Что такое центр обработки данных?

Центр обработки данных – это физическое местоположение, в котором хранятся вычислительные машины и связанное с ними аппаратное оборудование. Он содержит вычислительную инфраструктуру, необходимую ИТ-системам, такую как серверы, накопители данных и сетевое оборудование. Это физический объект, на котором хранятся цифровые данные любой компании.

Почему центры обработки данных так важны?

Каждому предприятию нужно вычислительное оборудование для работы веб-приложений, обслуживания клиентов, продажи продуктов и работы со внутренними приложениями для управления аккаунтами, кадрами и текущей деятельностью. По мере роста бизнеса и увеличения количества ИТ-операций экспоненциально растут масштабы и количество необходимого оборудования. Оборудование, распределенное между несколькими филиалами и местоположениями, нелегко обслуживать. Вместо этого компании используют центры обработки данных для централизации устройств и эффективного управления затратами. Вместо того чтобы содержать локальные центры обработки данных, можно воспользоваться сторонними.

Центры обработки данных предоставляют некоторые преимущества, в том числе следующие. 

  • Подача резервного питания при отключении питания.
  • Репликация данных на нескольких компьютерах для аварийного восстановления.
  • Управление оборудованием в зависимости от температуры для продления срока службы оборудования.
  • Простая реализация мер безопасности для обеспечения соответствия законодательству о данных. 

Как появились современные центры обработки данных?

Первые центры обработки данных появились в начале 1940-х годов, когда работать с вычислительным оборудованием и обслуживать его было сложно. Для ранних вычислительных систем требовалось много крупных компонентов, которые операторы подключали с помощью множества кабелей. Кроме того, они потребляли много энергии и требовали охлаждения, чтобы предотвратить перегрев. Для управления такими компьютерами, которые называются мейнфреймами, компании обычно помещали все оборудование в одной комнате, называемой центр обработки данных. Каждая компания оплачивала и обслуживала собственный центр обработки данных.

Со временем, благодаря инновациям в аппаратных технологиях, уменьшился размер компьютеров и объем потребляемой ими энергии. Но в то же время ИТ-системы стали более сложными, например в следующих отношениях: 

  • количество данных, генерируемых и хранимых компаниями, выросло по экспоненте;
  • технология виртуализации отделила программное обеспечение от оборудования;
  • инновации в сетях дали возможность запускать приложения на удаленном оборудовании.

Современные центры обработки данных

Современная структура центра обработки данных была создана, чтобы справиться со сложностями ИТ. Компании использовали центры обработки данных для хранения физической инфраструктуры в центральном местоположении, к которому они могли получить доступ отовсюду. Когда появились облачные технологии, сторонние компании взяли на себя управление центрами обработки данных и их обслуживание и стали предоставлять инфраструктуру как услугу. Как ведущий поставщик облачных сервисов в мире AWS создала инновационные облачные центры обработки данных во всем мире.

Что находится внутри центра обработки данных?

Большинство архитектур корпоративных центров обработки данных делится на три категории:

  • Вычисления
  • Хранилище
  • Сеть

Кроме того, в оборудование центра обработки данных включена инфраструктура поддержки, в том числе системы электропитания, которые обеспечивают эффективную работу основного оборудования.

Вычислительная инфраструктура

Вычислительные ресурсы охватывают несколько типов серверов с различной внутренней памятью, вычислительной мощностью и другими характеристиками. Ниже представлены несколько примеров.

Серверы в стойках

Серверы в стойках отличаются плоской прямоугольной формой, и вы можете помещать их в стойки или на полки в серверном шкафу. Шкаф имеет специальное оснащение, например сетчатые двери, выдвижные полки и место для других ресурсов центра обработки данных, таких как кабели и вентиляторы.

Блейд-серверы

Блейд-сервер – это модульное устройство, и вы можете поместить несколько таких серверов на меньшей площади. Сервер сам по себе имеет тонкую форму и содержит только память, ЦП, встроенные сетевые контроллеры и некоторые встроенные приводы для хранения данных. Вы можете вставить несколько серверов в один блок хранилища, называемый шасси. В шасси имеются все дополнительные компоненты, нужные серверам, которые там размещены. Блейд-серверы занимают меньше места, чем серверы в стойке, и отличаются более высокой скоростью обработки, минимальными потребностями в проводке и меньшим потреблением энергии.

Инфраструктура хранилища

Ниже указаны два типа систем хранения данных в центре обработки данных.

Блочные устройства хранения 

Блочные устройства хранения, такие как жесткие диски и твердотельные диски, хранят данные в блоках и предоставляют для данных пространство объемом во многие терабайты. Сети хранения данных (SAN) – это блоки хранилищ, содержащие несколько внутренних приводов, которые работают как крупные блочные системы хранения данных. 

Файловые устройства хранения

Файловые устройства хранения, такие как сетевое хранилище данных (NAS), могут хранить крупные объемы файлов. Вы можете использовать их для создания архивов изображений и видео.

Сетевая инфраструктура

Компоненты центра обработки данных подключаются друг к другу и к местоположениям конечных пользователей с помощью множества сетевых устройств, таких как кабели, переключатели, маршрутизаторы и брандмауэры. Они обеспечивают безупречное перемещение данных и возможность подключения для всей системы.

Инфраструктура поддержки

Центры обработки данных содержат также следующие компоненты:

  • подсистемы питания;
  • источники бесперебойного питания (UPS);
  • резервные генераторы;
  • оборудование для вентиляции и охлаждения;
  • системы пожаротушения;
  • системы безопасности здания. 

Эти компоненты центра обработки данных поддерживают работу основного оборудования, чтобы вы могли пользоваться мощностями центра обработки данных без перебоев.

Каковы стандарты проектирования центра обработки данных?

Когда увеличились размеры и сложность центров обработки данных и в них стали размещать конфиденциальную и важную информацию, правительства и организации выдвинули нормативные требования к ним. Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA) установила четыре уровня стандартов, охватывающих все аспекты структуры центра обработки данных, в том числе:

  • архитектуру и топологию;
  • природоохранное проектирование;
  • системы подачи и распределения электропитания и охлаждения;
  • кабельная проводка, коммутационные дорожки и избыточность;
  • защита и физическая безопасность.

Подобным образом, Uptime Institute установил четыре уровня для объективного сравнения производительности сайтов и согласования инвестиций в инфраструктуру с бизнес-целями. Четыре уровня центра обработки данных указаны ниже: 

Уровень I

Центр обработки данных уровня I – это уровень базовой емкости, поддерживающий ИТ-системы для офиса и за его пределами. В числе требований к оборудованию уровня I:

  • источник бесперебойного питания (ИБП) на случай отключения или скачков питания;
  • физическая площадь для ИТ-систем;
  • выделенное оборудование для охлаждения, которое работает круглосуточно;
  • резервный генератор питания.

Уровень I обеспечивает защиту от прерываний в работе из-за человеческих ошибок, но не защищает от непредвиденных сбоев или простоев. Также от центров обработки данных уровня I можно ожидать простоев, которые в течение года займут 29 часов.

Уровень II

Оборудование уровня II предоставляет дополнительные компоненты системы охлаждения для улучшения обслуживания и повышения уровня безопасности при сбоях. Такие центры обработки данных должны быть оснащены, в частности, следующим оборудованием:

  • двигателями-генераторами;
  • охладителями;
  • воздухоохладителями;
  • насосами.

Хотя из центров обработки данных уровня II можно удалять компоненты, не выключая их, на работу системы могут повлиять непредвиденные сбои. От центров обработки данных уровня II можно ожидать простоев, которые в течение года займут 22 часов.

Уровень III

Центры обработки данных уровня III обеспечивают большую избыточность данных, и вы можете обслуживать или заменять оборудование без выключения системы. Также они обеспечивают избыточность систем поддержки, таких как источники питания и воздухоохладители, что гарантирует лишь 1,6 часа простоя ежегодно.

Уровень IV

Центры обработки данных уровня IV содержат несколько физически изолированных друг от друга систем для предотвращения сбоев, вызванных запланированными и незапланированными событиями. Они абсолютно устойчивы к сбоям благодаря полной избыточности систем, а их простой гарантированно составит не более 26 минут в год.

Какие существуют типы сервисов центров обработки данных?

Вы можете выбирать из множества типов услуг центра обработки данных в зависимости от своих требований.

Локальные центры обработки данных

Локальные центры обработки данных полностью принадлежат компании и хранят ее конфиденциальные данные и важнейшие приложения. Вы настраиваете центр обработки данных, управляете его текущей работой, приобретаете и обслуживаете оборудование.

Преимущества. Центр обработки данных предприятия может обеспечить повышенную безопасность, поскольку управление рисками осуществляется на внутреннем уровне. Вы можете настроить центр обработки данных в соответствии со своими требованиями.

Ограничения. Настройка собственного центра обработки данных и управление кадрами и текущими затратами обходятся дорого. Также вам понадобится несколько центров обработки данных, поскольку если у вас будет только один, он станет единой критической точкой с высокой степенью риска.

Колокационные центры обработки данных

Колокационные мощности – это мощности крупного центра обработки данных, в котором можно арендовать пространство для хранения серверов, стоек и другого вычислительного оборудования. Обычно колокационный центр обеспечивает безопасность и инфраструктуру поддержки, такую как охлаждение и пропускная способность сети.

Преимущества. Колокационные центры обработки данных сокращают затраты на текущее обслуживание и взимают фиксированную ежемесячную плату за размещение вашего оборудования. Также вы можете распределить оборудование между различными географическими зонами, чтобы сократить задержку и быть ближе к конечным пользователям.  

Ограничения. Подбор колокационных мощностей в разных географических зонах мира может оказаться сложной задачей. По мере расширения затраты могут быстро расти.

Облачные центры обработки данных

В облачном центре обработки данных можно арендовать и пространство, и инфраструктуру. Поставщики облака могут обслуживать крупные центры обработки данных при обеспечении полной безопасности и соответствия нормативным требованиям. Вы можете пользоваться этой инфраструктурой с помощью различных сервисов, которые обеспечивают гибкость использования и оплаты.

Преимущества. Облачный центр обработки данных сокращает затраты как на оборудование, так и на текущее обслуживание любой инфраструктуры. Это дает большую гибкость с точки зрения вариантов пользования, совместного использования ресурсов, доступности и избыточности.

Как AWS управляет своими центрами обработки данных?

В AWS используется термин «регион». Это физическое местоположение, где находятся наши центры обработки и передачи данных. Группа связанных между собой центров обработки данных называется «зоной доступности» (AZ). Каждый регион AWS состоит из нескольких изолированных и физически разделенных зон доступности в одной географической области. В каждую зону доступности входит один или несколько физических центров обработки данных, и каждая из них полностью изолирована от других: и по местоположению, и по питанию, и по подаче воды.

В отличие от других поставщиков облачных услуг, которые часто обозначают регион как отдельный центр обработки данных, структура наших зон доступности в каждом регионе AWS обладает такими преимуществами, как надежность, масштабируемость и наименьшая возможная задержка. Пример:

  • С помощью зон доступности можно легко разделить приложения и обеспечить к ним бесперебойный доступ. Размещение разделов приложения в разных зонах доступности способствует улучшению уровня защиты данных и предохраняет от таких проблем, как отключение электроэнергии, и погодных катаклизмов, как удары молнии, торнадо и землетрясения.
  • Зоны доступности в регионе AWS объединены в полностью резервированную выделенную сеть из метроволокна с высокой пропускной способностью и низким уровнем задержек, которая обеспечивает высокую скорость и низкие задержки при передаче данных между зонами доступности.
  • Трафик между зонами доступности зашифрован. Производительность сети достаточна для синхронной репликации между зонами доступности.

Кроме того, AWS обеспечивает безопасность центра обработки данных на четырех слоях или уровнях. 

Уровень периметра

Безопасность на уровне периметра обеспечивает контроль доступа для физического оборудования, используя:

  • охранников;
  • заборы;
  • каналы безопасности;
  • технологию обнаружения вторжения;
  • простоту контроля и мониторинга.

Уровень инфраструктуры

Безопасность на уровне инфраструктуры защищает оборудование от повреждений и перегрева. Она охватывает такие меры, как:

  • системы охлаждения и противопожарное оборудование мирового класса;
  • оборудование для резервного электропитания;
  • текущее обслуживание и диагностика компьютеров;
  • резервная вода, электроэнергия, телекоммуникации и подключение к Интернету. 

Уровень данных

Безопасность на уровне данных обеспечивает защиту данных от несанкционированного доступа и потери. Обычные средства, применяемые на этом уровне, таковы:

  • системы обнаружения угроз и электронного вторжения в центре обработки данных;
  • электронные устройства управления в точках доступа серверной комнаты;
  • независимый аудит на соответствие более 2600 требований в течение года. 

Уровень внешней среды

Уровень внешней среды предоставляет средства контроля окружающей среды, которые отвечают целям устойчивого развития. Ниже указаны некоторые из этих средств. 

  • Датчики и чувствительное оборудование, которое автоматически обнаруживает затопление, пожар и другие стихийные бедствия.
  • Руководство по процессам, в котором описано, как избежать повреждений из-за стихийных бедствий или ослабить их влияние.

Полностью возобновляемые источники энергии и экологическая экономия от увеличения масштабов.

Что такое гибридные облачные сервисы AWS?

Гибридное облако AWS обеспечивает согласованную работу AWS в локальных и облачных центрах обработки данных. Вы можете выбрать из самого широкого набора услуг вычислений, сетей, хранения данных, безопасности, идентификации, интеграции данных, управления, мониторинга и эксплуатации для создания гибридных архитектур, отвечающих вашим конкретным требованиям и сценариям использования. Например, вы можете выбрать следующие сервисы.

  • AWS Outposts – это полностью управляемый сервис, который предоставляет ту же инфраструктуру, сервисы и инструменты AWS практически для любого центра обработки данных, колокационного центра или локального объекта, а также позволяет создать единообразную гибридную среду.
  • AWS Direct Connect повышает производительность, подключая вашу сеть напрямую к AWS и минуя публичный Интернет. Эти подключения создаются более чем в 100 местоположениях во всем мире со скоростью, начиная с 50 Мбит/с и до 100 Гбит/с.
  • Устройства семейства AWS Snow собирают и обрабатывают данные между периферией и AWS, чтобы ваши приложения работали даже в самых экстремальных условиях.
  • AWS Wavelength размещает сервисы AWS для вычислений и хранения данных на периферии сетей 5G для более быстрого отклика приложений.

Начните работу с инфраструктурой центра обработки данных мирового класса, создав бесплатный аккаунт AWS уже сегодня.

Центр обработки данных AWS: дальнейшие шаги

Изучите дополнительные ресурсы по продукту
Подробнее о центре обработки данных AWS 
Зарегистрировать бесплатный аккаунт

Получите мгновенный доступ к уровню бесплатного пользования AWS.

Регистрация 
Начать разработку в консоли

Начните разработку в Консоли управления AWS.

Вход