структура цод что это такое
Что такое центр обработки данных
Если говорить простыми словами, центр обработки данных — это физический объект, в котором организации размещают критически важные приложения и данные. Основным элементом структуры центра обработки данных является сеть, объединяющая вычислительные ресурсы и ресурсы хранения. С помощью нее можно предоставлять доступ к общим приложениям и данным. Ключевые компоненты структуры центра обработки данных — это маршрутизаторы, коммутаторы, межсетевые экраны, системы хранения данных, серверы и контроллеры предоставления доступа к приложениям.
Связаться с Cisco
Что отличает современный центр обработки данных?
Современные центры обработки данных кардинально отличаются от использовавшихся еще совсем недавно. Вместо стандартных локальных физических серверов в инфраструктуре применяются виртуальные сети, которые распределяют приложения и рабочие нагрузки по физической инфраструктуре и многооблачной среде.
Сегодня данные существуют и взаимодействуют в нескольких центрах обработки данных, в периметре сети, в частных и общедоступных облачных средах. Центр обработки данных должен поддерживать обмен данными через все эти площадки как на объектах, так и в облаке. Даже общедоступное облако — это совокупность центров обработки данных. Если приложения размещаются в облаке, они используют ресурсы центра обработки данных от поставщика облачных сервисов.
Почему центры обработки данных важны для бизнеса?
В корпоративной ИТ-инфраструктуре центры обработки данных поддерживают бизнес-приложения и процессы, в том числе следующие:
Основные компоненты центра обработки данных
В структуре центра обработки данных используются маршрутизаторы, коммутаторы, межсетевые экраны, системы хранения данных, серверы и контроллеры предоставления доступа к приложениям. Поскольку эти компоненты хранят и контролируют критически важные для бизнеса данные и приложения, безопасность центра обработки данных играет важнейшую роль в его структуре. Таким образом обеспечивается:
Сетевая инфраструктура. Она обеспечивает подключение к серверам (физическим и виртуальным), центрам обработки данных, хранилищу, а также внешнее подключение для объектов конечных пользователей.
Инфраструктура хранения данных. В основе современного центра обработки данных — данные. Системы хранения данных используются для размещения этого ценного ресурса.
Вычислительные ресурсы. Приложения — двигатели центра обработки данных. Эти серверы предоставляют обработку, память, локальное хранилище, сетевое подключение, то есть то, что необходимо для работы приложений.
Как работают центры обработки данных?
Как правило, развертывание центров обработки данных выполняется для того, чтобы гарантировать эффективную работу и целостность основных компонентов центра обработки данных.
Сетевые устройства защиты. К этой категории относятся межсетевой экран и защита от вторжений, отвечающие за безопасность центра обработки данных.
Предоставление доступа к приложениям. Чтобы поддерживать производительность приложений, эти механизмы обеспечивают отказоустойчивость и доступность приложений за счет автоматического переключения при отказе, а также за счет распределения нагрузки.
Что собой представляет объект ЦОД?
Для компонентов центра обработки данных нужна большая инфраструктура, чтобы поддерживать аппаратное и программное обеспечение центра. В эту инфраструктуру входят подсистемы питания, источники бесперебойного питания (ИБП), вентиляция, системы охлаждения и пожаротушения, резервные генераторы и подключение к внешним сетям.
Стандарты инфраструктуры центра обработки данных
Самый широко используемый стандарт для проектирования центров обработки данных и их инфраструктуры — ANSI/TIA-942. Он включает стандарты для сертификации ANSI/TIA-942, которая обеспечивает соответствие одной из четырех категорий уровня центров обработки данных, различающихся по показателям резервирования и отказоустойчивости.
Уровень 1: базовая инфраструктура объекта. Центр обработки данных уровня 1 обеспечивает ограниченную защиту от физических воздействий. В нем используются компоненты с одной емкостью и единый путь распространения без резервирования.
Уровень 2: инфраструктура объекта с компонентом резервной емкости. Центр обработки данных этого уровня обеспечивает улучшенную защиту от физических воздействий. В нем используются компоненты с резервной емкостью и единый путь распространения без резервирования.
Уровень 3: параллельно обслуживаемая инфраструктура объекта. Этот центр обработки данных защищает практически ото всех физических воздействий, предоставляет компоненты с резервной емкостью и множество независимых путей распространения. Каждый компонент можно изъять или заменить, не отключая услуги для конечных пользователей.
Уровень 4: отказоустойчивая инфраструктура объекта. Такой центр обработки данных отличают самые высокие показатели отказоустойчивости и резервирования. Благодаря компонентам резервной емкости и множеству независимых путей распространения, выполняется одновременное обслуживание и устранение неполадки в любой части инфраструктуры без простоев.
Инфраструктура ЦОД на пальцах: оборудование, виртуализация, управление
Всё могут короли
Содержание:
Ингредиенты
Указания
Центр обработки данных
Если по-русски: центр обработки данных является большой серверной комнатой с десятками тысяч стоек, на которых хранятся и перерабатываются данные с очень большой скоростью. Но ЦОД — это не просто кучка серверных шкафов в машинном зале. Совокупность различных технологий, вроде перераспределения нагрузок, позволяет максимально эффективно использовать каждый мегабайт оперативной памяти, а это, в свою, очередь позволяет достигать 100% аптайма и соблюдения самых требовательных SLA.
Требования к инфраструктуре достаточно жесткие, но это и является гарантом качества работы центра. Сюда входят такие параметры как: подключение к как минимум двум операторам связи, резервирование магистральных кабелей СКС, ИБП, ЦП маршрутизаторов, обязательная маркировка всех патч-панелей, розеток, кабелей, шкафов. Одно из главных преимуществ спецификации Tier 3 — возможность проведения ремонтных и аварийных работ (вплоть до замены компонентов) без остановки работы, благодаря тому, что все инженерные системы в нём зарезервированы.
Энергоэффективность
1,67. Нужно понимать, что основной потребитель электроэнергии в ЦОД — это не оборудование. Почти половину (
45%) забирает система охлаждения. Еще около 20% теряется при распределении электроэнергии.
Структура
Фундамент центра обработки данных — его оборудование. Именно оно находится на нижней ступени во всей структуре дата-центра. На уровень выше — операционные системы, JVM (Java virtual machine) и виртуализация. В средний уровень можно записать системы управления контейнерами и планирования ресурсов. Еще на уровень выше — БД, хранилище и вычислительная платформа. На самом верхнем расположились информационные системы, микро-сервисы, приложения и т.д
Оборудование
Если мы не рассматриваем размещение собственного оборудования в ЦОД, то рассмотрим аренду виртуальных вычислительных мощностей. В зависимости от выбора провайдера услуг сетап может варьироваться по следующим параметрам:
Дисковые накопители
Для организации дискового пространства могут использоваться массивы SATA/SSD/SAS. Производительность накопителей оценивается в IOPS (input/output operations per second — количество операций ввода-вывода в секунду) и может достигать до 300 000 на одну СХД (систему хранения данных). Если SATA и SSD используются и в домашних системах, то на SAS нужно остановиться поподробнее.
[adace-ad SAS (Serial Attached SCSI) — последовательный интерфейс для подключения дисковых накопителей, разрабатывался как замена морально устаревшему SCSI. Форматы SAS и SATA — совместимы, более того, зачастую они отличаются только прошивкой. Но именно она и является главным плюсом SAS, потому что позволяет использовать весь его функционал в enterprise-среде: end-to-end data protection, multipath, скорость до 15 000 об/мин
Одним из ведущих вендоров, производящим СХД с SAS-дисками является всем известный Hewlett Packard, который выпускает собственные системы хранения данных под брендом HPE (Hewlett Packard Enterprise). Двухюнитовая СХД начального уровня HPE MSA 2060 содержит в себе массив из 240 накопителей SAS малого форма-фактора, а суммарная ёмкость достигает 921 Тбайт
HPE MSA 2060 может работать как на Windows Server, так и на Linux (дистрибутивы Red Hat и SuSE). Имеет собственную тулзу для управления и администрирования — Storage Management Utility (SMU)
Из интересных фишек СХД можно отметить возможность расширить кэш (24гб на систему) с помощью SSD дисками, объединить несколько RAID-массивов в единый виртуальный пул, что позволяет обойти ограничение по производительности (16 RAID-дисков), а так же систему буста работы приложений, путём перераспределения частоиспользуемых данных на наиболее быстрые диски.
Процессоры
В конфигурации покруче уже встречаются Xeon Gold 6254 c L3-кэшем в 25 мбайт
Источники бесперебойного питания
В отличии от домашних настольных UPS, ИБП в ЦОД должны не только обеспечивать бесперебойное электропитание активного серверного и коммутационного оборудования, но, если потребуется, и системы кондиционирования, а так же фильтровать помехи магистральной сети и стабилизировать выходное напряжение. Для этого используют целые модульные системы различных форматов — 4800 kVA (киловольт-ампер), 12000 kVA, например MODULYS XL и так далее.
Системы пожаротушения
В каждой стойке обязательно присутствует система автоматического пожаротушения для раннего обнаружения возгорания и ликвидации очагов пожаров классов А, В, С и контроль электрооборудования под напряжением. Самое популярное стоечное решение — от вендора R-Line.
Виртуальный ЦОД (VDC)
Выгода использования VDC заключается в том, что вы получаете ресурсы ЦОД без необходимости установки своего оборудования, траты на обслуживание инфраструктуры и избавляетесь от головной боли вечного пропадания канала связи. Помимо этого:
Платформы виртуализации
Панель управления
С помощью платформы управления vCloud Director можно создавать и собственные виртуальные ЦОДы, настраивать политики, роли для доступа, конфигурировать виртуальные ресурсы и осуществлять их мониторинг, развёртывать гибкие контейнеры (например, через Kubernetes, как SRE-инженеры) и автоматизировать сложные рабочие процессы
Оркестратор
Нужен ли моему бизнесу ЦОД?
Чтобы использовать ресурсы ЦОД не обязательно арендовать в нем собственные стойко-места. В 2021 году даже стартап может воспользоваться услугами виртуального ЦОД (т.е. по сути, той же аренды) для своих нужд, особенно если приложение или сервис критично к скорости обработки данных и их количество растёт по экспоненте. Для каких задач его можно использовать?
Кто уже использует ЦОД?
Среди крупных компаний, которые используют центры обработки данных такие гиганты, как, недавно запустившийся в России, Spotify, а также Netflix, Ubisoft, Canon. Сервис IMDB хранит в нём свою базу данных, а немецкий концерн Siemens использует инфраструктуру для своей ультра технологичной системы здравоохранения Siemens Healthineers
Что такое ЦОД?
Содержание
Современные ЦОД — это серверная, предназначенная для создания и размещения высокопроизводительной IT-инфраструктуры и локальных физических серверов, которые поддерживают приложения и рабочие нагрузки через пулы физической инфраструктуры и в многопользовательскую среду.
Что это значит? Часто бизнесу необходимы VPS (виртуальные серверы), Dedicated Server (выделенные физические серверы) или предложения IaaS (виртуальной инфраструктуры). Все это можно получить у провайдера облачных услуг. Это могут быть такие гиганты, как Amazon, Microsoft Azure, Google или локальные провайдеры, которые предоставляют в аренду вычислительные мощности собственных серверов и инфраструктуру. В любом случае физическое оборудование провайдеры размещают не в серверных, а в Дата-центрах (ЦОД).
Говоря простыми словами, ЦОД — это большая серверная, которая обеспечивает пространство, питание и охлаждение для сетевой инфраструктуры. При этом происходит централизация IT-операций, оборудования, хранения и управления данными.
Назначение ЦОД
Дата-центры нужны всем: государственным структурам, банкам, научным, торговым и производственным предприятиям. Даже частные лица, сами не подозревая того, используют мощности и возможности ЦОД, просто отправляя e-mail или пользуясь социальными сетями. Все, что связано с интернетом и обменом данными, подразумевает использование ЦОД.
Центр обработки данных — это централизованное хранилище (физическое или виртуальное), в котором размещены компьютерные системы для управления, хранения и распространения информации и данных.
Основные плюсы использования Дата-центров:
ЦОД для бизнеса
Центры обработки данных обеспечивают бизнес необходимыми инструментами и процессами для эффективной деятельности:
Виды ЦОД
Дата-центр можно создать самостоятельно или воспользоваться облачной альтернативой. Что лучше? Выбирая тип ЦОД для своего проекта, важно понять, хватит ли бюджета не только на его создание, но и на обслуживание, модернизацию. Также будут иметь значение требования безопасности и специфика деятельности компании.
Выделяют четыре основных типа ЦОД:
Первые три типа ЦОД надо создавать и обслуживать самостоятельно, в последнем можно пользоваться аппаратными мощностями провайдера на арендной основе.
Стандарты TIER
Основным стандартом для проектирования Дата-центров и их инфраструктуры является ANSI/TIA-942. Он включает стандарты сертификации ANSI/TIA-942-ready, которая обеспечивает соответствие одной из четырех категорий уровней ЦОД (TIER), рассчитанных на уровни избыточности и отказоустойчивости:
Стандарт ANSI/TIA-942 также содержит рекомендации по прокладке кабелей, инфраструктуре объектов, например, контроль за состоянием окружающей среды и электропитания, и другим вопросам проектирования. Такие рекомендации обычно разрабатывают для телекоммуникационной отрасли, но по факту их применяют для всех ЦОД.
Физическая архитектура ЦОД
Из чего состоят Дата-центры? Какое оборудование и комплектующие в них применяют?
Электроснабжение
Подача электроэнергии в Дата-центре должна быть непрерывной. Для этого нужны стабилизаторы напряжения, ИБП (источников бесперебойного питания). Эти устройства помогут при кратковременном отключении электричества, на случай серьезной аварии на линии электропередач нужен внешний генератор.
Система контроля доступа, противопожарная АС
Вход в ЦОД всегда реализован через систему пропусков или цифрового контроля. Это значит, что посторонние не смогут войти в помещение.
В Дата-центрах устанавливают современные противопожарные системы, которые включаются автоматически при малейших изменениях температуры в комнате или отдельных ее точках.
Передача данных
Стабильный интернет достигается путем наличия сетей от нескольких провайдеров. Дополнительно резервируется сетевой канал. Без таких мер удаленное использование ресурсов серверов будет невозможно.
Мониторинг
Мониторинг (или наблюдение за системами) ведется непрерывно. Это необходимо для того, чтобы начать устранять неисправности сразу же после их появления. Обычно для всех нештатных ситуаций есть свои отработанные алгоритмы решения.
Резервирование
Что такое резервирование? Если процессор или система охлаждения единственного домашнего ПК выйдут из строя, работа встанет до момента починки. Чтобы такого не произошло в ЦОД, используют систему резервирования. Как узнать, насколько эта система надежна в конкретном Дата-центре? Тип резервирования обозначается формулой N+, где N – это все компоненты системы, а цифры до N и после + — количество дублирующих компонентов:
Что еще понадобится
Чтобы запустить серверное и вспомогательное оборудование, понадобится программное обеспечение. Это различные операционные системы и приложения, ПО для кластеризации (например, Google MapReduce или Hadoop), для обеспечения возможности распределения работы по большому количеству компьютеров, софт для сокетов, управления сетью. Нужны будут приложения для мониторинга системы и программы виртуализации, например, Hyper-V — это сократит количество физических серверов.
Обеспечение работоспособности и эффективности ЦОД
Для любого Дата-центра требуется возможность масштабировать сети для увеличения пропускной способности и надежности. Существующая сеть должна правильно управлять потоками, чтобы справиться с перегрузкой. Нюансы работы сети, например, пропускная способность и время отклика, прописаны в Соглашении об уровне обслуживания (SLA).
Точки отказа и их контроль
Современные Дата-центры проектируют в соответствии со стандартами не ниже уровня TIER III. Это значит, что они надежные и отказоустойчивые. Но все равно есть ряд точек возможного отказа, о которых необходимо знать.
Что может пойти не так:
Что нужно делать, чтобы свести потери к минимуму? Должны быть установлены системы для мониторинга, реагирования и уведомления персонала о любых возникающих проблемах. Планирование аварийного восстановления имеет большое значение в случае серьезных сбоев, но не стоит забывать и о мелких проблемах, например, вовремя менять износившиеся кабели.
Система может быть настроена для перенаправления трафика в случае отказа серверов или сетевого оборудования в одной области. Трафик также может быть сбалансирован по нагрузке путем равномерного распределения работы по сети и серверам для предотвращения перегрузок и «узких мест».
Должно быть реализовано резервное копирование данных, резервирование системы. Например, Google хранит данные на двух или более серверах, копирует самые важные на цифровую ленту. ЦОД часто получают услуги от нескольких поставщиков услуг интернета (ISP) для дополнительного распределения нагрузки и резервирования. Если у компании есть несколько центров обработки данных, трафик может даже перенаправляться на другой объект полностью в случае ЧП.
Для обеспечения бесперебойной работы и использования всех современных технологий необходимо регулярно обновлять и заменять оборудование и программное обеспечение.
ЦОД часто имеют дело с большим количеством конфиденциальной или частной информации, поэтому Дата-центры должны быть защищены на физическом и цифровом уровнях. Для полноценной физической защиты потребуется также специализированное оборудование: пожарная сигнализация, системы пожаротушения.
Заключение
Большое количество необработанных данных, потребности бизнеса, цифровизация, машинное обучение и технологии искусственного интеллекта требуют создания все большего количества современных Дата-центров. Даже если вы никак не связаны с Data Science и разработкой современных технологий, вы все равно используете возможности ЦОД в бизнесе и в быту. Работа в 1С, отправка электронной почты, покупки в интернет-магазине — все эти привычные действия обеспечивают Дата-центры различных типов.
Что такое центр обработки данных (ЦОД)
Сейчас практически у каждой крупной компании, которая как-то связана с информационными технологиями, есть в наличии центр обработки данных. Его предназначение заключается в обеспечении качественного соединения с сетью всех компьютеров и других устройств, расположенных в пределах здания. Обычно дата-центр представлен в виде отдельного помещения, которое специально оборудовано для работы серверов. Далее поговорим о расширенном понимании этой системы, их видах и самых крупных ЦОД, расположенных на территории России.
Что называется центром обработки данных
Начнем с общего понимания дата-центров. Каждый хотя бы раз, если не воочию, то в фильмах или на картинках, видел это помещение, где собрано огромное количество сетевого и серверного оборудования, везде находятся кабели и мигают датчики. Это и есть система, необходимая для корректного функционирования компьютерной части компании, в здании которого и находится этот ЦОД. Пример оформления такого помещения вы видите на следующем изображении.
Оборудование ЦОД
На предыдущей картинке видна и часть самого помещения, где расположен центр обработки данных. Это помещение продумано до мелочей в плане безопасности, технических параметров и условий для работы сетевых устройств. Есть несколько критериев, на которые обязательно обращают внимание при постройке дата-центров.
Все эти пункты в совокупности позволяют организовать практически беспрерывную работы ЦОД, минимизируя риски появления непредвиденных ситуаций, которые бы не только на неопределенный срок прервали работу системы, но и принесли крупные финансовые убытки.
Уровни дата-центров
С оборудованием центров обработки данных все ясно, но не стоит забывать и о том, что они бывают разных уровней сложности в плане организации. Всего существует четыре различных класса, каждый из которых присваивается дата-центру в зависимости от его критериев. Давайте более детально разберем каждый из четырех так называемых тиров (Tier).
Тир 1
К базовому уровню рассматриваемых систем можно отнести все те, которые оборудованы в небольших или средних офисах. Под них выделено одно помещение, а главная их задача – поддержка серверной составляющей для обмена информации внутри офиса и передачи ее через интернет другим пользователям. Есть два критерия, которые относятся к этому тиру:
Дата-центры такого уровня могут простаивать до 30 часов в год, что обусловлено выполнением технических работ. Еще при их оценке учитывается коэффициент отказоустойчивости, который в этом случае равен 99,671%.
Тир 2
Второй уровень отличает от первого наличие резервных мощностей. Они требуются для того, чтобы в случае необходимости поддержать в нормальном рабочем состоянии особо важные элементы системы, связанные с питанием и охлаждением. Это повышает устойчивость к появлению различных сбоев, поэтому упомянутый выше коэффициент повышается до 99,749%.
Что касается проведения технических работ, то в этом случае все функционирование дата-центра на время приостанавливается. Допустимое количество часов для простоя составляет 22 часа в год.
Тир 3
Сюда относится более продвинутое оборудование, в котором, помимо резервных мощностей, присутствует отдельный канал с питанием и охлаждением. Сделано это для возможности проведения параллельного ремонта. В таких случаях полная остановка работы дата-центра не требуется, что повышает его аптайм (описываемый коэффициент отказоустойчивости) до 99,982%. При этом время простоя в год не должно превышать 1,6 часов.
Тир 4
Последний и самый надежный тир, для попадания в который дата-центр должен быть оборудован всеми резервными каналами. При выходе любого элемента из строя сразу же подключается второй, повышая отказоустойчивость до максимума. Такие ЦОД никогда не выключаются, и любые неполадки никак не сказываются на общем его функционировании, так как ремонт ведется параллельно.
Самые крупные ЦОД в РФ
В качестве ознакомительной информации представим три самых крупных в Российской Федерации дата-центра, каждый из которых сосредоточен на предоставлении определенного типа услуг. Официальный веб-ресурс таких компаний вы сможете без проблем отыскать в поисковике, чтобы ознакомиться с используемыми технологиями, описанием самого центра и отзывами партнеров.
DataLine
Основная услуга, которую можно приобрести у данной компании, – место в ЦОД. Для этого необходимо обратиться на официальный сайт с запросом о проведении расчета. Специалисты подскажут, какие мощности стоит выделить и сколько будет стоить обслуживание.
Дополнительно DataLine предоставляет огромное количество других услуг, связанных с информационными технологиями. Они используют VDI для перевода сотрудников на удаленную работу, обеспечивают инфраструктуру рабочих мест, резервное копирование, облачные сервисы и информационную безопасность.
КРОК – компания облачных сервисов, которая работает с офисами, предоставляя хранение данных, их резервное копирование, безопасность и общее управление инфраструктурой.
КРОК поддерживает несколько десятков разных проектов, с которыми можно ознакомиться на официальном сайте. Все платформы оснащены последними технологиями, а их список указан на этом же веб-ресурсе.
Ай-Теко
Ай-Теко позиционируется как ведущий российский системный интегратор. Они внедряют в офисы различные технологии, связанные с ЦОД. Это могут быть системы управления печатью, видеонаблюдение, мини-ТЭЦ, программно-аппаратные решения, системы хранения данных и многое другое.
Помимо этого компания занимается телекоммуникациями, предоставлением информационной безопасности и аутсорсингом. На странице с перечнем услуг для каждой из них есть подробное описание того, как происходит интеграция и какие преимущества это дает при организации бизнес-процессов.
Только что вы узнали основную информацию о дата-центрах, разобрались с их организацией, уровнями и популярными российскими представителями. Есть еще огромное количество технических и экономических нюансов, о которых невозможно рассказать в рамках общей статьи. Сюда относится геораспределение для обеспечения безопасности данных, настройка инфраструктуры и многое другое.