Что такое центр обработки данных (ЦОД)?

Объем генерируемой человечеством информации постоянно растет. По прогнозам специалистов, к 2025 году объем всех данных в мире составит 163 зеттабайт (ЗБ). Это в 10 раз больше, чем в 2016 году.

Для обработки и хранения информации существуют центры обработки данных (ЦОД). Они представляют собой специализированные помещения или целые здания, где устанавливается серверное и сетевое оборудование, а также выстраивается соответствующая инфраструктура. ЦОД может быть крупным, занимая одно или несколько зданий, а может быть совсем небольшим, размещаясь в отдельном помещении.

Для чего нужен ЦОД и кто его использует?

Центры обработки данных, или дата-центры (от англ. data center), отвечают за бесперебойную работу всего установленного внутри оборудования и соответствующей инфраструктуры. ЦОД должен выполнять такие функции, как:

• Обеспечение оборудования электроэнергией.
• Отвод излишнего тепла, которое негативно влияет на работоспособность систем и устройств.
• Защита оборудования от негативного воздействия окружающей среды.
• Предоставление доступа к оборудованию сотрудникам дата-центра и ограничение доступа к этому же оборудованию посторонним.
• Защита вычислительного и сопутствующего оборудования от инцидентов, например, пожаров.

Используют ЦОД бизнес, правительственные и научно-исследовательские организации для самых разных нужд. Объединяет их одно: необходимость обработки и хранения огромных массивов информации.

Уровни надежности ЦОД

Чем важнее задача, выполняемая центром обработки данных, тем надежнее он должен быть. Пара минут простоя ЦОД может стоить бизнесу нескольких миллионов долларов. Для оценки уровня надежности ЦОД компания Uptime Institute разработала специальную систему сертификации — Tier. Уровни сертификации:

• Tier I. Это базовый ЦОД, в котором используется система резервирования N+0 (об этом ниже). У таких объектов в большинстве случаев нет дублирующих систем. Максимальный уровень доступности ЦОД (отказоустойчивость) составляет 99,671%.
• Tier II. Более надежный объект, в котором применяется схема резервирования N+1. Системы зарезервированы, но в случае необходимости ремонта ЦОД приходится останавливать. В дата-центрах уровня Tier 2 обязательно должен присутствовать фальшпол. Отказоустойчивость ЦОД — 99,75%.
• Tier III. При поломке какой-либо из систем ЦОД продолжает функционировать, ремонт можно выполнять без остановки всего объекта. Отказоустойчивость ЦОД — 99,98%.
• Tier IV. На данный момент это самый высокий уровень сертификации. У любой инженерной системы есть резерв как основного, так и дополнительного узла (схема резервирования 2N+1). Отказоустойчивость — 99,99%, время простоя сведено к минимуму. Опасности остановки такого ЦОД практически нет.

Инженерные системы центра обработки данных

ЦОД невозможно представить без инженерных систем, которые позволяют выполнять функции, перечисленные выше. Основных систем пять.

Энергоснабжение. Работоспособность дата-центра зависит от бесперебойных поставок электроэнергии. Для того, чтобы обеспечить непрерывность всех процессов, инженеры ЦОД подключают объект к энергетической сети по нескольким независимым каналам, а также добавляют системы аварийного питания, включая дизельные генераторы. Они нужны на случай полного отключения всех резервных каналов.

Кондиционирование. Перегрев оборудования чреват частичным или полным отказом. Сильнее всего в здании нагревается машинный зал, где установлена большая часть серверного оборудования. Для охлаждения обычно используют промышленные кондиционеры и/или альтернативные системы, включая фрикулинг.

Безопасность. Как и говорилось выше, оборудование дата-центра должно быть защищено от действий посторонних лиц. Не менее важная задача — обеспечение конфиденциальности данных, которые хранятся в центре обработки данных. В большинстве случаев системы безопасности ЦОД включают систему контроля доступа, видеонаблюдение, пожарную сигнализацию, противопожарную систему и т.п. Доступ к оборудованию жестко регулируется, всегда есть охрана.

Сетевая инфраструктура. Она нужна для передачи данных и включает как выделенные, так и общедоступные каналы с высокой пропускной способностью.

Администрирование. Управлять дата-центром, всем комплексом оборудования и ПО невозможно без специальной системы мониторинга. Она дает возможность оценивать работоспособность подсистем дата-центра, устраняя возникающие проблемы на ранней стадии.

Резервирование инженерных систем ЦОД

Для того, чтобы дата-центр работал без перебоев, критически важные системы могут многократно дублироваться благодаря различным схемам резервирования. Их обозначают латинской буквой N. Главные схемы резервирования перечислены ниже.

N+0. Это базовый уровень, системы без резервирования. Если что-то ломается или отключается энергия, то останавливается работа всего дата-центра. Отметим, что в ЦОД, где требуется бесперебойная работа оборудования, необходимо многократное резервирование, так что схема N+0 здесь не подходит.

N+1. Система резервируется однократно. Резервный элемент задействуется после того, как выходит из строя основной, так что весь комплекс продолжает работу.

2N. У каждой основной системы или элемента есть два резерва, которые работают параллельно, так что нагрузка равномерно распределяется между всеми компонентами. Если какой-то элемент выйдет из строя, его автоматически заменяет второй.

2N+1. Такая же схема, как и выше, но используется еще один добавочный компонент.

2(N+1). В этой схеме дублируются даже дополнительные элементы. Одна из самых надежных схем на данный момент, которая работает безотказно.

Основные услуги дата-центров

Главная задача ЦОД — обеспечение бесперебойной работы оборудования. А вот возможность размещения такого оборудования клиентами компании, которая владеет дата-центром, — это уже услуга. Главные услуги дата-центров:

• Аренда стойки, шкафа или всего ЦОД.
• Физическое размещение серверов в дата-центре (Сolocation).
• IaaS (Infrastructure as a Service) — предоставление IT-инфраструктуры целиком клиенту.
• Резервное копирование данных.
• Администрирование сервера.

Все дата-центры компании Selectel соответствуют стандартам Uptime Institute уровня Tier III.

Всего их шесть: «Берзарина» (г. Москва), «Цветочная 1», «Цветочная 2», «Дубровка 1», «Дубровка 2», «Дубровка 3» (Санкт-Петербург и Ленобласть).

• ДЦ «Берзарина» оснащен источниками бесперебойного питания, дизель-генераторами N+1, а также системой фрикулинга с адиабатическим доохлаждением.
• ДЦ «Цветочная 1» оснащен прецизионными кондиционерами, источниками бесперебойного питания, дизель-генераторами.
• ДЦ «Цветочная 2» оснащен источниками бесперебойного питания, дизель генераторами с резервированием по схеме N+1, чиллерами, автоматической системой пожаротушения.
• В ДЦ «Дубровка 1» установлены 4 дизель-генераторных установки Gesan. Они подключены по схеме 3+1, что позволяет зарезервировать полную мощность дата-центра.
• В ДЦ «Дубровка 2» установлены источники бесперебойного питания, дизель-генераторы N+1, автоматическая система газового пожаротушения и прецизионные кондиционеры.
• В ДЦ «Дубровка 3» используется все то же, но вместо кондиционирования применяется фрикулинг с доохлаждением.