آنچه در این مقاله می‌خوانید
دیتاسنتر و اجزای تشکیل‌دهنده آن
دیتاسنتر (Data Center) اتاق، ساختمان یا تاسیساتی فیزیکی است که زیرساخت‌های IT را برای ساخت، اجرا و ارائه برنامه‌ها و خدمات و همچنین ذخیره و مدیریت داده‌های مرتبط با این‌ها را در خود جای می‌دهد.
دیتاسنترها در سال‌های اخیر از تأسیسات خصوصی و کاملاً تحت کنترل درون‌سازمانی، که زیرساخت‌های سنتی IT را برای استفاده انحصاری یک شرکت نگهداری می‌کردند، به تأسیسات یا شبکه‌هایی از تأسیسات متعلق به ارائه‌دهندگان خدمات ابری تغییر کرده و زیرساخت‌های مجازی IT را برای استفاده مشترک چندین شرکت و مشتری فراهم می‌کنند.
انواع دیتاسنتر
دیتاسنترها انواع مختلفی دارند و یک شرکت ممکن است با توجه به نیازهای کاری و تجاری خود، از چند نوع مختلف استفاده کند.
دیتاسنترهای سازمانی (درون‌سازمانی)
در این مدل دیتاسنتر، تمام زیرساخت‌های IT و داده‌ها به صورت درون‌سازمانی میزبانی می‌شوند. بسیاری از شرکت‌ها ترجیح می‌دهند دیتاسنترهای درون‌سازمانی خود را داشته باشند زیرا احساس می‌کنند که کنترل بیشتری بر امنیت اطلاعات دارند و می‌توانند به راحتی با مقرراتی مانند مقررات عمومی حفاظت از داده‌های اتحادیه اروپا (GDPR) یا قانون حمل و نقل و مسئولیت‌پذیری بیمه سلامت ایالات متحده (HIPAA) سازگار شوند. در دیتاسنتر سازمانی، شرکت مسئولیت تمامی وظایف استقرار، نظارت و مدیریت را بر عهده دارد.
دیتاسنترهای ابری عمومی
دیتاسنترهای ابری منابع زیرساخت IT را برای استفاده مشترک توسط مشتریان متعدد – از ده‌ها تا میلیون‌ها مشتری – از طریق اتصال به اینترنت فراهم می‌کنند.
بسیاری از بزرگ‌ترین دیتاسنترهای ابری که به آن‌ها دیتاسنترهای هایپراسکیل می‌گویند، توسط ارائه‌دهندگان بزرگ خدمات ابری مانند Amazon Web Services (AWS)، Google Cloud Platform، IBM Cloud، Microsoft Azure وOracle Cloud Infrastructure اداره می‌شوند. در واقع، اکثر ارائه‌دهندگان برتر خدمات ابری، چندین دیتاسنتر هایپراسکیل در سراسر جهان دارند. به طور معمول، ارائه‌دهندگان خدمات ابری دیتاسنترهای کوچک‌تری به نام دیتاسنترهای لبه را که نزدیک‌تر به لبه شبکه و کاربران نهایی (و مشتریان آن‌ها) قرار دارند، نگهداری می‌کنند. برای حجم‌های کاری فوری و سنگین از نظر داده، مانند تحلیل داده‌های بزرگ، هوش مصنوعی و برنامه‌های تحویل محتوا، دیتاسنترهای لبه می‌توانند تأخیر را به حداقل برسانند و عملکرد کلی برنامه‌ها و تجربه کاربری را بهبود بخشند.
دیتاسنترهای مدیریت‌شده و امکانات کولوکیشن
دیتاسنترهای مدیریت‌شده و تسهیلات کولوکیشن از گزینه‌هایی برای سازمان‌هایی هستند که فضای کافی، نیروی انسانی، یا تخصص لازم برای استقرار و مدیریت جزئی یا کامل زیرساخت‌های IT خود در سازمان را ندارند، اما تمایلی به استفاده از منابع مشترک یک دیتاسنتر ابری عمومی برای میزبانی از این زیرساخت‌ها را نیز ندارند.
در دیتاسنتر مدیریت‌شده، شرکت مشتری، سرورهای اختصاصی، ذخیره‌سازی و سخت‌افزار شبکه را از ارائه‌دهنده دیتاسنتر اجاره می‌کند و ارائه‌دهنده دیتاسنتر مسئولیت مدیریت، نظارت و اداره این تجهیزات را برای شرکت مشتری بر عهده می‌گیرد.
در یک کولوکیشن، شرکت مشتری مالک تمام زیرساخت‌هاست و فضایی اختصاصی را برای میزبانی این زیرساخت‌ها در داخل تأسیسات اجاره می‌کند. در مدل سنتی هم‌مکانی، شرکت مشتری تنها دسترسی به سخت‌افزارها و مسئولیت کامل مدیریت آن‌ها را بر عهده دارد؛ این مدل برای حفظ حریم خصوصی و امنیت مناسب است، اما در موارد اضطراری یا قطعی‌ها معمولاً عملی نیست. امروزه بیشتر ارائه‌دهندگان خدمات هم‌مکانی، خدمات مدیریت و نظارت را برای مشتریانی که به آن نیاز دارند، ارائه می‌دهند.
دیتاسنترهای مدیریت‌شده و تأسیسات هم‌مکانی اغلب برای نگهداری از فناوری‌های ریموت پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات در مواقع بحرانی برای کسب‌وکارهای کوچک و متوسط استفاده می‌شوند.
معماری دیتاسنتر
بیشتر دیتاسنترهای مدرن – حتی دیتاسنترهای درون‌سازمانی – از معماری سنتی IT که در آن هر برنامه یا عملیاتی بر روی سخت‌افزار اختصاصی خود اجرا می‌شد، به معماری ابری تکامل یافته‌اند. در معماری ابری، منابع سخت‌افزاری فیزیکی مانند پردازنده‌ها، ذخیره‌سازی و شبکه مجازی‌سازی می‌شوند. مجازی‌سازی این امکان را فراهم می‌کند که این منابع از محدودیت‌های فیزیکی خود جدا و به ظرفیت‌هایی تبدیل شوند که می‌توانند به هر میزان مورد نیاز برای چندین برنامه و عملیات اختصاص یابند.
مجازی‌سازی همچنین امکان ایجاد زیرساخت تعریف‌شده توسط نرم‌افزار (SDI) را فراهم می‌کند؛ زیرساختی که می‌تواند به صورت برنامه‌ریزی‌شده و بدون دخالت انسان، تأمین، پیکربندی، اجرا، نگهداری و خاموش شود.
مطالعه بیشتر: حقایقی درباره دیتاسنترها که پیش از این نمی‌دانستید!
ترکیب معماری ابری و SDI مزایای بسیاری را برای دیتاسنترها و کاربران آن‌ها فراهم می‌کند که شامل موارد زیر است:
- استفاده بهینه از منابع پردازش، ذخیره‌سازی و شبکه: مجازی‌سازی این امکان را برای شرکت‌ها یا سرویس‌های ابری فراهم می‌کند که با کم‌ترین سخت‌افزار و کم‌ترین ظرفیت بلااستفاده یا غیرفعال، بیشترین تعداد کاربران را خدمات‌رسانی کنند.
- استقرار سریع برنامه‌ها و خدمات: خودکارسازی SDI باعث می‌شود که تهیه زیرساخت جدید به سادگی ارسال یک درخواست از طریق یک پورتال سلف‌سرویس انجام شود.
- مقیاس‌پذیری: زیرساخت IT مجازی‌سازی‌شده به مراتب ساده‌تر از زیرساخت IT سنتی مقیاس‌پذیر است. حتی شرکت‌هایی که از دیتاسنترهای درون‌سازمانی استفاده می‌کنند، می‌توانند در مواقع لزوم با انتقال حجم کاری به فضای ابری، ظرفیت خود را افزایش دهند.
- تنوع خدمات و راهکارهای دیتاسنتر: شرکت‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات ابری می‌توانند طیف گسترده‌ای از روش‌ها برای استفاده و ارائه خدمات IT را از زیرساختی واحد ارائه دهند. انتخاب‌ها بر اساس نیازهای حجم کاری انجام می‌شوند و شامل خدماتی مانند زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS)، پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) و نرم‌افزار به عنوان سرویس (SaaS) هستند. این خدمات می‌توانند در دیتاسنتری خصوصی، یا به صورت راهکارهای ابری در فضای ابری خصوصی، عمومی، هیبریدی یا چندابری ارائه شوند.
- توسعه بومی ابری: استفاده از کانتینرها و رایانش بدون سرور، به همراه اکوسیستمی آزاد و قوی، چرخه‌های DevOps و نوسازی برنامه‌ها را ممکن و تسریع می‌کند و امکان توسعه برنامه‌هایی با قابلیت اجرای جهانی را فراهم می‌سازد.
اجزای زیرساخت دیتاسنتر
سرورها
سرورها کامپیوترهای قدرتمندی هستند که برنامه‌ها، خدمات و داده‌ها را به دستگاه‌های کاربران نهایی ارائه می‌دهند. سرورهای دیتاسنتر در چندین شکل و اندازه مختلف عرضه می‌شوند:
- سرورهای رک‌مونت سرورهای مستقل، تخت و پهنی هستند که برای صرفه‌جویی در فضا (برخلاف سرورهای برجی یا دسکتاپ) روی یکدیگر در یک رک قرار می‌گیرند. هر سرور رک‌مونت دارای منبع تغذیه، فن‌های خنک‌کننده، کلیدهای شبکه و پورت‌های خود به همراه پردازنده، حافظه و فضای ذخیره‌سازی معمول است.
- سرورهای بلید (یا تیغه‌ای) برای صرفه‌جویی بیشتر در فضا طراحی شده‌اند. هر بلید شامل پردازنده‌ها، کنترل‌کننده‌های شبکه، حافظه و گاهی ذخیره‌سازی است. آن‌ها برای قرار گرفتن در یک شاسی طراحی شده‌اند که چندین بلید را در خود جای می‌دهد و شامل منبع تغذیه، مدیریت شبکه و سایر منابع برای تمام بلیدهای موجود در شاسی است.
- مین‌فریم‌ها کامپیوترهایی با عملکرد بالا و دارای چندین پردازنده هستند که می‌توانند وظایف اتاقی کامل از سرورهای رک‌مونت یا بلید را انجام دهند. مین‌فریم‌ها اولین کامپیوترهای مجازی‌سازی‌شده هستند و می‌توانند میلیاردها محاسبه و تراکنش را در لحظه پردازش کنند.
انتخاب نوع فرم فاکتور به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله فضای موجود در دیتاسنتر، حجم کاری که روی سرورها اجرا می‌شود، توان برق موجود و هزینه.
سیستم‌های ذخیره‌سازی
بیشتر سرورها شامل مقداری فضای ذخیره‌سازی داخلی هستند که به آن «ذخیره‌سازی متصل به‌طور مستقیم» (DAS) گفته می‌شود تا داده‌های پرتکرار و پرکاربرد نزدیک به پردازنده باقی بمانند.
دو پیکربندی دیگر ذخیره‌سازی در دیتاسنتر شامل «ذخیره‌سازی متصل به شبکه» (NAS) و «شبکه ذخیره‌سازی» (SAN) می‌باشند.
NAS امکان ذخیره‌سازی و دسترسی به داده‌ها را برای چندین سرور از طریق اتصال استاندارد اترنت فراهم می‌کند. دستگاه NAS معمولاً سروری اختصاصی با چندین رسانه ذخیره‌سازی – هارد دیسک (HDD) و یا درایوهای حالت جامد (SSD) است.
مانند (NAS)، (SAN) نیز امکان ذخیره‌سازی مشترک را فراهم می‌کند، اما SAN از یک شبکه جداگانه برای داده‌ها استفاده می‌کند و شامل ترکیب پیچیده‌تری از چندین سرور ذخیره‌سازی، سرورهای اپلیکیشن و نرم‌افزار مدیریت ذخیره‌سازی است.
یک دیتاسنتر ممکن است از هر سه پیکربندی ذخیره‌سازی DAS، NAS و SANبه همراه انواع ذخیره‌سازی فایل، بلاک و آبجکت استفاده کند.
شبکه
شبکه دیتاسنتر که شامل انواع مختلف کلیدها، روترها و فیبرهای نوری است، ترافیک شبکه را بین سرورها (که به آن ترافیک شرق/غرب گفته می‌شود) و بین سرورها و مشتریان (که به آن ترافیک شمال/جنوب گفته می‌شود) منتقل می‌کند.
همان‌طور که قبلاً ذکر شد خدمات شبکه دیتاسنتر معمولاً مجازی‌سازی شده‌اند. این امر امکان ایجاد شبکه‌های پوششی تعریف‌شده توسط نرم‌افزار را بر روی زیرساخت فیزیکی شبکه فراهم می‌کند تا کنترل‌های امنیتی خاص یا توافق‌نامه‌های سطح خدمات‌ها را پشتیبانی کند.
تأمین برق و مدیریت کابل
دیتاسنترها باید در هر سطحی همواره فعال باشند. بیشتر سرورها دارای منبع تغذیه دوگانه هستند. منابع تغذیه بدون وقفه (UPS) که با باتری کار می‌کنند، در برابر نوسانات برق و قطعی‌های کوتاه مدت برق محافظت می‌کنند. در صورت وقوع قطعی برق شدیدتر، ژنراتورهای قدرتمند می‌توانند به‌طور خودکار وارد عمل شوند.
با هزاران سروری که توسط کابل‌های مختلف متصل می‌شوند، مدیریت کابل یکی از مسائل مهم در طراحی دیتاسنتر است. اگر کابل‌ها بیش از حد به یکدیگر نزدیک باشند، ممکن است منجر به ایجاد تداخل الکترومغناطیسی شوند که می‌تواند سرعت انتقال داده و کیفیت سیگنال‌ها را کاهش دهد. همچنین، اگر تعداد زیادی کابل به صورت متراکم بسته شوند، می‌توانند گرمای بیش از حد تولید کنند. ساخت و گسترش دیتاسنتر باید به کدهای ساختمانی و استانداردهای صنعتی توجه داشته باشد تا از کارایی و ایمنی کابل‌کشی اطمینان حاصل شود.
افزونگی و بازیابی در زمان بحران
تعطیلی دیتاسنتر هزینه‌بر است؛ چه برای ارائه‌دهندگان دیتاسنتر و چه برای مشتریان آن‌ها. به همین دلیل، اپراتورها و معماران دیتاسنتر تلاش زیادی می‌کنند تا پایداری سیستم‌های خود را افزایش دهند. این اقدامات شامل مواردی مانند استفاده از مجموعه‌های افزونه دیسک‌های مستقل برای محافظت در برابر از دست دادن یا خرابی داده‌ها در صورت خرابی رسانه‌های ذخیره‌سازی، تا زیرساخت‌های پشتیبان سرمایش دیتاسنتر که حتی در صورت از کار افتادن سیستم اصلی سرمایش، سرورها را در دمای بهینه نگه می‌دارند، می‌شود.
بسیاری از ارائه‌دهندگان بزرگ دیتاسنتر دارای مراکزی در مناطق جغرافیایی متفاوت هستند، به‌طوری‌که در صورت وقوع بلایای طبیعی یا اختلالات سیاسی در یک منطقه، عملیات می‌تواند به منطقه دیگری منتقل شود تا خدمات بدون وقفه ادامه یابد.
مؤسسه Uptime از یک سیستم چهار لایه برای ارزیابی افزونگی و پایداری دیتاسنترها استفاده می‌کند:
- لایه اول: اجزای ظرفیت افزونگی پایه‌ای، مانند منبع تغذیه بدون وقفه و سیستم‌های سرمایش 24/7، را برای پشتیبانی از عملیات IT در محیط اداری یا بیشتر فراهم می‌کند.
- لایه دوم: سیستم‌های قدرت و سرمایش افزوده‌ای مانند ژنراتورها و دستگاه‌های ذخیره انرژی را برای افزایش ایمنی در برابر اختلالات اضافه می‌کند.
- لایه سوم: اجزای افزونگی بیشتری به‌عنوان تمایزی کلیدی نسبت به دیگر دیتاسنترها اضافه می‌کند. تأسیسات لایه سوم نیازی به خاموشی در هنگام تعمیر یا تعویض تجهیزات ندارند.
- لایه چهارم: با اجرای چندین جزء افزونگی مستقل و فیزیکی جداگانه، تحمل خطا را افزایش می‌دهد. به‌طوری‌که خرابی یک قطعه از تجهیزات، هیچ تأثیری بر عملیات IT نخواهد داشت.
کنترل‌های محیطی
دیتاسنترها باید طوری طراحی و تجهیز شوند که بتوانند عوامل محیطی را که اکثراً با هم مرتبط هستند و می‌توانند به سخت‌افزار آسیب برسانند یا آن را از بین ببرند و منجر به خرابی‌های پرهزینه یا فاجعه‌بار شوند، کنترل کنند.
دما: بیشتر دیتاسنترها از ترکیبی از سیستم‌های خنک‌کننده هوا و مایع استفاده می‌کنند تا سرورها و سایر سخت‌افزارها را در دماهای مناسب نگه دارند. خنک‌سازی با هوا در اصل شامل تهویه مطبوع است که به‌ویژه از سیستم‌های تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAC) برای کل اتاق سرور یا ردیف‌ها و رک‌های خاص سرورها استفاده می‌شود. فناوری‌های خنک‌سازی با مایع، مایع را به‌طور مستقیم به پردازنده‌ها پمپ می‌کنند، یا در برخی موارد سرورها را در مایع خنک‌کننده غوطه‌ور می‌کنند. ارائه‌دهندگان دیتاسنتر به‌طور فزاینده‌ای به خنک‌سازی با مایع روی می‌آورند، زیرا بهره‌وری انرژی و پایداری بیشتری را ارائه می‌دهد و به برق و آب کمتری نسبت به خنک‌سازی با هوا نیاز دارد.
رطوبت: رطوبت بالا می‌تواند باعث زنگ‌زدگی تجهیزات شود. رطوبت پایین می‌تواند خطر افزایش جریان الکتریسیته ساکن را افزایش دهد (در ادامه توضیح داده خواهد شد). تجهیزات کنترل رطوبت شامل سیستم‌های CRAC که پیش‌تر ذکر شد، تهویه مناسب و حسگرهای رطوبت می‌باشند.
الکتریسیته ساکن: حتی تخلیه 25 ولت الکتریسیته ساکن می‌تواند به تجهیزات آسیب بزند یا داده‌ها را خراب کند. تأسیسات دیتاسنتر به تجهیزاتی مجهز هستند که الکتریسیته ساکن را کنترل کرده و به‌طور ایمن تخلیه می‌کنند.
آتش‌سوزی: به دلایل واضح، دیتاسنترها باید به تجهیزات پیشگیری از آتش‌سوزی مجهز باشند و این تجهیزات باید به‌طور منظم آزمایش شوند.
سوالات متداول
- ۱. دیتاسنتر چیست؟
دیتاسنتر اتاق، ساختمان یا تاسیساتی فیزیکی است که زیرساخت‌های IT را برای ساخت، اجرا و ارائه برنامه‌ها و خدمات و همچنین ذخیره و مدیریت داده‌های مرتبط با این برنامه‌ها و خدمات در خود جای می‌دهد. دیتاسنترها می‌توانند در انواع مختلفی از جمله سازمانی (درون‌سازمانی)، ابری عمومی، مدیریت‌شده و کولوکیشن باشند.
- ۲. تفاوت بین دیتاسنترهای ابری عمومی و دیتاسنترهای سازمانی چیست؟
دیتاسنترهای سازمانی به‌صورت درون‌سازمانی میزبانی می‌شوند و شرکت‌ها کنترل کاملی بر زیرساخت‌ها و امنیت اطلاعات دارند. در مقابل، دیتاسنترهای ابری عمومی منابع زیرساخت IT را برای استفاده مشترک توسط مشتریان متعدد از طریق اتصال به اینترنت فراهم می‌کنند و معمولاً توسط ارائه‌دهندگان بزرگ خدمات ابری مانند Amazon Web Services (AWS) و Google Cloud Platform اداره می‌شوند.
- ۳. مجازی‌سازی در دیتاسنتر چه مزایایی دارد؟
مجازی‌سازی امکان استفاده بهینه از منابع پردازش، ذخیره‌سازی و شبکه را فراهم می‌کند، استقرار سریع برنامه‌ها و خدمات را ممکن می‌سازد، مقیاس‌پذیری را افزایش می‌دهد و تنوع خدمات و راهکارهای دیتاسنتر را بهبود می‌بخشد. این فناوری همچنین امکان ایجاد زیرساخت تعریف‌شده توسط نرم‌افزار (SDI) را فراهم می‌کند که می‌تواند به‌صورت خودکار و بدون دخالت انسان مدیریت شود.
این مقاله را به اشتراک بگذارید
