دیتا سنتر چیست ؟

دیتا سنتر چیست ؟

دیتا سنتر یا مرکز داده یک فضای اختصاصی است که سیستم های کامپیوتری و اجزای مرتبط مانند مخابرات و سیستم های ذخیره سازی را در خود جای می دهد. به طور کلی شامل اجزاء و زیرساخت های اضافی یا پشتیبان برای ارائه در دسترس بودن و عملیات مداوم برای مشاغل و سازمان ها است. طراحی و بهره برداری از یک دیتا سنتر کارآمد یک فرآیند پیچیده با عوامل زیادی است که باید در نظر گرفته شود.

طراحی دیتا سنتر

طراحی یک دیتا سنتر شامل معماری، سیستم های الکتریکی، سیستم های مکانیکی، امنیت و برنامه ریزی برای رشد آینده است. هدف ایجاد یک محیط مولد است که به طور کارآمد با حداقل خطر خرابی اجرا شود. عوامل کلیدی در طراحی دیتا سنتر عبارتند از:

اجزای اصلی یک دیتا سنتر چیست؟

یک دیتا سنتر به بسیاری از اجزای زیرساختی وابسته به هم نیاز دارد که با هم کار کنند.

امکانات دیتا سنتر

این به فضای فیزیکی مسکن تجهیزات فناوری اطلاعات، از جمله دیوارها، سقف، کف، امنیت فیزیکی و کنترل دسترسی اشاره دارد. تاسیسات دارای الزامات ویژه ای مانند طبقه های مرتفع برای کابل کشی در زیر یا محفظه هایی برای جداسازی تجهیزات هستند.

فضایی در دیتا سنتر

فضای کافی برای تجهیزات فناوری اطلاعات، سیستم های برق و خنک کننده، کابل کشی و دسترسی انسان مورد نیاز است. پلان های طبقه باز انعطاف پذیری را برای اضافه کردن قفسه ها و تنظیم مجدد تجهیزات فراهم می کند.

برق

مراکز داده به قدرت قابل توجهی با مولدهای پشتیبان و افزونگی نیاز دارند. سیستم های الکتریکی نیرو را از طریق تابلو برق، UPS و PDU توزیع می کنند. استفاده کارآمد از قدرت نیز یک نگرانی عمده است.

خنک کننده یا خنک کننده دیتا سنتر

تجهیزات HVAC گرمای تولید شده توسط تجهیزات فناوری اطلاعات را برای حفظ دمای مطلوب حذف می کنند. این شامل واحدهای CRAC، چیلرها، پمپ ها، برج های خنک کننده و غیره است.

امنیت

امنیت فیزیکی مانند موانع، نظارت تصویری و کنترل دسترسی از مزاحمان و سرقت محافظت می کند. راه حل های امنیت سایبری در برابر هک و سرقت اطلاعات محافظت می کند.

مدیریت

نرم افزار مدیریت زیرساخت زیرساخت های فیزیکی مانند مصرف برق، دما، رطوبت و غیره را نظارت می کند. تیم های فناوری اطلاعات سرورها، ذخیره سازی، شبکه را مدیریت می کنند.

زیر ساخت

زیرساخت اصلی یک دیتا سنتر را فعال نگه می دارد، از جمله ژنراتورها، مخازن سوخت، تابلو برق، واحدهای UPS، PDU ها و کابل کشی. زیرساخت قابل اطمینان از خرابی جلوگیری می کند.

نیروی پشتیبان

برق پشتیبان تداوم را در صورت قطع برق شهری فراهم می کند. این شامل ژنراتورها، مخازن سوخت و یو پی اس برای فعال نگه داشتن تجهیزات می شود.

دیتا سنتر چیست ؟

چگونه یک دیتا سنتر طراحی کنیم

طراحی دیتا سنتر شامل استانداردهای صنعتی، طرح‌بندی سازمان‌یافته، افزونگی و برنامه‌ریزی برای عناصر کلیدی مانند برق، سرمایش و امنیت است.

استانداردهای اصلی طراحی دیتا سنتر

سازمان های مختلف استانداردها و بهترین شیوه ها را برای طراحی دیتا سنتر ایجاد کرده اند. برخی از استانداردهای کلیدی عبارتند از:

استاندارد سطح موسسه Uptime

استاندارد Tier Institute Uptime، انعطاف پذیری دیتا سنتر را طبقه بندی می کند. رتبه بندی ردیف های تعریف شده توسط موسسه Uptime عبارتند از:

• Tier I – ظرفیت و زیرساخت پایه. زمان توقف برنامه ریزی شده برای تعمیر و نگهداری
• Tier II – افزونگی را برای سیستم های حیاتی مانند UPS و ژنراتورها اضافه می کند.
• ردیف III – چندین مسیر زیرساخت فیزیکی مستقل. هیچ نقطه شکست.
• Tier IV – سیستم های کاملا زائد و مقاوم به خطا.

ANSI/TIA 942-B

استاندارد انجمن صنعت ارتباطات برای طراحی دیتا سنتر که شامل معماری، برق، مکانیک، مخابرات، کابل کشی و امنیت می شود.

سری EN 50600

استانداردهای اروپایی که بهترین شیوه ها را برای تاسیسات و زیرساخت های دیتا سنتر تعریف می کند.

ASHRAE

ASHRAE راهنمایی در مورد دما، رطوبت، و توصیه های فیلتر هوا برای مراکز داده ارائه می دهد.

سازماندهی فضای فیزیکی دیتا سنتر

یک چیدمان خوب برنامه ریزی شده امکان عملیات کارآمد، تعمیر و نگهداری تجهیزات و رشد آینده را فراهم می کند. عناصر کلیدی:

• طرح راهروهای گرم/سرد شامل اگزوز داغ در راهروهای گرم است.
• طبقات مرتفع یک پلنوم از کف برای گردش هوا و کابل کشی فراهم می کند.
• کابل کشی سقفی فضای کف را تمیز نگه می دارد.
• قفسه ها در ردیف های منظم با فاصله کافی بین آنها چیده شده اند.
• مناطق با تراکم بالاتر را از مناطق کم تراکم جدا کنید.

امنیت دیتا سنتر

مراکز داده به اقدامات امنیتی فیزیکی و سایبری نیاز دارند.

امنیت تاسیسات

حفاظت های امنیتی فیزیکی مانند:

• حصارهای محیطی، موانع، و نظارت تصویری
• نقاط ورودی محدود با مانتراپ
• اسکن بیومتریک یا دسترسی به کارت کلید
• ماموران امنیتی

مرکز داده چیست ؟

امنیت سایبری

اقدامات امنیت سایبری مانند:

• فایروال ها، سیستم های تشخیص نفوذ/پیشگیری
• رمزگذاری داده ها در حالت استراحت و در حال انتقال
• کنترل های دسترسی دقیق و سیاست های کمترین امتیاز
• نظارت بر آسیب پذیری و وصله

طراحی برق مورد نیاز و عملکرد دیتا سنتر

برآورد نیاز برق در طول طراحی به سیستم های الکتریکی و مکانیکی با اندازه مناسب کمک می کند. روش های رایج عبارتند از:

روش سنتی تخمین مصرف برق به روش سنتی

رتبه‌بندی‌های توان را برای تجهیزات فناوری اطلاعات جمع‌آوری کنید، سپس حاشیه‌هایی را برای افزونگی، رشد آینده و سیستم‌های سربار اضافه کنید.

روش طراحی برق دیتا سنتر با نامگذاری

تجهیزات را به عنوان تجاری مهم یا غیر بحرانی طبقه بندی کنید. برای هر دسته حاشیه های مناسب اعمال کنید.

روش طراحی برق با محاسبه توان مصرفی هر رک

توان مصرفی واقعی قفسه هایی که به طور کامل با تجهیزات فناوری اطلاعات بارگذاری شده اند را اندازه گیری کنید. از اندازه گیری ها برای برون یابی نیازها استفاده کنید.

کارایی و پایداری دیتا سنتر

یک دیتا سنتر کارآمد و پایدار از هدر رفتن انرژی و خرابی های غیرمنتظره جلوگیری می کند.

کارایی دیتا سنتر

استفاده از کمترین توان برای IT و سرمایش مانند:

• سرورهای کم مصرف، ذخیره سازی و تجهیزات شبکه
• سیستم های خنک کننده ظرفیت متغیر مطابق با تقاضا
• مهار راهرو گرم

پایداری دیتا سنتر

اجرای مطمئن بدون نوسانات یا خرابی:

• منبع تغذیه ثابت و بدون افت یا نوسانات
• خنک کننده ثابت در محدوده دما/رطوبت تنظیم شده
• جلوگیری از خرابی های آبشاری با افزونگی

بهترین شیوه ها برای طراحی دیتا سنتر

توصیه هایی برای بهینه سازی طراحی دیتا سنتر:

اندازه گیری بازده الکتریکی

برای بهبود راندمان الکتریکی، معیارهای PUE، DCiE و EPA WUE را بررسی کنید.

جریان هوا را بررسی کنید

از جریان هوای مناسب به ورودی تجهیزات بدون مانع اطمینان حاصل کنید.

بررسی دما

دماها را پایش کنید تا تأیید کنید خنک‌سازی با دستورالعمل‌های ASHRAE مطابقت دارد.

بررسی روشهای سرمایش

مدل‌سازی طراحی‌های خنک‌کننده دیتا سنتر با استفاده از نرم‌افزار CFD برای بهینه‌سازی.

مشکلات طراحی دیتا سنتر

برخی از چالش های کلیدی که طراحان دیتا سنتر با آن مواجه هستند:

مقیاس پذیری

ایجاد ظرفیت برای افزودن فضا، نیرو و سرمایش برای رشد در طول زمان.

انعطاف پذیری

پلان های طبقه باز قابل تطبیق که امکان پیکربندی مجدد تجهیزات را در صورت تغییر نیاز می دهد.

تاب آوری

حذف نقاط شکست در سیستم های حیاتی مانند برق و خنک کننده.

تغییر دادن

تنظیم طرح ها با ظهور فناوری های جدید، مانند چرخ دنده های تراکم بالاتر.

ابزارها و نرم افزارهای مدیریت زیرساخت دیتا سنتر

نرم افزار DCIM به مدیریت زیرساخت کمک می کند:

نظارت و نظارت بر دیتا سنتر

شرایطی مانند دما و سلامت باتری UPS را در زمان واقعی مشاهده کنید.

آماده سازی و اصلاح

تغییرات مدل مانند اضافه کردن قفسه یا محفظه قبل از زمان.

ظرفیت و توانایی

با افزایش نیاز به تجهیزات فناوری اطلاعات، نیازهای برق و سرمایش را پیش بینی کنید.

طراحی خنک کننده یا سیستم های خنک کننده دیتا سنتر

خنک کننده دیتا سنتر، تجهیزات IT را در محدوده دما/رطوبت قابل قبول نگه می دارد تا از خرابی جلوگیری شود. عوامل طراحی خنک کننده عبارتند از:

مدیریت هوای سرد و گرم

طرح‌بندی راهروهای گرم/سرد، ورودی‌ها و اگزوزهای گرم را از هم جدا می‌کنند تا کارایی را به حداکثر برسانند.

نگاهی به فناوری خنک کننده دیتا سنتر

طراحی های خنک کننده هزینه اولیه، کارایی عملیاتی و نیازهای دیتا سنتر را متعادل می کند. سیستم های رایج:

• چیلرهای هوا خنک
• چیلرهای آب خنک
• هواگیرهای انبساط مستقیم
• واحدهای خنک کننده ردیفی و درون رک
• خنک کننده مایع غوطه وری یا مستقیم به تراشه

قانون مور چیست؟

قانون مور بیان می کند که قدرت محاسباتی هر 2 سال دو برابر می شود و تراکم حرارت مرکز داده را افزایش می دهد. این بر نیازهای خنک کننده تأثیر می گذارد.

سیستم های خنک کننده قدیمی و پایان دوره استفاده از کف کاذب

خنک‌کننده زیرزمینی قدیمی با کاشی‌های سوراخ‌دار به‌طور ناکارآمد هوای سرد و گرم را با هم مخلوط می‌کند. مهار و روش های خنک کننده هدفمند به جلوگیری از این امر کمک می کند.

چه مقدار خنک کننده در طراحی مرکز داده نیاز است؟

سیستم های خنک کننده باید تمام گرمای تولید شده توسط تجهیزات فناوری اطلاعات را حذف کنند و همچنین امکان گسترش آینده را فراهم کنند. ملاحظات کلیدی:

خطر رطوبت ناکافی در مرکز داده

هوای بیش از حد خنک شده فاقد رطوبت بوده و باعث افزایش خرابی سرور در اثر تخلیه استاتیک می شود. مرطوب سازی به حفظ رطوبت کمک می کند.

خطر گرد و غبار در مرکز داده

خنک کننده خیلی کم باعث می شود نقاط داغ منجر به خرابی تجهیزات شوند. اطمینان از ظرفیت خنک کننده کافی از این امر جلوگیری می کند.

مراحل و فرآیند خنک سازی در طراحی مرکز داده

خنک‌سازی موثر مرکز داده نیازمند یک رویکرد مرحله‌ای است:

خنک کننده سرور

هیت سینک ها و فن ها گرما را از CPU ها، GPU ها و قطعات پخش می کنند.

خنک کننده فضا

CRAC ها و هواگیرها دمای اتاق را حفظ می کنند.

گزینه های چیدمان و حذف گرما

چیدمان راهروهای گرم/سرد گرما را در بر می گیرد و از بین می برد.

مهار راهرو گرم در مقابل مهار راهرو سرد

هوای داغ خروجی را به جای تامین هوای سرد جدا کنید.

خنک کننده مجاورت

خنک کننده مکمل موضعی در صورت نیاز.

چگونه حرارت را از بین ببریم

هوای گرم را به طور مستقیم یا غیرمستقیم از طریق حلقه های خنک کننده به چیلرها برگردانید.

خنک کننده اکونومایزر

هنگامی که شرایط اجازه می دهد از هوای بیرون برای خنک سازی رایگان استفاده کنید.

معیارهای طراحی مرکز داده

طراحی های خنک کننده مرکز داده باید موارد زیر را در نظر بگیرند:

با عرض پوزش از این بابت، ادامه مطلب اینجاست:

شرایط آب و هوایی در طراحی مرکز داده در نظر گرفته شده است

آب و هوا بر گزینه هایی مانند اکونومایزرهای رایگان هوا تأثیر می گذارد. محدوده‌های رطوبتی نیازهای رطوبتی اضافی را نشان می‌دهند.

خلاصه

به طور خلاصه، طراحی مرکز داده شامل بسیاری از عناصر است که با هم کار می کنند تا یک محیط کارآمد، انعطاف پذیر و مقیاس پذیر برای عملیات حیاتی فناوری اطلاعات و داده های دیجیتال ایجاد کنند. الزامات برنامه ریزی برای فضا، نیرو، سرمایش، زیرساخت، چیدمان و امنیت پیچیده است اما به جلوگیری از توقف پرهزینه کمک می کند. تکامل مداوم فناوری‌ها و بهترین شیوه‌ها به مراکز داده کمک می‌کند تا زمان کار و مزایای تجاری را به حداکثر برسانند.

نتیجه

مراکز داده، امکاناتی حیاتی هستند که خدمات دیجیتال مدرن و قابلیت‌های محاسباتی را ممکن می‌سازند. وظیفه پیچیده طراحی یک مرکز داده نیازمند برنامه ریزی و آماده سازی گسترده برای ایجاد یک محیط بهینه برای تجهیزات فناوری اطلاعات است. با استفاده از استانداردهای صنعتی، ابزارهای مدل سازی، فرآیندهای راه اندازی و بهترین شیوه ها، مراکز داده می توانند به قابلیت اطمینان، کارایی و توانایی بالایی در مقیاس سازی دست یابند. طراحی موثر مرکز داده همه جنبه های تاسیسات از جمله معماری، توزیع برق، برق پشتیبان، خنک کننده، کنترل های محیطی، حفاظت در برابر آتش و زیرساخت های مخابراتی را به منظور به حداقل رساندن خطر قطع و کاهش هزینه های عملیاتی در طول عمر تاسیسات هماهنگ می کند. فرآیندهای بهبود مستمر در طول عملیات و همچنین ارزیابی مجدد طراحی با تکامل تجهیزات IT به مراکز داده اجازه می دهد تا در آینده انعطاف پذیر و سازگار باقی بمانند.

سوالات متداول

1. مرکز داده چیست؟

مرکز داده، امکاناتی است که سیستم‌های کامپیوتری و اجزای مرتبط برای ذخیره، پردازش و مدیریت داده‌های دیجیتال را در خود جای می‌دهد.

2. چرا خنک کردن مرکز داده مهم است؟

خنک سازی مرکز داده برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد سرورها و حفظ دمای عملیاتی بهینه برای عملکرد کارآمد بسیار مهم است.

3. کارایی مرکز داده چگونه اندازه گیری می شود؟

کارایی مرکز داده معمولاً با استفاده از معیارهایی مانند اثربخشی مصرف انرژی (PUE) برای ارزیابی مصرف انرژی نسبت به استفاده از تجهیزات فناوری اطلاعات اندازه‌گیری می‌شود.

4. چه اقدامات امنیتی در مراکز داده اجرا می شود؟

مراکز داده از اقدامات امنیتی فیزیکی مانند کنترل های دسترسی و نظارت، همراه با پروتکل های امنیت سایبری برای محافظت در برابر دسترسی های غیرمجاز و تهدیدات سایبری استفاده می کنند.

5. چه استانداردهایی طراحی مرکز داده را راهنمایی می کند؟

استانداردهای کلیدی برای طراحی مرکز داده عبارتند از: Uptime Institute Tier Standard، ANSI/TIA 942-B، سری EN 50600 و ASHRAE که دستورالعمل هایی را برای قابلیت اطمینان، امنیت و کارایی ارائه می کنند.