داده ها حیاتی ترین و اختصاصی ترین دارایی های یک سازمان هستند که برای حفظ بقای سازمان بسیار مهم هستند. در نتیجه امنیت و قابلیت اطمینان در حفظ داده ها از اولویت های اصلی هر سازمان به شمار می رود. یکی از مطمئن ترین راه ها برای حفظ این داده ها و ارائه بهترین عملکرد و نتیجه از آن ها، قرار دادن آن ها در یک مکان امن و تجهیز شده است. به این مکان ها دیتاسنتر می گویند.
دیتاسنتر چیست؟
دیتاسنتر (Data Center) یا مرکز داده مکانی است که در آن تعداد زیادی سرور و تجهیزات ذخیره سازی و تاسیسات زیر ساختی برای میزبانی از داده ها و اطلاعات وجود دارد. سازمان ها برای جمع آوری، پردازش و ذخیره سازی حجم بالای داده های خود از دیتاسنتر ها استفاده می کنند.
در دیتا سنترها امکانات فراوانی برای ایمن‌سازی و حفاظت از سخت‌افزارهای مختلف در نظر گرفته شده تا از داده‌ها و اطلاعات شرکت‌ها به خوبی حفاظت شود. بهترین دیتاسنتر ها از تجهیزات سخت‌افزاری ویژه‌ای استفاده می‌کنند تا ارتباط سازمان‌ها و شرکت‌ها با جهان اینترنت درست و صحیح برقرار شود.
دیتاسنترها نقش حیاتی در حفظ اطلاعات شرکت ها دارند و به همین جهت تجهیزات امنیتی پیشرفته ای باید داشته باشند. از طرفی محیط دیتا سنتر ها باید ایزوله باشد و هیچگونه آلودگی در محیط نگهداری آن ها وجود نداشته باشد. به همین جهت در این مراکز داده سیستم های تهویه، اطفاء حریق و برق اضطراری وجود دارد.
اگر مایل هستید در خصوص ویژگی های دیتا سنتر خوب اطلاعاتی کسب کنید، به مقاله لینک شده مراجعه نمایید.
دیتاسنتر ها چگونه کار می کنند؟
دیتاسنتر ها فضایی را برای سازمان ها فراهم می کنند تا بتوانند منابع و زیرساخت های خود را برای پردازش و ذخیره سازی اطلاعات به شکلی درست به کار گیرند. همچنین دیتاسنتر ها با ارائه سیستم های ذخیره سازی و اشتراک گذاری، دسترسی و پردازش داده ها در کل سازمان را امکان پذیر می کنند. علاوه بر این با ارائه زیرساخت های فیزیکی مناسب با استفاده از ابزارهایی مانند خنک کننده، برق رسانی، شبکه و منابع تغذیه بدون وقفه(UPS) امکان دسترسی دائم به این اطلاعات را فراهم می کنند.
وجود حجم عظیم داده های یک سازمان در چنین فضایی که دیتاسنتر نام دارد باعث می شود تا از سیستم ها و داده های اختصاصی آن ها به بهترین شکل ممکن محافظت شود. همچنین باعث متمرکز کردن تمام دسترسی های افراد و کاربران به داده ها می شود. در نهایت نیز امنیت اطلاعات یک سازمان به نحو احسن تضمین شده و باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.
انواع دیتاسنتر
دیتاسنتر ها انواع مختلفی دارند که هرکدام امکانات و مزایای خاص خود را دارد. سازمان ها بسته به حجم کاری و نیازهای خود ممکن است از یک نوع از دیتاسنتر ها یا چند نوع از آن ها استفاده کنند.
مراکز داده سازمانی (Enterprise) یا در محل (on-premises)
در این مدل مرکز داده، تمام زیرساخت ها و داده های فناوری اطلاعات در محل سازمان میزبانی می شوند. بسیاری از شرکت ها ترجیح می دهند که مراکز داده داخلی خود را داشته باشند، زیرا بنظرشان کنترل بیشتری بر امنیت اطلاعات دارند و می توانند راحت تر مقررات حفاظتی را اجرا کنند. در دیتاسنتر های سازمانی، خود سازمان یا شرکت مسئول تمام وظایف، از استقرار گرفته تا نظارت و مدیریت، هستند.
مراکز داده ابری عمومی
مراکز داده ابری (که دیتاسنتر های رایانش ابری نیز نامیده می شوند) منابع زیرساخت فناوری اطلاعات را برای استفاده چندین میلیون مشتری آماده کرده اند. بسیاری از بزرگترین مراکز داده ابری (به نام دیتاسنتر های هایپر مقیاس(hyperscale)) توسط ارائه دهندگان خدمات ابری بزرگ مانند خدمات وب آمازون(AWS)، Google Cloud Platform، IBM Cloud، Microsoft Azure و Oracle Cloud Infrastructure اداره می شوند. اکثر ارائه دهندگان ابری بزرگ، معمولا چندین دیتاسنتر در مقیاس بزرگ را در سراسر دنیا راه اندازی می کنند.
معمولا ارائه دهندگان خدمات ابری دیتاسنتر های کوچکتر و edge را که به مشتریان نزدیکتر هستند نیز ارائه می دهند. برای کارهایی که نیاز به پاسخ در لحظه داشته و حجم بالایی دارند، مانند تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، هوش مصنوعی (AI) و برنامه های کاربردی تحویل محتوا(content delivery applications)، دیتا سنتر های edge باعث به حداقل رساندن تاخیر و بهبود کلی عملکرد برنامه شده و به تجربه کاربری بهتر مشتری منجر می شوند.
دیتاسنتر های مدیریت شده (colocation)
این نوع دیتاسنتر ها انتخاب خوبی برای سازمان هایی هستند که فضا، کارکنان و تخصص لازم را برای استقرار و مدیریت زیرساخت فناوری اطلاعات در محل سازمان خود ندارند و تمایلی هم به نیاز به استفاده از دیتاسنترهای ابری ندارند.
در دیتاسنتر های مدیریت شده، سازمان ها می توانند سرورهای اختصاصی، سخت افزارهای ذخیره سازی و شبکه را از ارائه دهنده دیتاسنتر اجاره کنند و ارائه دهنده دیتاسنتر نیز مدیریت و نظارت بر آن ها را برای سازمان ها انجام می دهد.
همچنین در مراکز colocation، شرکت یا سازمان مالک تمام زیرساخت ها است و فضای اختصاصی را برای میزبانی اجاره می کند. در مدل سنتی colocation سازمان ها به سخت افزار دسترسی داشتند و مسئولیت کامل مدیریت آن را برعهده داشتند.
این ویژگی برای حفظ حریم خصوصی و امنیت ایده آل است، اما اغلب عملی نیست، به ویژه در زمان هایی که برق قطع شود و یا شرایط اضطراری به وجود آید. در نتیجه امروزه اکثر ارائه دهندگان خدمات colocation خدمات مدیریت و نظارت را برای مشتریانی که خواهان آن باشند، ارائه می دهند.
اجزای زیرساخت دیتاسنتر
سرورها
سرورها سیستم های قدرتمندی هستند که برنامه ها، خدمات و داده ها را به کاربر نهایی ارائه می دهند. این سرورها چند نوع دارند:
سرورهای Rack-mount : این سرورها مستقل از یکدیگر هستند و برای صرفه جویی در فضا روی هم و دریک قفسه قرار داده می شوند. هر سرور rack-mount منبع تغذیه، فن های خنک کننده، سوئیچ های شبکه و پورت های مخصوص به خود را به همراه پردازنده، هارد و حافظه دارد.
سرورهای Blade: برای صرفه جویی بیشتر در فضا طراحی شده اند. هر Blade شامل پردازنده ها، کنترل‌کننده های شبکه، حافظه و در صورت لزوم هارد می باشد. نحوه قرار گیری آن ها بدین صورت است که چند Blade درون یک شاسی قرار می گیرد و منبع تغذیه، شبکه و سایر منابع برای همه آن ها به کار برده می شود.
Mainframes: سیستم هایی با کارایی بالا و با چندین پردازنده هستند که می توانند کار یک اتاق کامل از سرورهای rack-mount یا blade را انجام دهند. مین فریم ها که اولین کامپیوترهای مجازی سازی هستند، می توانند میلیاردها محاسبات و تراکنش را در لحظه پردازش کنند.
انتخاب نوع سرور به عوامل زیادی از جمله فضای موجود در دیتاسنتر، بارهای کاری در حال اجرا روی سرور، توان موجود و هزینه بستگی دارد.
سیستم ذخیره سازی
اکثر سرورها قابلیت ذخیره سازی لوکال را دارند که به آن direct-attached storage (DAS) گفته می شود. این هارد ها باعث می شوند تا داده های پرکاربرد و مهم در فاصله نزدیکی از CPU قرار گیرد.
دو مدل ذخیره سازی دیگر نیز در دیتاسنتر ها وجود دارد که عبارتند از:
network-attached storage یا NAS: این مدل ذخیره سازی به گونه ای است که داده ها در چند هارد مختلف در سرور قرار دارند و دسترسی به داده ها از طریق اتصال استاندارد اترنت(standard Ethernet connection) فراهم می شود. هارد ها در این مدل HDD یا SSD هستند.
storage area network یا SAN: همانند مدل قبل در این مدل هم برای ذخیره سازی داده ها از چند هارد مختلف استفاده می شود، با این تفاوت که هارد ها در سرورهای مختلفی قرار دارند و ساختار پیچیده ای متشکل از چند هارد و نرم افزارهای مدیریت ذخیره سازی در سرورهای مختلف وجود دارد. در این مدل، اتصال به داده ها از طریق یک شبکه جداگانه امکان پذیر است.
دیتاسنترها ممکن است هر سه نوع مدل ذخیره سازی DAS, NASو SAN را داشته باشند.
شبکه
شبکه دیتاسنترها متشکل از انواع مختلف سوئیچ ها، روترها و فیبرهای نوری است که باعث می شوند تا ترافیک شبکه در سرورها منتقل شوند. همانطور که قبلا ذکر شد خدمات شبکه در دیتاسنترها می توانند مجازی سازی شوند، در نتیجه امکان ایجاد شبکه های پوششی تعریف شده توسط نرم افزار وجود دارد و باعث حفظ امنیت شبکه دیتاسنتر ها می شود.
کابل ها و منبع تغذیه
دیتاسنترها باید همیشه فعال باشند، به همین دلیل اکثر سرورها دارای دو منبع تغذیه هستند. منبع تغذیه اضطراری (UPS) با باتری از نوسانات برق و قطعی های کوتاه برق جلوگیری می کند. اگر قطعی برق طولانی تر اتفاق بیفتد، ژنراتورهای قدرتمند می توانند وارد عمل شوند.
همچنین وجود تعداد زیادی سرور که به کابل های مختلفی متصل هستند، باعث شده تا مدیریت اتصال کابل ها یکی از دغدغه های مهم در طراحی دیتاسنتر ها باشد. در صورتی که فاصله کابل ها خیلی نزدیک به یکدیگر باشد، باعث cross-talk می شود که می تواند بر سرعت انتقال داده ها و سیگنال ها اثر منفی داشته باشد.
علاوه بر این در صورتی که تعداد زیادی کابل در کنار یکدیگر قرار بگیرند، گرمای بیش از حد تولید می شود. در ساخت دیتاسنتر ها باید استاندارهای لازم در خصوص کابل کشی ها مد نظر قرار گیرد تا امنیت به شکل مناسبی حفظ شود.
پشتیبانی
از کار افتادن دیتاسنتر ها هزینه های بسیاری را برای ارائه دهندگان دیتاسنتر ها و مشتریان آن ها به دنبال دارد، در نتیجه اپراتورها و طراحان دیتاسنتر ها تمام تلاش خود را می کنند تا به روش های مختلف انعطاف پذیری سیستم خود را افزایش دهند. این اقدامات شامل قرار دادن هارد RAID برای محافظت از داده ها تا پشتیبان گیری از داده ها و حتی قرار دادن امکانات اضافی در سرور مانند خنک کننده اضافی می باشد.
بسیاری از ارائه دهندگان دیتاسنتر های بزرگ، چندین دیتاسنتر در مناطق جغرافیایی مختلف قرار می دهند. بدین ترتیب اگر اختلال سیاسی یا بلایای طبیعی در یک منطقه رخ دهد، دیتاسنتر های مناطق دیگر به خوبی به فعالیت خود ادامه داده و خدمت رسانی را پشتیبانی می کنند.
کنترل های زیست محیطی
عوامل محیطی بر سلامت سرورها در دیتاسنتر ها اثرات زیادی دارند و دیتاسنتر ها باید به گونه ای طراحی و تجهیز شوند که هیچ عاملی باعث آسیب به آن ها نشده و باعث خرابی نشود. از جمله این عوامل محیطی به موارد زیر می توان اشاره کرد:
دما: در اکثر دیتاسنتر ها از ترکیبی از خنک کننده هوا و خنک کننده مایع استفاده می شود تا سرورها و سایر سخت افزار ها را در محدوده دمایی مناسبی نگه دارند. خنک کننده ها اساسا باعث ایجاد هوای مطبوع و تهویه هوا می شوند. برای سرورها یا ردیف های خاصی از طبقات رک ها نیز می توان از تهویه computer room air conditioning (CRAC) که برای اتاق کامپیوتر مناسب است، استفاده کرد.
خنک کننده های مایع، مایع را مستقیما به پردازنده ها پمپ می کنند یا در برخی موارد سرورها را در مایع خنک کننده غوطه ور می سازند. اصولا ارائه دهندگان دیتاسنتر ها از خنک کننده مایع برای بهره وری بیشتر انرژی و پایداری بیشتر استفاده می کنند. از طرفی این خنک کننده ها برق کمتر و آب کمتری را نسبت به خنک کننده های هوا استفاده می کنند و به همین جهت گزینه ای مناسب هستند.
رطوبت: رطوبت بالا می تواند باعث زنگ زدن تجهیزات شود. رطوبت کم می تواند خطر نوسانات الکتریسیته را افزایش دهد. تجهیزات کنترل رطوبت شامل سیستم های CRAC و سنسورهای رطوبت هستند.
الکتریسیته: دیتاسنتر ها باید مجهز به تجهیزایت برای نظارت بر میزان الکتریسیته ساکن و تخلیه بدون خطر آن باشند.
آتش سوزی: تمام دیتاسنتر ها برای پیشگیری از وقوع آتش سوزی باید مجهز به تجهیزات باشند و در بازه های زمانی مناسب تست های لازم برای بررسی وضعیت انجام شود.
اجزای داخلی دیتا سنترها شامل موارد دیگری نیز می باشد که به جهت ساماندهی خوب فضا و بهترین طراحی به کار گرفته می شوند. در ادامه در خصوص معماری دیتاسنتر ها مطالبی را می خوانید.
معماری دیتاسنتر ها
اکثر دیتاسنتر های مدرن، از معماری سنتی که در آن هر برنامه یا حجم کاری با سخت افزار اختصاصی خود اجرا می شد، به معماری ابری تکامل یافته اند. در نتیجه منابع سخت افزاری فیزیکی مانند CPU، هارد و شبکه مجازی شده اند. مجازی سازی، این سرورها را قادر می سازد تا از محدودیت های فیزیکی خود رها شوند و بتوانند مجموع ظرفیت آن ها در چندین بار کاری و به مقدار نیاز هر یک، تخصیص یابد.
این مجازی سازی همچنین باعث می شود تا زیرساخت های تعریف شده توسط نرم افزار یا software-defined infrastructure یا به اختصار SDI نیز فعال و قابل استفاده شوند. این زیرساخت ها باعث می شوند تا برنامه نویسی، پیکربندی، اجرا و نگهداری داده ها به صورت خودکار و بدون دخالت انسان انجام شوند.
ترکیب معماری ابری و SDI مزایای بسیاری را برای دیتاسنتر ها و کاربران آنها ارائه می دهد که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده بهینه از منابع محاسباتی ذخیره سازی و شبکه: مجازی سازی به ارائه دهندگان خدمات ابری کمک می کند تا با استفاده از سخت افزار کمتر و کمترین میزان هدر رفت منابع، به تعداد زیادی از سازمان ها خدمت دهی کنند.
استقرار سریع برنامه ها و خدمات: اتوماسیون SDI باعث می شود تا فراهم کردن زیرساخت های جدید به آسانی و تنها از طریق درخواستی در پرتال صورت گیرد.
مقیاس پذیری: مقیاس کردن زیرساخت های مجازی بسیار ساده تر از زیرساخت های سنتی است. حتی شرکت هایی که از مراکز داده در محل استفاده می کنند، می تواند در صورت لزوم با افزایش حجم کاریشان، از طریق فضای ابری ظرفیت های خود را افزایش دهند.
ارائه انواع خدمات دیتاسنتر: دیتاسنتر های ابری می توانند با روش های مختلفی به سازمان ها، زیرساخت های مورد نیازشان را ارائه دهند. انتخاب بر اساس تقاضا صورت می گیرد و شامل زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS)، پلتفرم به عنوان سرویس(PaaS) و نرم افزار به عنوان سرویس (SaaS) می شود. این خدمات را می توان در دیتاسنتر خصوصی یا به عنوان یک راه حل بر بستر ابری در محیط ابر خصوصی، ابر عمومی یا ابر ترکیبی ارائه داد.
نتیجه گیری
همانطور که خواندید دیتاسنترها مکان هایی هستند که برای نگهداری از داده های مهم سازمان ها به وجود آمده اند. به جهت اهمیت موضوع نگهداری از داده ها، به لحاظ سخت افزاری اجزا و معماری و نگهداری های خاصی برای دیتاسنتر ها مورد نیاز است.
به مرور زمان دیتاسنتر ها از حالت محلی خارج شده و ارائه دهندگان به ارائه این خدمات پرداخته اند. با اینکه هنوز هم برخی سازمان ها دیتاسنتر مخصوص به خود را دارند، اما بسیاری سازمان ها از ارائه دهندگان، این سرویس ها را خریداری می کنند. خصوصا در سال های اخیر دیتاسنتر های ابری مورد استقبال بسیاری از کسب و کارها قرار گرفته اند.
