Центр обработки данных: функции, классификация и преимущества

Когда речь заходит о качестве облачных услуг, на ум сразу приходят такие параметры облака как система виртуализации, аппаратная часть, состоящая из серверов, СХД и сетевого оборудования, а также система управления виртуальной инфраструктурой. Эти параметры действительно важны, так как от них зависит скорость работы, надежность и различные возможности облачных услуг.

Но, как и в случае любых технических решений, одну из ключевых ролей в реализации облачных услуг играет непрерывность предоставления услуг, которая в большой степени зависит от работы различных инженерных систем, таких, например, как электроснабжение и кондиционирование. Для этого создаются дата-центры, или как их еще называют – Центры Обработки Данных.

Такие ЦОДы (центры обработки данных) являются помещениями, в которых созданы идеальные условия для работы различного оборудования и деятельность которых направлена на обеспечения непрерывности его работы. В данной статье мы подробно рассмотрим назначение дата-центров, и чем они отличаются друг от друга.

Для начала давайте разберемся, чем ЦОД отличается от обычной серверной, которая присутствует практически в каждой компании в том или ином виде. По сути, два этих помещения обеспечивают одну и ту же функцию – позволяют разместить оборудование для его эксплуатации и обслуживания. При этом в таких помещениях должны быть, как минимум реализованы комфортные температурные условия и бесперебойная подача электроэнергии. Вот тут и кроется основное различие. 

Другими словами, ЦОД (центр обработки данных) – это большая серверная, оснащенная множеством инструментов для того, чтобы размещенное оборудование работало стабильно и без перерыва.

В ЦОДе – все инженерные системы зарезервированы и обладают мощностью позволяющей работать оборудованию даже при возникновении локального «блэкаута». Также, в отличие от обычной серверной, здесь реализованы дополнительные системы, обеспечивающие ограничение физического доступа к оборудованию и приняты меры безопасности на случай чрезвычайных ситуаций. Помимо этого, в дата-центре ведется непрерывный мониторинг систем, позволяющий предотвратить нештатные ситуации или оперативно отреагировать них.

При постройке дата-центра учитывается огромное количество нюансов, от обеспечения прокладки кабелей и расстояния между стойками оборудования до систем пожаротушения и контроля доступа. От качества реализации каждой из них, зависит то насколько надежным, удобным и безопасным будет эксплуатация размещенного оборудования. Разумеется, в инфраструктуре ЦОД большое внимание уделяется основным инженерным системам. Давайте рассмотрим их подробнее.

Электроснабжение

Первой и основной функцией ЦОД является обеспечение непрерывной подачи электроэнергии. Обычно данный параметр имеет две ступени реализации. Первая – это наличие источников бесперебойного питания и стабилизации напряжения. Это позволяет обезопасить оборудование от скачков напряжения и его кратковременного отключения. Вторая ступень – это наличие внешнего генератора питания, который включается чаще всего в ручном или полуавтоматическом режиме и позволяет продолжать работу даже при длительном отсутствии основного электропитания.

Кондиционирование

При работе, оборудование выделяет огромное количество тепла, и для того чтобы избежать перегрева серверов, необходимо обеспечить постоянную прохладную температуру в помещениях где они установлены. Для этого в дата-центрах используются промышленные системы кондиционирования и вентиляции.

Контроль и управление доступом

Физическая безопасность в дата-центрах должна быть реализована на высоком уровне, чтобы избежать получение доступа к оборудованию третьими лицами. Поэтому во многих ЦОДах очень применяются очень жесткие правила, вплоть до одноразовых паролей и электронных контрольно пропускных систем. 

Система пожарной безопасности

Независимо от принятых мер предосторожности, невозможно на сто процентов защитить оборудование от чрезвычайных ситуаций, таких как пожар. На всей площади дата-центра (не только в помещениях с оборудованием) реализуется и чаще всего дублируется система пожаротушения, чаще всего основанная на газовом методе тушения. Это позволяет сократить повреждения оборудования при возникновении пожара.

Передача данных

Предоставление услуг размещения оборудования в ЦОДе, предполагает удаленное использование вычислительных ресурсов. Поэтому сетевая доступность является, также, важным параметром работы дата-центра. Обеспечивается такая доступность наличием сетей нескольких, независимых друг от друга операторов связи, а также резервированием сетевых каналов.

Мониторинг

В дата-центре большинство процессов, связанных с работой инженерных систем, автоматизировано. Несмотря на это в любом ЦОДе ведется постоянный мониторинг работы этих систем для того чтобы предотвратить нештатные ситуации.

Стоит отметить, что каждая из этих систем является жизненно важной для работы дата-центра. Но, их реализация, в зависимости от уровня ЦОДа, может быть абсолютно разной, также как и примененная схема резервирования.

Любая система в дата-центре несмотря на высокое качество реализации, может выйти из строя, вследствие отказа какого то критичного компонента. Для того чтобы избежать этого, применяется резервирование в ЦОД, которое в ряде случаев поможет избежать остановок в работе. При описании таких схем используется буква «N», что означает «необходимость».

Давайте рассмотрим их подробнее:

• N. Такое обозначение говорит об отсутствии какого либо резервирования. Это значит, что все компоненты системы необходимы для ее работы и при выходе из строя одного из них она перестанет функционировать.
• N+1. Данное обозначение подразумевает наличие одного дублирующего компонента, который вступит в работу при выходе из строя одного из критичных элементов.
• 2N. Такая схема резервирования означает, что в системе одновременно работают два равнозначных компонента. Каждый из них работает в половину своей мощности, и в случае отказа одного из них, второй сможет взять всю нагрузку на себя.
• 2N+1. Это по сути совмещение схем 2N и N+1. Другими словами, помимо параллельно работающих компонентов, которые делят между собой нагрузку, существует еще один, находящийся в отключенном состоянии. Применение такой схемы уже позволяет проводить работы по ремонту и обслуживанию систем без их остановки.
• 2(N+1). Такое решение означает применение двух схем резервирования, каждая из которых также зарезервирована. Говоря простым языком, при выходе из строя одной системы, вторая не просто продолжит работу, а еще и сохранит отказоустойчивость.

Примененные схемы резервирования в совокупности с качеством реализации инженерных и других систем, обеспечивают определенный уровень доступности оборудования. Существует классификация надежности дата-центров, разработанная организацией Uptime Institute, которая является признанной во всем мире. Данная организация выдает сертификаты соответствия классу надежности, ЦОДам прошедшим аудит. Стоит отметить что дата-центр может быть построен на 99% в соответствии с требованиями того или иного класса надежности, но при этом сертификат он получить не сможет.

Перейдем к самой классификации:

• TIER-I — базовый уровень доступности. Дата-центры, соответствующие данному классу построены на базе схему резервирования N, и устарели несколько десятилетий назад. Однако при правильной реализации всех систем, уровень доступности оборудования в дата-центре такого класса, составляет 99,671%, или 30 часов простоя в год.
• TIER-II — этот класс надежности означает, что в дата-центре, помимо достойного уровня реализации инженерных систем, также применена схема резервирования N+1. В случае соответствия этому классу, для проведения ремонта вышедших из строя компонентов системы все рано придется останавливать. Уровень доступности оборудования в этом случае составляет 99, 749%, это 22 часа простоя в год.
• TIER-III — данный класс надежности означает, что для проведения ремонта или обслуживания внутренних систем ЦОДа, не потребуется его остановка. Чаще всего схема резервирования, примененная в дата-центрах такого уровня это 2N. Доступность оборудования в данном случае составляет 99,98%, или около полутора часов простоя в год.
• TIER-IV — все системы внутри таких ЦОДов зарезервированы дважды, что означает применение схемы 2(N+1). Уровень доступности оборудования в данном случае соответствует показателю 99,95%, другими словами, сервер расположенный в дата-центре такого уровня надежности, может быть недоступен в год на протяжении примерно 0,8 часов.

В данной статье мы кратко ознакомили вас с тем, что такое Центр Обработки Данных и как устроена инфраструктура ЦОД. В предыдущих статьях мы упоминали, что ЦОД является одним из тех моментов, на которые стоит обратить внимание при выборе облачного провайдера. И хотя перед тем как размещать свое оборудование в том или ином ЦОДе, поставщики облачных услуг проводят доскональную проверку его надежности, никогда не будет лишним поинтересоваться дата-центром в котором будут размещены ваши сервисы.