Не понимаете дата-центры? По-настоящему-введение для новичков

Центры обработки данных (Internet Data Centers, IDC) — одна из важнейших инфраструктур современного цифрового общества. Почти все интернет-данные-будь то просмотр веб-страниц, воспроизведение видео, облачное хранилище, вычисления с искусственным интеллектом или финансовые транзакции и управление промышленными системами-в конечном итоге завершают обработку, хранение и пересылку в центрах обработки данных. Можно сказать, что дата-центры для цифрового мира — то же самое, что электростанции для энергосистемы, а гидростанции для городской системы водоснабжения.

 

Статистические данные показывают, что в настоящее время более 99% глобального интернет-трафика обрабатывается и планируется центрами обработки данных. Это означает, что пока работает Интернет, центры обработки данных всегда находятся в состоянии «никогда-выключения».

 

 

1. Первый этап: эра мэйнфреймов и серверных комнат

В 1960-е годы человечество переживало эпоху мэйнфреймов. Компьютеры были огромными и потребляли чрезвычайно большую мощность, поэтому их приходилось размещать в выделенных серверных комнатах с вспомогательными системами электропитания и кондиционирования воздуха. Эти ранние серверные комнаты назывались «серверными фермами» и представляли собой самые ранние прототипы центров обработки данных.

 

2. Второй этап: виртуализация и услуги хостинга

В конце 1990-х годов технология виртуальных машин достигла зрелости. Один физический сервер можно разделить на несколько логических серверов с помощью программного обеспечения виртуализации, предоставляя услуги хостинга. Это привело к появлению таких бизнес-моделей, как виртуальный хостинг и веб-хостинг, которые превратили центры обработки данных из «аренды всей-машины» в «аренду с разделением ресурсов».

 

3. Третий этап: эра облачных вычислений

В XXI веке появилась концепция облачных вычислений. Центры обработки данных с помощью технологий виртуализации и контейнеризации объединяли и управляли ресурсами, такими как ЦП, память и хранилище, распределяя их между пользователями по требованию. Таким образом, были сформированы такие модели обслуживания, как IaaS, PaaS и SaaS, которые превратили центры обработки данных из «аппаратного пространства» в «вычислительные мощности и платформы обслуживания».

 

 

1. Серверное оборудование

Серверы – это основные вычислительные блоки центра обработки данных. Это, по сути, высокопроизводительные-компьютеры, состоящие из процессоров, памяти, материнских плат, устройств хранения данных, блоков питания и т. д. С развитием технологий форм-факторы серверов стали более стандартизированными, что обеспечивает высокую-плотность развертывания в стойках.

 

2. Системы стоек и шкафов

Серверы обычно устанавливаются в стандартные стойки, например, в обычную стойку 42U или серверную стойку 42U. Здесь «U» — единица высоты, 1U равна 44,45 миллиметра. Стойки обычно называют серверными стойками, а также их также часто называют серверными шкафами, стоечными шкафами или компьютерными стойками.

Форм-фактор стойки варьируется в зависимости от сценария применения:

В центрах обработки данных обычно используются стойки данных,шкафы данных, сетевые стойки, сетевые шкафы или шкафы связи.

В небольших средах можно использовать настенные-серверные стойки или настенные-сетевые стойки.

Общие спецификации также включают стойки для настенного-монтажа 6U, шкафы данных 6U, стойки 9U, серверные стойки 12U и стойки 24U.

В домашних или облегченных средах развертывания также могут использоваться стойки для домашних сетей или компьютерные стойки.

Ширина стойки обычно составляет 600 или 800 мм, а глубина может варьироваться от 600 до 1200 мм, в зависимости от длины сервера.

 

3. Системы хранения

Центры обработки данных обеспечивают долгосрочное-хранение огромных объемов данных. К основным носителям данных относятся жесткие диски (жесткие диски) и твердотельные накопители (твердотельные накопители), обеспечивающие высокую надежность и высокую пропускную способность за счет распределенной архитектуры хранения.

 

4. Сетевое и коммуникационное оборудование

Коммутаторы, маршрутизаторы и межсетевые экраны составляют основу связи центра обработки данных. С ростом требований к полосе пропускания оптоволоконные кабели и высокоскоростные-оптические модули постепенно вытесняют традиционные медные кабели, становясь основным методом межсоединения. Высокоскоростные-оптические модули стали важной составляющей затрат на строительство центров обработки данных.

 

 

Стабильное электроснабжение является обязательным условием для работы дата-центра. В центрах обработки данных обычно используются многоуровневые системы электропитания и распределения, включая распределение среднего-напряжения, распределение низкого-напряжения, источники бесперебойного питания ИБП и системы резервного производства электроэнергии. В случае отключения электроэнергии ИБП и системы резервного электроснабжения обеспечивают непрерывность бизнеса.
 

 

При работе сервера выделяется большое количество тепла; эффективность рассеивания тепла напрямую влияет на срок службы оборудования и уровень энергопотребления.

 

Системы с воздушным-охлаждением: в основном системы на уровне стоек-и рядов-, сокращающие пути воздушного потока и повышающие эффективность охлаждения.

 

Системы с жидкостным-охлаждением: используйте жидкий хладагент для непосредственного отвода тепла, что дает преимущества в снижении энергопотребления и шума.

 

В связи с растущим спросом на высокопроизводительные-вычислительные системы решения для жидкостного охлаждения считаются важнейшим направлением для будущих центров обработки данных с высокой-плотностью.

 

 

1. Управление окружающей средой и инфраструктурой

Системы экологического мониторинга используются для отслеживания в реальном времени-состояния электропитания, температуры, влажности, дыма и погружения в воду и постепенно развиваются в сторону платформы DCIM (управление инфраструктурой центра обработки данных) для достижения унифицированного управления и оптимизации энергоэффективности.

2. Системы пожаротушения
Поскольку в центрах обработки данных используется дорогостоящее-электронное оборудование, обычно используются газовые-системы пожаротушения. Инертные газы используются для быстрого снижения концентрации кислорода, обеспечивая не-неразрушающее тушение пожара.

 

 

Модульные центры обработки данных-предварительно интегрируют системы распределения электропитания, охлаждения, стоек и противопожарной защиты, что позволяет быстро развертывать их, как стандартные блоки. Такой подход значительно сокращает цикл строительства, повышает гибкость и подходит для сценариев с быстро растущими требованиями к вычислительной мощности.

 

 

1. Базовые услуги хостинга

Предоставляет пользователям место в стойке и шкафу, а также стабильную рабочую среду; пользователи приносят свое собственное серверное оборудование.

2. Сетевые услуги и услуги пропускной способности

Обеспечивает высокоскоростной-доступ к полосе пропускания, резервирование нескольких-линий и IP-ресурсы для обеспечения стабильности сети.

3. Новые вычислительные мощности и интеллектуальные услуги

Включает ресурсы облачных вычислений, аренду вычислительных мощностей графических процессоров, узлы периферийных вычислений и т. д., поддержку искусственного интеллекта, больших данных и сценариев приложений с низкой-задержкой.

 

 

Центры обработки данных превратились из первых «аппаратных помещений» в критически важную инфраструктуру, поддерживающую цифровую экономику. В условиях новой волны спроса на вычислительную мощность центры обработки данных постоянно развиваются в сторону высокой плотности, низкого энергопотребления и интеллекта. Понимание структуры и логики центров обработки данных является важной отправной точкой для понимания облачных вычислений, искусственного интеллекта и будущего цифрового общества.