Инженерная инфраструктура ЦОД и ее роль в организации эффективного дата-центра

Одной из основных особенностей, определяющих успешное функционирование современных корпоративных информационных систем, являются их характеристики, такие как способность быть масштабируемыми и отказоустойчивыми, что должно сочетаться с меньшими затратами на эксплуатацию.

В главных ролях

Центры обработки данных (ЦОД), которые часто называют дата-центрами, являются ключом к созданию высокоэффективных бизнес-систем. Их главной задачей является обеспечение бесперебойной работы важных приложений в круглосуточном режиме. Важно отметить, что использование ЦОД позволяет снизить стоимость обработки и хранения данных, используя современные вычислительные мощности и информационные хранилища. Кроме того, они помогают бизнесу сократить расходы на арендуемые площади и обслуживающий персонал.

Для создания ЦОД требуется комплексная инженерная инфраструктура, которая представляет собой большое здание, оборудованное всем необходимым для удаленного доступа к вычислительным ресурсам, включая системы бесперебойного электропитания, вентиляции, а также системы пожаротушения. Внутри здания размещаются серверы, сетевые хранилища и другое оборудование, ответственное за безопасность.

Инвестиции в инженерную инфраструктуру составляют до 70% общей себестоимости ЦОД, причем расходы на подсистемы дата-центра неравномерны. Наибольшая доля (34%) расходуется на электропитание, 21% - на кондиционирование, а 23% на архитектуру здания. Коммуникационные сети и системы управления доступом занимают 7% и 9% соответственно, а система мониторинга занимает всего 1%. Для снижения затрат на подсистемы не следует экономить на создании систем кондиционирования и рекуперации тепла, а также на системах безопасности и мониторинга. Оптимизация расходов должна быть направлена на создание эффективного обеспечения бесперебойного и гарантированного электропитания, а также на организацию компактной расстановки оборудования. При этом необходимо использовать услуги специалистов высокого уровня.

Расчет снижения себестоимости создания и эксплуатации ЦОД должен производиться на начальном этапе его проектирования, чтобы оптимизировать затраты.

Хорошо проработанные планы по обеспечению отказоустойчивости и повышения времени автономной работы центра обработки данных помогают успешно пройти необходимые процедуры сертификации.

Сложность информационных комплексов постоянно возрастает, и вместе с тем, ужесточаются и нормативы, предъявляемые к инфраструктуре. Современные ЦОД содержат тысячи серверов, потребляющих до миллиона Вольт-Ампер энергии, обработка которых критически важна для компаний. Каждая остановка процессинг-центра может стоить миллионы долларов. Поэтому существует список жестких требований, которые считаются в техзаданиях на десятки.

Существуют четыре основных направления, к которым относятся данные требования:

1. Надежность. Эта характеристика достигается благодаря использованию современного оборудования от лучших мировых производителей, привлечению квалифицированных специалистов и резервированию основных узлов инфраструктуры. Надежность гарантирует безоперационность серверов.
2. Управляемость. Управление технологическими процессами инфраструктуры центров должно быть осуществлено таким образом, чтобы можно было своевременно прогнозировать возможные поломки и сбои оборудования, а также предотвращать аварии.
3. Безопасность. Важно тщательно изучить все потенциальные угрозы, включая технические сбои, несанкционированные действия сотрудников и хакеров. Безопасность должна учитываться уже на этапе планирования.
4. Масштабируемость. Системы обеспечения центров должны гибко адаптироваться к растущим потребностям, создавая стандартизированные модули. Это необходимо планировать на первом этапе образования центра.

Строительство нового центра обработки данных – это сложный проект, успешная реализация которого требует опыта и долгосрочного видения стратегии развития. Создание компьютерного центра включает в себя учет множества факторов, часть которых может оказаться неочевидной при начале использования.

Хотя конкретная реализация может отличаться в зависимости от ряда факторов, процесс создания центра обработки данных включает в себя четыре основных этапа:

1. Формирование концепции (анализ задач и поиск оптимальных решений);
2. Проектирование центра обработки данных (разработка проекта и сметной документации, их экспертиза и все необходимые согласования);
3. Строительство центра обработки данных (строительно-монтажные работы, установка оборудования, испытания);
4. Ввод объекта в эксплуатацию (окончательное конфигурирование всех систем и процессов).

Инженерные системы дата-центра - ключевой фактор, ограничивающий степень гибкости при выборе помещения для его строительства. Решение о выборе места строительства зависит от многих факторов, таких как внутренние и внешние техногенные, природные и человеческие воздействия. Для построения инфраструктуры необходимо учитывать множество деталей, таких как архитектурные особенности помещения, нагрузки на перекрытия, огнестойкость и звукоизоляция стен и дверей, а также использование определенных материалов при потолочных перекрытиях и стенах.

Важным аспектом при создании инженерных систем являются электроснабжение, климат-контроль, системы оповещения и пожаротушения, системы безопасности, системы передачи данных и диспетчеризация. Качество электроэнергии и недопущение перерывов в электроснабжении критически важны. Также требуется использование систем бесперебойного и гарантированного питания, резервных дизель-генераторов, стабилизаторов напряжения и систем освещения.

Системы климат-контроля для дата-центров жизненно важны, так как эксплуатация серверной техники приводит к значительному нагреву помещения. Классическим подходом является совмещение использования промышленных кондиционеров с более мобильными системами полупромышленного класса.

Системы оповещения и пожаротушения, в свою очередь, требуют инструментов раннего обнаружения дыма. Важным элементом систем безопасности является контроль доступа в здания и помещения, отслеживание текущей ситуации. Современные технологии, такие как 3D-распознавание лица посетителей в пропускной системе, используются для повышения безопасности.

Системы передачи данных представляют собой структурированную кабельную систему, которая состоит из модулей и позволяет быстро устранять неполадки. С увеличением требований к сетевой инфраструктуре и увеличением количества приложений, повышаются требования к пропускной способности, надежности и защите сети.

Для успешной работы дата-центра необходимо постоянно контролировать информационные системы и использовать специальные комплексы диспетчеризации. Системы часофикации позволяют синхронизировать локальные вычислительные сети и другие системы и оборудование, для работы которых важна синхронизация по времени. Определение всех этих аспектов требует значительных трудозатрат, но выбор правильной площадки и создание инфраструктуры соответствующего качества помогут избежать непредвиденных расходов на этапе построения ЦОД.

Современные разработки

В настоящее время большое внимание уделяется разработке и внедрению экологически чистых технологий, использованию энергосберегающих материалов и созданию эффективных источников энергии.

Для примера можно рассмотреть дата-центр с пассивным охлаждением, который работает по принципу free cooling. При таком условии охлаждение осуществляется за счет использования воздуха, который имеет температуру окружающей среды. Такое решение позволяет достичь высокой энергоэффективности.

Также стоит упомянуть возможности работы с базами данных, где активно применяются высокоскоростные флэш-накопители, что обеспечивает их более быструю работу и повышение производительности.

Фото: freepik.com