Не розумієте центри обробки даних? Знайомство-для початківців

Центри обробки даних (Інтернет-центри обробки даних, IDC) є однією з найважливіших інфраструктур сучасного цифрового суспільства. Майже всі дані в Інтернеті-перегляд веб-сторінок, відтворення відео, хмарне сховище, обчислення зі штучним інтелектом або фінансові транзакції та керування промисловими системами-зрештою завершують обчислення, зберігання та пересилання в центрах обробки даних. Можна сказати, що центри обробки даних для цифрового світу — це те ж саме, що електростанції для енергосистеми, а водяні станції — для системи водопостачання міста.

 

Статистичні дані показують, що наразі понад 99% глобального інтернет-трафіку даних обробляється та планується центрами обробки даних. Це означає, що доки Інтернет працює, центри обробки даних завжди перебувають у стані «ніколи-закриватися».

 

 

1. Перший етап: ера мейнфреймів і серверних кімнат

У 1960-х роках людство перебувало в епосі мейнфреймів. Комп’ютери були величезними та споживали надзвичайно високу потужність, тому їх потрібно було розміщувати у спеціальних серверних кімнатах із допоміжними системами живлення та кондиціонування повітря. Ці перші серверні кімнати називали «серверними фермами» — найпершими прототипами центрів обробки даних.

 

2. Другий етап: послуги віртуалізації та хостингу

Наприкінці 1990-х років технологія віртуальних машин досягла зрілості. Один фізичний сервер може бути розділений на кілька логічних серверів за допомогою програмного забезпечення віртуалізації, що надає послуги хостингу. Це породило такі бізнес-моделі, як віртуальний хостинг і веб-хостинг, що перетворило центри обробки даних з «оренди повної-машини» на «оренду з розподілом ресурсів».

 

3. Третій етап: ера хмарних обчислень

На початку 21 століття з’явилася концепція хмарних обчислень. Центри обробки даних за допомогою технологій віртуалізації та контейнеризації об’єднують і керують такими ресурсами, як ЦП, пам’ять і сховище, розподіляючи їх між користувачами на вимогу. Таким чином були сформовані такі моделі послуг, як IaaS, PaaS і SaaS, які модернізували центри обробки даних від «апаратного простору» до «обчислювальної потужності та сервісних платформ».

 

 

1. Серверне обладнання

Сервери – це основні обчислювальні одиниці центру обробки даних, по суті, високо-продуктивні комп’ютери, які складаються з процесорів, пам’яті, материнських плат, пристроїв зберігання даних, блоків живлення тощо. З технологічним розвитком форм-фактори серверів стали більш стандартизованими, що полегшує високу-розгортання в стійках.

 

2. Системи стелажів і шаф

Сервери зазвичай встановлюються в стандартизовані стійки, такі як звичайна стійка 42U або серверна стійка 42U. Тут "U" є одиницею висоти, де 1U дорівнює 44,45 міліметрів. Стійки зазвичай називають серверними, а також серверними стійками, шафами-стійками або комп’ютерними стійками.

Форм-фактор стійки змінюється в залежності від сценарію застосування:

Центри обробки даних зазвичай використовують стійки для даних,шафи даних, мережеві стійки, мережеві шафи або шафи зв’язку.

У менших середовищах можна використовувати настінні-серверні стійки або настінні-мережеві стійки.

Загальні специфікації також включають стійки для настінного -кріплення 6U, шафи даних 6U, стійки 9U, серверні стійки 12U та стійки 24U.

Домашнє або полегшене середовище розгортання також може використовувати стійки домашньої мережі або комп’ютерні стійки.

Ширина стійки зазвичай становить 600 мм або 800 мм, а глибина може бути від 600 мм до 1200 мм, залежно від довжини сервера.

 

3. Системи зберігання

Центри обробки даних забезпечують довгострокове-зберігання величезних обсягів даних. Основні носії інформації включають HDD (жорсткі диски) і SSD (твердотільні накопичувачі), що забезпечує високу надійність і високу пропускну здатність завдяки архітектурі розподіленого зберігання.

 

4. Мережне та комунікаційне обладнання

Комутатори, маршрутизатори та брандмауери складають комунікаційну магістраль центру обробки даних. Зі збільшенням вимог до пропускної здатності волоконно-оптичні кабелі та високо-швидкісні оптичні модулі поступово витісняють традиційні мідні кабелі, стаючи основним методом з’єднання. Високошвидкісні-оптичні модулі стали важливою складовою вартості будівництва центрів обробки даних.

 

 

Стабільне електропостачання є необхідною умовою для роботи ЦОД. Центри обробки даних зазвичай використовують багаторівневу систему електропостачання й розподілу, включаючи розподіл середньої-напруги, низьку{3}}напругу, джерела безперебійного живлення ДБЖ і резервні системи генерації електроенергії. У разі відключення електромережі ДБЖ і резервні системи генерації електроенергії забезпечують безперервність роботи.
 

 

Робота сервера генерує велику кількість тепла; Ефективність розсіювання тепла безпосередньо впливає на термін служби обладнання та рівень енергоспоживання.

 

Системи з-повітряним охолодженням: переважно системи на рівні-стійок і рядів-, що скорочує шляхи потоку повітря та покращує ефективність охолодження.

 

Системи з-рідинним охолодженням. Використовуйте рідкий холодоагент для безпосереднього відводу тепла, що забезпечує низьке споживання енергії та рівень шуму.

 

Зі зростаючим попитом на високо-обчислювальну техніку рідинне охолодження вважається ключовим напрямком для майбутніх високо-центрів обробки даних.

 

 

1. Управління навколишнім середовищем та інфраструктурою

Системи моніторингу навколишнього середовища використовуються для-спостереження в реальному часі стану електроживлення, температури, вологості, диму та занурення у воду та поступово розвиваються до платформи DCIM (Управління інфраструктурою центру обробки даних) для досягнення єдиного керування та оптимізації енергоефективності.

2. Системи пожежогасіння
Через високу-вартісне електронне обладнання в центрах обробки даних зазвичай використовуються газові-системи пожежогасіння. Інертні гази використовуються для швидкого зниження концентрації кисню, досягаючи не-руйнівного гасіння пожежі.

 

 

Модульні центри обробки даних попередньо -інтегрують системи розподілу електроенергії, охолодження, стійки та системи протипожежного захисту, що забезпечує швидке розгортання як будівельні блоки. Цей підхід значно скорочує цикл будівництва, покращує гнучкість і підходить для сценаріїв зі швидким зростанням вимог до обчислювальної потужності.

 

 

1. Основні послуги хостингу

Надає користувачам простір для стелажів і шаф, а також стабільне робоче середовище; користувачі приносять власне серверне обладнання.

2. Послуги мережі та пропускної здатності

Забезпечує високо-доступ до смуги пропускання, багато-лінійне резервування та IP-ресурси для забезпечення стабільності мережі.

3. Нові обчислювальні потужності та інтелектуальні послуги

Включає ресурси хмарних обчислень, оренду обчислювальної потужності графічного процесора, периферійні обчислювальні вузли тощо, які підтримують сценарії додатків зі штучним інтелектом, великими даними та низькою-затримкою.

 

 

Центри обробки даних еволюціонували з ранніх «приміщень обладнання» до критичної інфраструктури, що підтримує цифрову економіку. Під впливом нової хвилі попиту на обчислювальну потужність центри обробки даних постійно розвиваються в напрямку високої щільності, низького енергоспоживання та інтелекту. Розуміння структури та логіки центрів обробки даних є важливою відправною точкою для розуміння хмарних обчислень, штучного інтелекту та майбутнього цифрового суспільства.