مرکز داده (Data Center) چیست؟

مرکز داده چیست؟

مرکز داده یک مکان فیزیکی است که ماشین‌های محاسباتی و تجهیزات سخت‌افزاری مرتبط با آن‌ها را در خود نگه می‌دارد. این مکان شامل زیرساخت‌های محاسباتی موردنیاز سیستم‌های IT مانند سرورها، حافظه‌های ذخیره‌سازی داده و تجهیزات شبکه است. به عبارت دیگر، مرکز داده همان تأسیسات فیزیکی است که داده‌های دیجیتال یک شرکت را ذخیره می‌کند.

چرا مراکز داده مهم هستند؟

هر کسب‌وکاری برای اجرای برنامه‌های وب، ارائه خدمات به مشتریان، فروش محصولات یا اجرای برنامه‌های داخلی مثل حسابداری، منابع انسانی و مدیریت عملیات به تجهیزات محاسباتی نیاز دارد. با رشد کسب‌وکار و افزایش فعالیت‌های IT، مقیاس و میزان تجهیزات موردنیاز نیز به‌صورت تصاعدی افزایش می‌یابد. نگهداری تجهیزات در چندین شعبه و مکان مختلف دشوار است. به همین دلیل، شرکت‌ها دستگاه‌های خود را در یک مکان مرکزی به نام مرکز داده مستقر می‌کنند تا مدیریت آن‌ها ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر شود. علاوه بر این، شرکت‌ها می‌توانند به‌جای نگهداری در محل، از مراکز داده‌ی طرف سوم نیز استفاده کنند.

مزایای مراکز داده شامل موارد زیر است:

• منابع برق پشتیبان برای مدیریت قطعی برق

• تکثیر داده‌ها در چندین دستگاه برای بازیابی در شرایط بحران

• امکانات کنترل دما برای افزایش طول عمر تجهیزات

• اجرای ساده‌تر اقدامات امنیتی برای رعایت قوانین مربوط به داده‌ها

مراکز داده مدرن چگونه تکامل یافتند؟

مراکز داده برای اولین بار در اوایل دهه ۱۹۴۰ ایجاد شدند، زمانی که سخت‌افزارهای رایانه‌ای بسیار پیچیده و نگهداری آن‌ها دشوار بود. سیستم‌های اولیه رایانه (مین‌فریم‌ها) از اجزای بزرگ و متعدد تشکیل می‌شدند که با کابل‌های زیادی به هم متصل می‌شدند، انرژی زیادی مصرف می‌کردند و نیازمند خنک‌کننده برای جلوگیری از داغ شدن بودند. برای مدیریت این تجهیزات، شرکت‌ها تمام سخت‌افزار را در یک اتاق قرار می‌دادند که همان مرکز داده نام گرفت. هر شرکت مجبور بود مرکز داده‌ی خود را ایجاد و نگهداری کند.

با گذر زمان، پیشرفت‌های فناوری باعث کوچک‌تر شدن اندازه و کاهش نیاز به انرژی رایانه‌ها شد. با این حال، همزمان سیستم‌های IT پیچیده‌تر شدند، از جمله:

• حجم داده‌های تولید و ذخیره‌شده به‌شدت افزایش یافت.

• فناوری مجازی‌سازی نرم‌افزار را از سخت‌افزار جدا کرد.

• نوآوری‌های شبکه امکان اجرای برنامه‌ها روی سخت‌افزارهای راه دور را فراهم ساخت.

مراکز داده مدرن

طراحی مراکز داده مدرن برای مدیریت بهتر پیچیدگی فناوری اطلاعات تکامل یافت. شرکت‌ها از مراکز داده برای ذخیره زیرساخت فیزیکی در یک مکان مرکزی استفاده می‌کردند که می‌توانستند از هر جایی به آن دسترسی داشته باشند. با ظهور رایانش ابری، شرکت‌های شخص ثالث مراکز داده را مدیریت و نگهداری می‌کنند و زیرساخت را به عنوان یک سرویس به سایر سازمان‌ها ارائه می‌دهند. AWS به عنوان ارائه‌دهنده پیشرو خدمات ابری در جهان، مراکز داده ابری نوآورانه را در سراسر جهان ایجاد کرده است.

درون یک مرکز داده چیست؟

بیشتر زیرساخت‌های مرکز داده سازمانی در سه دسته کلی قرار می‌گیرند:

• محاسبات
• ذخیره‌سازی
• شبکه

همچنین، تجهیزات مرکز داده شامل زیرساخت‌های پشتیبانی مانند سیستم‌های برق است که به عملکرد مؤثر تجهیزات اصلی کمک می‌کنند.

زیرساخت محاسباتی

منابع محاسباتی شامل انواع مختلف سرورها با حافظه داخلی، قدرت پردازش و سایر مشخصات مختلف است. در زیر چند نمونه ارائه می‌دهیم.

• سرورهای رک (Rack servers)
  • سرورهای رک دارای طراحی مسطح و مستطیلی هستند و می‌توانید آنها را در رک‌ها یا قفسه‌ها در یک کابینت سرور قرار دهید. این کابینت دارای ویژگی‌های خاصی مانند درب‌های مشبک، قفسه‌های کشویی و فضایی برای سایر منابع مرکز داده مانند کابل‌ها و فن‌ها است.
• سرورهای تیغه‌ای (Blade servers)
  • سرور تیغه‌ای یک دستگاه مدولار است و می‌توانید چندین سرور را در یک منطقه کوچک‌تر قرار دهید. خود سرور از نظر فیزیکی نازک است و معمولاً فقط دارای حافظه، پردازنده‌های مرکزی، کنترل‌کننده‌های شبکه یکپارچه و برخی درایوهای ذخیره‌سازی داخلی است. می‌توانید چندین سرور را در یک واحد ذخیره‌سازی به نام شاسی (chassis) قرار دهید. شاسی هر جزء اضافی مورد نیاز سرورهای داخل آن را تسهیل می‌کند. سرورهای تیغه‌ای فضای کمتری نسبت به سرورهای رک اشغال می‌کنند و سرعت پردازش بالاتر، سیم‌کشی کمتر و مصرف برق پایین‌تری را ارائه می‌دهند.

زیرساخت ذخیره‌سازی

در زیر دو نوع سیستم ذخیره‌سازی مرکز داده آورده شده است.

• دستگاه‌های ذخیره‌سازی بلوکی (Block storage devices)
  • دستگاه‌های ذخیره‌سازی بلوکی مانند هارد دیسک‌ها و درایوهای حالت جامد، داده‌ها را در بلوک‌ها ذخیره می‌کنند و چندین ترابایت ظرفیت داده را ارائه می‌دهند. شبکه‌های ذخیره‌سازی منطقه‌ای (SAN) واحدهای ذخیره‌سازی هستند که شامل چندین درایو داخلی هستند و به عنوان سیستم‌های ذخیره‌سازی بلوکی بزرگ عمل می‌کنند.
• دستگاه‌های ذخیره‌سازی فایل (File storage devices)
  • دستگاه‌های ذخیره‌سازی فایل، مانند ذخیره‌سازی متصل به شبکه (NAS)، می‌توانند حجم زیادی از فایل‌ها را ذخیره کنند. می‌توانید از آنها برای ایجاد آرشیوهای تصویر و ویدئو استفاده کنید.

زیرساخت شبکه

تعداد زیادی از دستگاه‌های شبکه، مانند کابل‌ها، سوئیچ‌ها، روترها و فایروال‌ها، سایر اجزای مرکز داده را به یکدیگر و به مکان‌های کاربر نهایی متصل می‌کنند. آنها حرکت داده و اتصال بی‌نقص را در سراسر سیستم فراهم می‌کنند.

زیرساخت پشتیبانی

مراکز داده همچنین شامل این اجزا هستند:

• زیرسیستم‌های برق
• منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)
• ژنراتورهای پشتیبان
• تجهیزات تهویه و خنک‌سازی
• سیستم‌های اطفاء حریق
• سیستم‌های امنیت ساختمان

این اجزای مرکز داده از تجهیزات اصلی پشتیبانی می‌کنند تا بتوانید بدون وقفه از امکانات مرکز داده استفاده کنید.

استانداردهای طراحی مرکز داده چیست؟

با افزایش اندازه و پیچیدگی مراکز داده و شروع به ذخیره اطلاعات حساس و حیاتی، دولت‌ها و سایر سازمان‌ها مقرراتی را بر آنها اعمال کردند. انجمن صنایع مخابرات (TIA) چهار سطح یا استاندارد را تعیین کرد که تمام جنبه‌های طراحی مرکز داده را پوشش می‌دهد، از جمله:

• معماری و توپولوژی
• طراحی محیطی
• سیستم‌ها و توزیع برق و خنک‌سازی
• سیستم‌های کابل‌کشی، مسیرها و افزونگی
• ایمنی و امنیت فیزیکی

به طور مشابه، مؤسسه آپ‌تایم (Uptime Institute) چهار سطح را برای مقایسه عینی عملکرد سایت و همسویی سرمایه‌گذاری‌های زیرساختی با اهداف تجاری تعیین کرد. چهار سطح مرکز داده را در زیر فهرست می‌کنیم.

• سطح I
  • مرکز داده سطح I، سطح ظرفیت پایه برای پشتیبانی از سیستم‌های فناوری اطلاعات برای محیط اداری و فراتر از آن است. برخی از الزامات تسهیلات سطح I عبارتند از:
    • منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای قطعی و نوسانات برق
    • یک منطقه فیزیکی برای سیستم‌های فناوری اطلاعات
    • تجهیزات خنک‌کننده اختصاصی که ۲۴ ساعته کار می‌کنند
    • ژنراتور برق پشتیبان
  • سطح I از اختلالات سرویس ناشی از خطای انسانی محافظت می‌کند، اما نه در برابر خرابی یا قطعی غیرمنتظره. همچنین می‌توانید انتظار ۲۹ ساعت خرابی سالانه را در مراکز داده سطح I داشته باشید.
• سطح II
  • تسهیلات سطح II اجزای خنک‌کننده اضافی را برای نگهداری بهتر و ایمنی در برابر اختلالات فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، این مراکز داده باید دارای موارد زیر باشند:
    • ژنراتورهای موتور
    • چیلرها
    • واحدهای خنک‌کننده * پمپ‌ها
      • اگرچه می‌توانید اجزا را از مراکز داده سطح II بدون خاموش کردن آنها حذف کنید، اما خرابی‌های غیرمنتظره می‌تواند بر سیستم تأثیر بگذارد. می‌توانید انتظار ۲۲ ساعت خرابی سالانه را از یک مرکز داده سطح II داشته باشید.
• • سطح III
    • مراکز داده سطح III افزونگی داده بیشتری را فراهم می‌کنند و می‌توانید تجهیزات را بدون خاموش کردن سیستم نگهداری یا جایگزین کنید. آنها همچنین افزونگی را در سیستم‌های پشتیبانی مانند واحدهای برق و خنک‌کننده اجرا می‌کنند تا فقط ۱.۶ ساعت خرابی سالانه را تضمین کنند.
  • سطح IV
    • مراکز داده سطح IV شامل چندین سیستم جدا شده فیزیکی برای جلوگیری از اختلال در رویدادهای برنامه‌ریزی شده و برنامه‌ریزی نشده هستند. آنها کاملاً تحمل خطا با سیستم‌های کاملاً افزونه هستند و می‌توانند خرابی فقط ۲۶ دقیقه در سال را تضمین کنند.

  انواع خدمات مرکز داده چیست؟

  بسته به نیاز خود می‌توانید از انواع مختلف خدمات مرکز داده انتخاب کنید.

  • مراکز داده در محل (On-premises data centers)
    • مراکز داده در محل، مراکز داده کاملاً متعلق به شرکت هستند که داده‌های حساس و برنامه‌های کاربردی حیاتی آن شرکت را ذخیره می‌کنند. شما مرکز داده را راه‌اندازی می‌کنید، عملیات جاری آن را مدیریت می‌کنید و تجهیزات را خریداری و نگهداری می‌کنید.
    • مزایا: یک مرکز داده سازمانی می‌تواند امنیت بهتری را ارائه دهد زیرا خطرات را به صورت داخلی مدیریت می‌کنید. می‌توانید مرکز داده را برای برآورده کردن نیازهای خود سفارشی کنید.
    • محدودیت‌ها: راه‌اندازی مرکز داده خود و مدیریت هزینه‌های کارکنان و هزینه‌های جاری مداوم پرهزینه است. همچنین به چندین مرکز داده نیاز دارید زیرا فقط یک مرکز می‌تواند به یک نقطه شکست پرخطر تبدیل شود.
  • مراکز داده کولاکیشن (Colocation data centers)
    • تسهیلات کولاکیشن، تسهیلات مرکز داده بزرگی هستند که می‌توانید فضایی را برای ذخیره سرورها، رک‌ها و سایر سخت‌افزارهای محاسباتی خود اجاره کنید. مرکز کولاکیشن معمولاً امنیت و زیرساخت‌های پشتیبانی مانند خنک‌کننده و پهنای باند شبکه را فراهم می‌کند.
    • مزایا: تسهیلات کولاکیشن هزینه‌های نگهداری مداوم را کاهش می‌دهند و هزینه‌های ماهانه ثابتی را برای نگهداری سخت‌افزار شما فراهم می‌کنند. همچنین می‌توانید سخت‌افزار را از نظر جغرافیایی توزیع کنید تا تأخیر را به حداقل برسانید و به کاربران نهایی خود نزدیک‌تر باشید.
    • محدودیت‌ها: یافتن تسهیلات کولاکیشن در سراسر جهان و در مناطق جغرافیایی مختلف مورد نظر شما می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. با گسترش، هزینه‌ها نیز می‌توانند به سرعت افزایش یابند.
  • مراکز داده ابری (Cloud data centers)
    • در یک مرکز داده ابری، می‌توانید هم فضا و هم زیرساخت را اجاره کنید. ارائه‌دهندگان ابری مراکز داده بزرگ را با امنیت و انطباق کامل نگهداری می‌کنند. می‌توانید با استفاده از خدمات مختلف که انعطاف‌پذیری بیشتری در استفاده و پرداخت به شما می‌دهند، به این زیرساخت دسترسی داشته باشید.
    • مزایا: یک مرکز داده ابری هم سرمایه‌گذاری سخت‌افزاری و هم هزینه نگهداری مداوم هر زیرساختی را کاهش می‌دهد. انعطاف‌پذیری بیشتری را از نظر گزینه‌های استفاده، اشتراک منابع، در دسترس بودن و افزونگی ارائه می‌دهد.