با بلوک های محاسباتی، ذخیره سازی و منابع شبکه اختصاص داده شده برای پشتیبانی از برنامه های خاص ساخته شده است. در یک زیرساخت فوق همگرا (HCI)، سه Tier در یک بلوک به نام گره ترکیب می شوند. چندین گره را می توان با هم دسته بندی کرد تا مجموعه ای از منابع را تشکیل دهد که می توان از طریق یک لایه نرم افزار مدیریت کرد.

بخشی از جذابیت HCI این است که ذخیره سازی، محاسبات و شبکه را در یک سیستم واحد برای کاهش پیچیدگی و ساده سازی استقرار در دیتا سنتر، شاخه های راه دور و مکان های لبه (Edge) ترکیب می کند.

نوگرایی دیتا سنتر چیست؟

از لحاظ تاریخی، دیتا سنتر به عنوان مجموعه ای متمایز از تجهیزات در خدمت برنامه های کاربردی خاص دیده می شد. از آنجایی که هر برنامه به منابع بیشتری نیاز داشت، تجهیزات تهیه می شد. برای استقرار آن به زمان توقف زیاد نیاز بود. به همراه استفاده روزافزون از فضای فیزیکی، نیرو و سرمایش.

با گسترش فناوری های مجازی سازی، دیدگاه ها تغییر کرد. امروزه، ما دیتا سنترها را به‌طور کل به ‌عنوان مجموعه‌ای از منابع می‌بینیم. که باید به ‌طور منطقی تقسیم‌ بندی شوند. و به‌عنوان یک امتیاز، به‌ طور مؤثرتری برای سرویس‌ دهی با چندین برنامه کاربردی استفاده شوند. همانند سرویس‌های ابری، زیرساخت‌های کاربردی شامل سرورها، ذخیره‌سازی و شبکه‌ها را می‌توان در یک اتاق شیشه ای پیکربندی کرد. استفاده کارآمد تر از سخت‌افزار امکان ایجاد دیتا سنتر کارآمدتر و سبزتر را فراهم می‌کند. و نیاز به خنک‌کننده ها و انرژی بیشتر را کاهش می‌دهد.

نقش هوش مصنوعی در دیتا سنتر چیست؟

هوش مصنوعی (AI) به الگوریتم‌ها اجازه می‌دهد تا نقش مدیریت زیرساخت مرکز داده (DCIM) را ایفا کنند. توزیع انرژی، راندمان خنک‌کننده ها، حجم کاری سرور و تهدیدات سایبری را در زمان واقعی رصد کند و به‌طور خودکار تنظیمات مناسب را انجام دهند. هوش مصنوعی می‌تواند بار کاری را به سمت منابع کم استفاده سوق دهد، خرابی‌های احتمالی اجزا را شناسایی کند و منابع موجود را متعادل کند. همه اینها را با تعامل اندک انسانی انجام می دهد.

آینده دیتا سنترها

یکی از سوالات مورد پرسش اینست که آینده دیتا سنتر ها چیست. دیتا سنترها فاصله زیادی تا منسوخ شدن دارند. شرکت‌ها هر روز داده‌های بیشتری تولید می‌کنند. چه داده‌های فرآیند کسب‌ وکار، داده‌های مشتری، داده‌های IoT، داده‌های OT، داده‌های دستگاه‌های نظارت بر بیمار. همچنین چه در فضای ابری یا در یک مدل هیبریدی. ممکن است شرکت‌ها از نظر فیزیکی دیتا سنتر جدید و متمرکز را نسازند. اما در حال مدرن ‌سازی امکانات دیتا سنترهای  موجود خود هستند. و مراکز داده خود را به مکان‌های اج یا لبه گسترش می‌دهند.

با نگاهی به آینده، تقاضا برای فناوری خودروهای خودران، بلوکه های اطلاعات، واقعیت مجازی و متاورس تنها باعث افزایش رشد دیتا سنترها خواهد شد.

سوالات متداول (FAQ)

1- چه سطوحی در طراحی مرکز داده وجود دارد

طراحی مرکز داده شامل 4 سطح است که به آن Tier1, Tier2, Tier3, Tier4 گویند

2- سرور های پر مصرف در مرکز داده چه انواعی دارند

رک مانت، بلید، مین فریم