Ne razumete podatkovnih centrov? Resnično začetni-prijazen uvod

Podatkovni centri (Internet Data Centers, IDC) so ena najpomembnejših infrastruktur sodobne digitalne družbe. Skoraj vsi internetni podatki-ne glede na to, ali gre za brskanje po spletu, predvajanje videoposnetkov, shranjevanje v oblaku, računalništvo z umetno inteligenco ali finančne transakcije in nadzor industrijskih sistemov-na koncu zaključijo svoje izračunavanje, shranjevanje in posredovanje v podatkovnih centrih. Lahko rečemo, da so podatkovni centri za digitalni svet to, kar so elektrarne za elektroenergetski sistem in vodne elektrarne za mestni vodovod.

 

Statistični podatki kažejo, da trenutno več kot 99 % svetovnega internetnega podatkovnega prometa obdelajo in načrtujejo podatkovni centri. To pomeni, da so podatkovni centri vedno v stanju »nikoli-zaustavljeni«, dokler internet deluje.

 

 

1. Prva stopnja: doba velikih računalnikov in strežniških sob

V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo človeštvo v dobi velikega računalništva. Računalniki so bili ogromni in so porabili izjemno veliko energije, zato so morali biti nameščeni v namenskih strežniških sobah s podpornimi napajalnimi in klimatskimi sistemi. Te zgodnje strežniške sobe so bile imenovane "strežniške farme", ​​najzgodnejši prototipi podatkovnih centrov.

 

2. Druga stopnja: Storitve virtualizacije in gostovanja

V poznih devetdesetih letih je tehnologija virtualnih strojev dozorela. Posamezen fizični strežnik je mogoče razdeliti na več logičnih strežnikov z uporabo programske opreme za virtualizacijo, ki zagotavlja storitve gostovanja. To je privedlo do poslovnih modelov, kot sta virtualno gostovanje in spletno gostovanje, ki spreminjajo podatkovne centre iz »najema celotnega-stroja« v »najem particioniranja virov«.

 

3. Tretja stopnja: doba računalništva v oblaku

Ob vstopu v 21. stoletje se je pojavil koncept računalništva v oblaku. Podatkovni centri s tehnologijami virtualizacije in kontejnerizacije združujejo in upravljajo vire, kot so CPU, pomnilnik in shranjevanje, ter jih na zahtevo dodeljujejo uporabnikom. Tako so nastali storitveni modeli, kot so IaaS, PaaS in SaaS, ki so nadgradili podatkovne centre iz "strojnega prostora" v "računalniško moč in storitvene platforme".

 

 

1. Strežniška oprema

Strežniki so osrednje računalniške enote podatkovnega središča, v bistvu visoko{0}}zmogljivi računalniki, sestavljeni iz procesorjev, pomnilnika, matičnih plošč, naprav za shranjevanje, napajalnikov itd. S tehnološkim razvojem so faktorji oblike strežnika postali bolj standardizirani, kar omogoča visoko-umestitev v omarice.

 

2. Sistemi regalov in omar

Strežniki so običajno nameščeni v standardiziranih omarah, kot je običajna omara 42U ali strežniška omara 42U. Tu je "U" enota za višino, pri čemer je 1U enak 44,45 milimetrov. Regali se na splošno imenujejo strežniške omare, pogosto pa se imenujejo tudi strežniške omare, omare v omare ali računalniške omare.

Faktor oblike stojala se razlikuje glede na scenarij uporabe:

Podatkovni centri običajno uporabljajo podatkovne stojala,podatkovne omareomrežne omare, omrežne omare ali komunikacijske omare.

Manjša okolja lahko uporabljajo stenske-strežniške omare ali stenske-omrežne omare.

Običajne specifikacije vključujejo tudi stojala za stensko-montažo 6U, podatkovne omare 6U, stojala 9U, strežniška stojala 12U in stojala 24U.

Domača ali lahka umestitvena okolja lahko uporabljajo tudi domače omrežne stojala ali računalniške stojala.

Širina omare je običajno 600 mm ali 800 mm, globina pa lahko sega od 600 mm do 1200 mm, odvisno od dolžine strežnika.

 

3. Sistemi za shranjevanje

Podatkovni centri dolgoročno -shranjujejo ogromne količine podatkov. Glavni pomnilniški mediji vključujejo HDD (trde diske) in SSD (Solid State Drives), ki dosegajo visoko zanesljivost in visoko prepustnost s porazdeljeno arhitekturo shranjevanja.

 

4. Omrežna in komunikacijska oprema

Stikala, usmerjevalniki in požarni zidovi sestavljajo komunikacijsko hrbtenico podatkovnega centra. Z naraščajočimi zahtevami po pasovni širini kabli iz optičnih vlaken in-hitrostni optični moduli postopoma nadomeščajo tradicionalne bakrene kable in postajajo glavna metoda medsebojnega povezovanja. Visokohitrostni-optični moduli so postali pomemben sestavni del stroškov gradnje podatkovnega centra.

 

 

Stabilno napajanje je predpogoj za delovanje podatkovnega centra. Podatkovni centri običajno uporabljajo več{1}}nivojski napajalni in distribucijski sistem, vključno z distribucijo srednje-napetosti, nizko{3}}napetostno distribucijo, neprekinjenimi napajalniki UPS in rezervnimi sistemi za proizvodnjo električne energije. V primeru izpada električnega omrežja UPS in rezervni sistemi za proizvodnjo električne energije zagotavljajo neprekinjeno poslovanje.
 

 

Delovanje strežnika ustvarja veliko količino toplote; učinkovitost odvajanja toplote neposredno vpliva na življenjsko dobo opreme in ravni porabe energije.

 

Zračno-hlajeni sistemi: Predvsem sistemi na nivoju-ohišja in vrsti-nivo, ki skrajšajo poti pretoka zraka in izboljšajo učinkovitost hlajenja.

 

Tekočinsko-hlajeni sistemi: uporabite tekoče hladilno sredstvo za neposredno odvajanje toplote, kar nudi prednosti pri nižji porabi energije in nižjem hrupu.

 

Zaradi vse večjega povpraševanja po visoko-zmogljivem računališču se rešitve za tekoče hlajenje obravnavajo kot ključna usmeritev za prihodnje visoko{1}}podatkovne centre.

 

 

1. Upravljanje okolja in infrastrukture

Sistemi za spremljanje okolja se uporabljajo za spremljanje-časovnega stanja napajanja, temperature, vlažnosti, dima in potopitve v vodo ter se postopoma razvijajo proti platformi DCIM (Upravljanje infrastrukture podatkovnih centrov), da bi dosegli enotno upravljanje in optimizacijo energetske učinkovitosti.

2. Protipožarni sistemi
Zaradi-elektronske opreme visoke vrednosti v podatkovnih centrih se običajno uporabljajo plinski-sistemi za gašenje požara. Inertni plini se uporabljajo za hitro zmanjšanje koncentracije kisika in doseganje ne-uničujočega zatiranja požara.

 

 

Modularni podatkovni centri predhodno integrirajo sisteme za distribucijo električne energije, hlajenje, omare in protipožarno zaščito, kar omogoča hitro uvajanje kot gradniki. Ta pristop bistveno skrajša cikel gradnje, izboljša prilagodljivost in je primeren za scenarije s hitro rastočimi zahtevami po računalniški moči.

 

 

1. Osnovne storitve gostovanja

Uporabnikom zagotavlja prostor v stojalih in omarah ter stabilno delovno okolje; uporabniki prinesejo svojo strežniško opremo.

2. Storitve omrežja in pasovne širine

Zagotavlja visoko-hiter dostop do pasovne širine, redundanco več-linij in vire IP za zagotavljanje stabilnosti omrežja.

3. Nova računalniška moč in inteligentne storitve

Vključuje vire računalništva v oblaku, zakup računalniške moči GPE, robna računalniška vozlišča itd., ki podpirajo umetno inteligenco, velike podatke in scenarije aplikacij z nizko-zakasnitvijo.

 

 

Podatkovni centri so se razvili iz zgodnjih "sob z opremo" v kritično infrastrukturo, ki podpira digitalno gospodarstvo. Zaradi novega vala povpraševanja po računalniški moči se podatkovni centri nenehno razvijajo v smeri visoke gostote, nizke porabe energije in inteligence. Razumevanje strukture in logike podatkovnih centrov je pomembno izhodišče za razumevanje računalništva v oblaku, umetne inteligence in prihodnje digitalne družbe.