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 современном мире технологии постоянно развиваются, и с каждым годом создаются все более сложные информационные комплексы. Соответственно, нормативы, которые предъявляются к инфраструктуре, также ужесточаются. В современных ЦОД (Центрах Обработки Данных) в одном помещении могут работать тысячи серверов с совокупным энергопотреблением до миллиона Вольт-Ампер. Критичность обрабатываемых ими процессов бывает такова, что любая остановка может привести к колоссальным финансовым потерям. Например, всего 20 минут простоя процессинг-центра может привести к убытку в 1 000 000 долларов США.

Инженерная инфраструктура ЦОД должна соответствовать целому списку жестких требований, которые могут включать до десятка позиций в техзаданиях. Кратко можно разбить их на четыре основных направления: надежность, управляемость, безопасность и масштабируемость.

Надежность обеспечивается путем использования только современного оборудования ведущих мировых производителей, привлечения высококвалифицированных специалистов и резервирования основных узлов инженерной инфраструктуры. В целом, в это направление входит все, что может гарантировать бесперебойное функционирование всех элементов ЦОД.

Управляемость системами инженерного обеспечения должна позволять своевременно прогнозировать все возможные сбои и поломки оборудования для заблаговременного предотвращения аварий.

Безопасность также является ключевым фактором, которому необходимо уделить должное внимание. Проработка всех потенциальных угроз, включая технические сбои, любые несанкционированные действия со стороны сотрудников, недобросовестных конкурентов, хакеров и так далее, должна быть тщательной. Данная проработка формируется еще на этапе планирования инженерной инфраструктуры дата-центров, позволяя гарантировать должный уровень безопасности.

Масштабируемость предполагает гибкость и адаптивность систем инженерного обеспечения вычислительных центров к растущим потребностям, в первую очередь, путем создания стандартизированных и модульных решений. Очень важно планировать этот аспект на самых ранних этапах создания 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.

Современные разработки

В настоящее время большое внимание уделяется разработке и внедрению экологически чистых технологий, использованию энергосберегающих материалов и созданию эффективных источников энергии.

Для примера можно рассмотреть дата-центр с пассивным охлаждением, который работает по принципу free cooling. При таком условии охлаждение осуществляется за счет использования воздуха, который имеет температуру окружающей среды. Такое решение позволяет достичь высокой энергоэффективности.

Также стоит упомянуть возможности работы с базами данных, где активно применяются высокоскоростные флэш-накопители, что обеспечивает их более быструю работу и повышение производительности.

Фото: freepik.com