Что такое проектирование ЦОД
Проектирование центра обработки данных (ЦОД) — это процесс моделирования и проектирования ИТ-ресурсов ЦОД, архитектурной схемы и всей инфраструктуры. Проектирование ЦОД обеспечивает логическую концепцию центра обработки данных до его разработки или внедрения в организацию.
Проектирование ЦОД является ключевым этапом разработки, системные архитекторы создают документированное, схематичное и логическое представление центра обработки данных. Обычно это обширный процесс, который охватывает все основные вычислительные и не вычислительные параметры.
Вычислительный аспект проектирования центра обработки данных может включать:
- Количество и тип необходимого сервера;
- Схемы сети и оборудования;
- Планирование ресурсов предприятия;
- CRM-систему;
- Необходимое программное обеспечение.
Аналогичным образом, помимо прочего, проектирование ЦОД включает следующее:
- Физическое пространство, в котором находится все оборудование;
- Системы питания, охлаждения и вентиляции ЦОД;
- Безопасность центра обработки данных;
- Аварийное восстановление.
Существует несколько видов классификации центров обработки данных в зависимости от того, как они настроены и используются.
К этим видам относятся:
- Классические центры обработки данных — это объекты, полностью построенные, поддерживаемые, эксплуатируемые и управляемые бизнесом для оптимальной работы своего ИТ-оборудования.
- Облачные ЦОД — это центры обработки данных, которыми управляет третья сторона от имени бизнеса. У бизнеса нет собственного центра обработки данных или пространства в нем.
- Контейнерные центры обработки данных — обычно представляют собой большие контейнеры, построенные для размещения нескольких предприятий в центре. Бизнес арендует собственное пространство в центре обработки данных и впоследствии заполняет пространство своим ИТ-оборудованием или использует оборудование, предоставленное оператором центра обработки данных.
Помимо этого ЦОД также классифицируется по уровням. Уровни центра обработки данных — это стандартизированная система ранжирования, которая показывает надежность инфраструктуры центра обработки данных. Эта классификация ранжирует объекты от 1 до 4, где 1 — худший уровень, а 4 — лучший уровень.
Tier 1: центр обработки данных с единым каналом питания и охлаждения, без резервных компонентов. Ожидаемое время безотказной работы этого уровня составляет 99,671% в год.
Tier 2: центр обработки данных с единым каналом питания и охлаждения, а также с резервными компонентами. Этот уровень предлагает ожидаемое время безотказной работы 99,741% в год.
Tier 3: центр обработки данных с несколькими путями питания и охлаждения, а также резервными системами, которые позволяют персоналу работать над установкой, не отключая ее. Ожидаемое время безотказной работы этого уровня составляет 99,982% в год.
Tier 4: полностью отказоустойчивый центр обработки данных с резервированием каждого компонента. Ожидаемое время безотказной работы этого уровня составляет 99,995% в год.
Легко заметить, что надежность ЦОД повышается с повышением уровня, однако уровень 4 не всегда лучше, чем ЦОД с более низким рейтингом. Каждый уровень соответствует различным потребностям бизнеса, поэтому уровни 3 или 4 (самые дорогие варианты) часто являются излишними инвестициями.
Требования к ЦОД
Хотя многие люди имеют общее представление о том, что входит в создание центра обработки данных, однако, далеко не все знают, что конкретно требуется при проектировании ЦОД. Вот список аппаратных компонентов, необходимых для создания центра обработки данных.
Серверы
Серверы — это сердце центра обработки данных. Эти аппаратные единицы отвечают за хранение, анализ и передачу данных. Существует три основных типа серверов: блейд-серверы, стоечные серверы и башенные серверы. В современных центрах обработки данных используются стоечные серверы, в которых несколько серверов размещаются друг над другом в стойке.
Стойки
Выбор правильных стоек является важным фактором при настройке или управлении центром обработки данных, а также фактором, который часто упускается из виду. Стойки для серверов бывают двух основных типов — открытые стойки и шкафы. Шкафы выдерживают физический вес серверов, устройств хранения и коммутаторов. В то время как открытые стойки обеспечивают лучшую видимость и простоту в обращении, однако, шкафы являются более безопасными и стабильными единицами.
Кабели
Коаксиальные, витые и оптоволоконные кабели используются в центрах обработки данных для подключения коммутаторов, устройств хранения данных и серверов. Волоконно-оптические кабели обеспечивают более быструю передачу, поэтому они широко используются в современных центрах обработки данных. Поскольку кабели в конечном итоге отвечают за бесперебойную и своевременную передачу данных по сети, они играют центральную роль в функционировании ЦОД.
Переключатели
Соединительные блоки оборудования центра обработки данных, коммутаторы, отвечают за соединение нескольких устройств вместе. Переключатели функционируют на основе аппаратных адресов устройств.
Хранилище
Сетевые хранилища и сети хранения данных — это два наиболее часто используемых типа систем хранения в современных центрах обработки данных, при этом сеть хранения данных обеспечивает более высокую скорость и более эффективный доступ к файлам и данным на уровне блоков.
Помимо этих основных устройств, без которых центр обработки данных не может функционировать, в игру вступают многие другие факторы, которым иногда не придается такого же значения.
Силовое оборудование
Центры обработки данных требуют круглосуточной доступности электропитания и поэтому компании должны использовать резервные генераторы и несколько маршрутов передачи данных для обеспечения бесперебойного питания (ИБП).
Системы безопасности
Физическое пространство, в котором установлен центр обработки данных, должно быть устойчиво к стихийным бедствиям, таким как наводнения, землетрясения, пожары и т. д. Дополнительно необходимо выстроить систему контроля доступа для обеспечения конфиденциальности данных.
Системы охлаждения
Центры обработки данных требуют, чтобы несколько серверов располагались в непосредственной близости друг от друга в ограниченном пространстве. В этом случае высока вероятность быстрого перегрева оборудования, несмотря на наличие внутренних вентиляторов. Поэтому в серверных комнатах должна быть определенная температура воздуха.
Политики и регламенты
Обслуживание и управление физическим оборудованием требует строгого соблюдения определенных политик и регламентов, которым необходимо следовать. Документация может включать плановое обслуживание, протоколы простоя или даже уборку.
Строительство ЦОД
По своей сути центр обработки данных — это не более чем открытое пространство. Ниже мы кратко рассмотрим некоторые ключевые компоненты построения центра обработки данных.
1. Электрическая схема ЦОД
Центр обработки данных требует огромное количество электроэнергии для соответствия необходимым требованиям безопасности (как для данных, так и для самой структуры).
2. Охлаждение и энергопотребление
Огромное количество серверов, расположенных в ЦОД, требуют мощных и эффективных систем охлаждения. Такие системы могут быть довольно затратными для компании, поэтому многие производства до сих пор используют традиционные кондиционеры.
3. Проектирование помещения
При проектировании помещения следует учитывать адаптируемость, гибкость и возможность расширения в будущем. Также следует учитывать электрические системы и системы охлаждения, которые могут повлиять на распределение аппаратного оборудования.
4. Безопасность
Непрерывная работа ЦОД крайне важна для предприятий, поэтому общая безопасность имеет решающее значение. Необходимо обеспечить не только физическую безопасность объекта, но и защиту информации.
Не существует универсального способа проектирования центра обработки данных, и существует бесчисленное множество решений, отвечающих уникальным потребностям каждого бизнеса.
Стратегии ЦОД
Следующие стратегии помогут создать ЦОД с превосходной эффективностью и устойчивостью:
Измеряйте энергоэффективность
Операторы центров обработки данных не могут управлять тем, что они не измеряют, поэтому используйте такие показатели, как эффективность электропотребления для наблюдения за эффективностью ЦОД. Эффективность электропотребления следует измерять непрерывно с частыми интервалами в течение всего года, поскольку сезоны и погодные условия могут влиять на энергопотребление.
Выбирайте модульную конструкцию
Преимущество модульной конструкции при построении центра обработки данных заключается в том, что она обеспечивает гибкость и простоту доступа. Компании сталкиваются с серьезными проблемами, когда им приходится добавлять или удалять стандартные блоки в ЦОД. Единственный способ избежать этого — построить модульный центр обработки данных, который будет совместим с различными платформами по мере совершенствования технологий с каждым годом.
Попробуйте альтернативное охлаждение
Система отопления, вентиляции и кондиционирования может быть стандартной для классических центров обработки данных, но рассмотрите способы сокращения зависимости от этой системы. Например, центры обработки данных в более прохладном климате могут сократить использование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и пропускать в помещение более холодный воздух, называемый естественным охлаждением.
Распределяйте энергию
Энергоэффективность центра обработки данных часто снижается из-за неэффективности устройств обработки и распределения электроэнергии, таких как трансформаторы оборудования и блоки распределения питания. Используйте высокоэффективный механизм распределения мощности и сведите к минимуму количество передач.
Используйте гибридные облачные среды
Гибридные среды, которыми управляет команда центра обработки данных, могут помочь в управлении ресурсами и повышении безопасности и производительности. Помимо использования общедоступного облака для обеспечения эффективной работы критически важных приложений, частное облако можно настраивать и управлять им внутри компании. Это облегчает совместное использование ресурсов между несколькими командами.
Непрерывность обслуживания
Строительство центров обработки данных — это широкое понятие, включающее проект помещения, оборудование, инфраструктуру и требования к безопасности ЦОД. При этом каждой компании необходимо придерживаться определенных норм проектирования ЦОД. Например, основные требования к ЦОД закреплены в ГОСТ Р 58811-2020 и ГОСТ Р 58812-2020.
Важно помнить и про требования по информационной безопасности. Основные законодательные требования закреплены в Федеральном законе "О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации" от 26.07.2017 N 187-ФЗ.
Как правило, компании особое внимание уделяют следующим объектам ЦОД:
- серверным хранилищам (server);
- системам хранения данных (storage);
- сетевой части (networkig).
Для центров обработки данных важно обеспечить почти 100% доступность, а не просто тратить время на разработку лучших стратегий аварийного восстановления. Распределение приложений по нескольким сайтам помогает повысить производительность, а также увеличить время безотказной работы.
