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.

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.

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