Инженерная инфраструктура ЦОД и ее роль в организации эффективного дата-центра
Одним из самых важных параметров, влияющих на надежность и продуктивность корпоративных информационных систем, являются характеристики их масштабируемости и отказоустойчивости. Однако при этом не стоит забывать о необходимости снижения эксплуатационных издержек.
Для бизнеса важно обеспечить бесперебойную работу приложений, поэтому ключом к созданию таких систем являются центры обработки данных, которые также известны как дата-центры или ЦОД. Дата-центры способствуют снижению затрат на обработку и хранение данных, так как используют современные вычислительные мощности и информационные хранилища. Более того, использование ЦОД позволяет сократить расходы на обслуживание персонала и арендуемые площади.
Центры обработки данных представляют собой большое помещение или отдельное сооружение, которое способно обеспечивать удаленный доступ к вычислительным ресурсам в круглосуточном режиме. Особо важна комплексная инженерная инфраструктура, которая включает в себя системы бесперебойного электропитания, вентиляции и пожаротушения. Внутри помещения располагаются серверы, сетевые хранилища и другое оборудование, которое обеспечивает безопасность работы ЦОД.
Инженерная инфраструктура – это важная часть себестоимости ЦОД, и расходы на подсистемы – неравномерные. Основную долю в затратах составляют система гарантированного электропитания (34%), кондиционирование (21%) и архитектура здания (23%). Расходы на коммуникационные сети, оборудование газового пожаротушения, системы управления доступом и видеонаблюдения и шкафную инфраструктуру составляют 16%. Оптимизация первых трех систем может помочь резко снизить расходы (78%).
Однако эксперты рекомендуют не экономить на создании систем кондиционирования, рекуперации тепла, а тем более – на системах безопасности и мониторинга. Нужно оптимизировать расходы через эффективное обеспечение бесперебойного и гарантированного электропитания и компактную расстановку оборудования. Эти работы должны проводить только высококвалифицированные специалисты.
Чтобы снизить себестоимость создания и эксплуатации ЦОД, нужно проводить расчеты на этапе проектирования или, лучше, еще на стадии формирования концепции. Если на начальных этапах обеспечения отказоустойчивости и повышения времени автономной работы центра обработки данных будут тщательно проработаны специалистами высокого уровня, это обеспечит успешное прохождение необходимых процедур сертификации.
В связи с развитием технологий создаются все более сложные информационные комплексы. Соответственно, требования к инфраструктуре ЦОД ужесточаются. В настоящее время в одном помещении могут работать тысячи серверов, которые потребляют до миллиона Вольт-Ампер. При этом ими обрабатываются критически важные процессы, остановка которых нанесет колоссальные финансовые убытки компании. Для примера, простой процессинг-центра крупной телекоммуникационной компании всего на 20 минут может привести к убыткам в размере 1 000 000 долларов США.
Инженерная инфраструктура ЦОД должна соответствовать жестким требованиям, которые могут быть разделены на четыре основных направления:
- Надежность - достигается благодаря использованию современного оборудования ведущих мировых производителей, привлечению высококвалифицированных специалистов и резервированию основных узлов инженерной инфраструктуры.
- Управляемость - системы управления инженерным обеспечением должны позволять своевременно прогнозировать все возможные сбои и поломки оборудования для предотвращения аварий.
- Безопасность - необходимо тщательно проработать все потенциальные угрозы, включая технические сбои, а также любые несанкционированные действия.
- Масштабируемость - все системы должны гибко адаптироваться к растущим потребностям, в первую очередь, путем создания стандартизированных и модульных решений.
Важно заметить, что планирование инженерной инфраструктуры дата-центров должно включать в себя проработку всех вышеуказанных требований, чтобы гарантировать должный уровень безопасности и бесперебойную работу всех элементов ЦОД.
Строительство нового ЦОД является сложным проектом, который требует опыта и видения долгосрочной стратегии развития. При проектировании и строительстве ЦОД учитываются множество факторов, не все из которых являются очевидными на начальном этапе.
Однако, как правило, процесс построения ЦОД включает в себя четыре этапа, которые состоят из:
- Формирования концепции, которое включает анализ задач и поиск наилучших решений;
- Проектирования ЦОД, включающего разработку проекта и сметной документации, экспертизу и все необходимые согласования;
- Строительство ЦОД, включающего строительно-монтажные работы, установку оборудования и испытания;
- Ввод объекта в эксплуатацию, включающий окончательную конфигурацию 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.
Новые технологии
В современном мире внедрение энергосберегающих технологий является важной тенденцией. Для этого используются экологически чистые материалы и создаются инженерные системы, которые позволяют повысить энергоэффективность и использовать собственные источники энергии.
Одним из примеров является дата-центр с пассивным охлаждением. Его тепло отводится по технологии free cooling, основанной на принципе охлаждения воздухом из окружающей среды. Еще один перспективный подход - улучшение производительности работы баз данных с помощью хранилищ на высокоскоростных флэш-накопителях.
Фото: freepik.com