Любая компания, которая представляет свои услуги в интернете, должна решить вопрос хранения данных. 

Раньше многие организации, особенно крупные корпорации, сами закупали серверное оборудование и организовывали серверные комнаты для хранения информации. У такого варианта было лишь одно неоспоримое преимущество — прямой доступ ко всей инфраструктуре. Сложностей за этим решением было гораздо больше — большие разовые затраты на закупку оборудования, выделение пространства под серверное оборудование, необходимость содержания штата специалистов, закладывание расходов на починку и обновление оборудования. И это лишь верхушка айсберга.

Со временем бизнес стал все чаще использовать модель аренды серверного оборудования и ресурсов у облачных провайдеров. Необходимое оборудование выделяется оперативно, оплата происходит только за фактически потребленные ресурсы, есть возможность масштабировать инфраструктуру в сжатые сроки. Еще одно преимущество — не нужно тратить место под размещение оборудования, ведь оно находится в центрах обработки данных (ЦОД).

В этом тексте мы подробно расскажем о том, как устроены ЦОДы и какие преимущества несет за собой размещение в них ИТ-инфраструктуры для бизнеса.

Что такое ЦОД

Центр обработки данных (ЦОД) — это специальное здание (или помещение) для размещения серверного оборудования и обеспечения его стабильной и бесперебойной работы. 

Все инженерные системы зарезервированы, а их мощность позволяет продолжать работу, даже если произошла авария в энергосистеме. В отличие от стандартной серверной комнаты, в ЦОДе реализованы дополнительные меры ограничения физического доступа к оборудованию, а также усилена безопасность на случай ЧС, системы проходят постоянный мониторинг для предотвращения нештатных ситуаций.

Услугами ЦОДов пользуются самые разные компании не только для хранения данных, но и для развертывания своей ИТ-инфраструктуры. Как правило, для этого используют облачных провайдеров, которые предоставляют возможность размещения ресурсов сразу в нескольких дата-центрах (еще одно название ЦОДов). 

Центров обработки данных существует огромное множество. Чтобы можно было как-то определиться с выбором, а также для регулирования качества предоставляемых услуг, были введены определенные требования и система классификации ЦОДов.

Как устроены центры обработки данных

Любой центр обработки данных состоит из нескольких разных инженерных систем со сложным мощным оборудованием, которое самостоятельно не установить в локальную серверную комнату. Количество подобных систем и их функциональность могут отличаться, но базово можно выделить пять основных.

Система электроснабжения. Обеспечивает стабильное и бесперебойное питание оборудования, включает источники бесперебойного питания (ИБП) и генераторы.

Система охлаждения. Поддерживает оптимальную температуру в машинном зале за счет специальных кондиционеров и продуманной системы вентиляции, чтобы постоянно работающее оборудование не перегревалось.

Системы безопасности. Это разные системы контроля доступа и наблюдения, максимально ограничивающие доступ к оборудованию. Кроме этого, сюда можно отнести системы пожарной безопасности, которые обеспечивают раннее обнаружение и тушение пожаров. Они состоят из датчиков дыма, спринклерных систем и систем газового пожаротушения.

Системы управления инфраструктурой (DCIM). Позволяют мониторить и управлять всеми инженерными системами, обеспечивая эффективность и контроль над ресурсами. Любое устранение проблем происходит по заранее разработанным алгоритмам, что помогает исключить ошибки и решать аварийные ситуации максимально оперативно.

Системы сетевой инфраструктуры. Чтобы обеспечить бесперебойную передачу данных в ЦОД используют как выделенные каналы, так и общедоступные интернет-сети с широкой полосой пропускания.

Схемы резервирования и уровни отказоустойчивости ЦОД

Конечно, какое бы качество реализации системы не было, она не может работать бесперебойно вечно. Однако для избежания простоев любая система в центрах обработки данных резервируется, или попросту говоря дублируется. Соответственно, если какой-то компонент выходит из строя, он тут же заменяется другим, и клиент на своей стороне даже не ощущает этого.

Резервирование указывается с помощью буквы «N» (need — потребность, необходимость) и делится на 5 уровней.

N

Здесь все просто — системы резервирования нет, а значит выход из строя любого компонента остановит работу всей системы.

N+1

Здесь уже добавляется один компонент, который при необходимости заменит работу одного из критичных элементов.

2N

Это обозначение указывает на наличие в системе двух одинаковых компонентов, которые работают одновременно в половину своей мощности. Если же один из них откажет, второй возьмет на себя всю нагрузку.

2N+1

К предыдущему варианту добавляется еще один компонент в отключенном состоянии, который может заменить любое оборудование из этой пары.

2(N+1)

Означает наличие двух основных компонентов, каждый из которых имеет резервные компоненты, следуя схеме N + 1. Это значит, что для каждого из двух основных компонентов предусмотрен один резервный элемент, обеспечивающий отказоустойчивость.

3/2N

Cпециализированная схема резервирования, распространенная в энергетических системах, нефтегазовой промышленности, авионике и системах управления промышленными процессами. Суть схожа со схемой 2(N+1), но в данном случае активно работают все три элемента системы, в том числе резервный. Отказ одного элемента обнаруживается и маскируется мгновенно, без каких-либо переключений

Уровни отказоустойчивости центров обработки данных обычно классифицируются по стандарту Uptime Institute, организации, которая разработала эту систему, признанную во всем мире. Во внимание берутся используемая система резервирования (которые мы рассмотрели выше), а также качество реализации всех систем ЦОДа.

Всего есть четыре уровня отказоустойчивости.

TIER I

Так обозначается базовый уровень доступности со схемой резервирования N. Избыточность отсутствует, а при сбоях могут быть простои. Доступность ЦОДа составляет 99.671%, что означает, что простои в год могут составлять до 30 часов.

TIER II

На таком уровне применяется схема резервирования N+1. Соответственно, уровень доступности гораздо выше (99.749%), чем в первом случае, однако в случае необходимости ремонта компонентов систему все равно нужно останавливать. В год простои в работе ЦОДа могут доходить до 22 часов.

TIER III

Наиболее распространенный среди дата-центров уровень отказоустойчивости. Он гарантирует, что в случае ремонта или обслуживания внутренних систем ЦОД продолжит работать в штатном режиме благодаря резервированию 2N, что гарантирует доступность в 99.982%. Это значит, что время простоя может составить не более 1.6 часа в год.

TIER IV

Используется двойное резервирование всех систем дата-центра 2(N+1), благодаря чему достигается максимально возможная доступность оборудования (99.995%, время простоя менее 26 минут в год). Пока ЦОДы с таким уровнем отказоустойчивости встречаются не часто из-за высокой стоимости строительства и огромной избыточности такого решения. Для большинства организаций уровень Tier III предлагает наиболее адекватное соотношение цены и качества услуги.

Что ЦОДы предлагают для бизнеса

Одной из ключевых услуг дата-центров является размещение клиентских серверов в защищенных и специализированных условиях. Это освобождает организации от необходимости инвестировать в собственные инфраструктуры и гарантирует высокий уровень доступности и отказоустойчивости.

Кроме того, ЦОДы предлагают услуги облачного хранения, предоставляя возможность гибко управлять объемом используемых ресурсов. Модели IaaS, PaaS и SaaS позволяют компаниям использовать мощные вычислительные ресурсы и приложения по мере необходимости, что значительно сокращает затраты на ИТ-обслуживание и оборудование. Этот подход полезен для стартапов и малых предприятий, так как они могут масштабироваться в зависимости от роста бизнеса.

Безопасность данных — еще одна важная услуга, которую предоставляют ЦОД. Многоуровневые меры защиты, включая шифрование, резервное копирование и системы восстановления после сбоев. Эти меры помогают обеспечить конфиденциальность и целостность данных, что особенно критично для компаний, работающих с чувствительной информацией или соблюдающих нормативные требования.

Классификация дата-центров

Современные дата-центры — это не универсальные конструкции «один под все». Они, как и обслуживаемые ими бизнесы, сильно различаются по масштабу, задачам и архитектуре. Понимание этой классификации помогает выбрать именно ту IT-инфраструктуру, которая оптимально соответствует целям и потребностям компании. Условно все центры обработки данных можно разделить по трем ключевым критериям: по цели и принадлежности, по назначению и по размеру и масштабу.

По цели и принадлежности

Корпоративные ЦОДы cоздаются крупными компаниями (банками, нефтегазовыми гигантами, ритейлерами) исключительно для собственных нужд. Их главная цель — обеспечить работу внутренних бизнес-приложений (ERP, CRM), корпоративных сервисов и хранение критичных данных. Плюс: полный контроль над инфраструктурой и данными. Минус: колоссальные капитальные затраты (CAPEX) на строительство и высокие операционные расходы (OPEX) на содержание собственной команды экспертов.

Колокация (Colocation). Компромиссный вариант. Компания арендует стойки, площади или выделенные зоны (секции) в профессиональном ЦОДе у провайдера, размещая там собственное серверное оборудование. Провайдер берет на себя все заботы об инженерной инфраструктуре: питание, охлаждение, физическую безопасность и каналы связи. Клиент сохраняет контроль над «железом» и софтом, но избегает огромных затрат на строительство и содержание своего здания.

Облачные ЦОДы. Это гигантские, гипермасштабируемые центры, которые не сдают в аренду площади, а предоставляют вычислительные ресурсы и сервисы «как услугу» (IaaS, PaaS, SaaS). Пользователь получает доступ к виртуальным машинам, хранилищам и базам данных, оплачивая только потребленные ресурсы, и абсолютно абстрагирован от физического оборудования. Это модель с минимальными CAPEX и максимальной гибкостью.

По назначению

ЦОДы обработки данных. Классические центры для работы широкого спектра бизнес-приложений, баз данных и файловых хранилищ. Требуют сбалансированной производительности и надежности.

Вычислительные ЦОДы. Спроектированы для задач, требующих огромных вычислительных мощностей: научные исследования, машинное обучение, рендеринг сложной графики, финансовое моделирование. Их главный показатель — не гигабайты, а петафлопсы производительности.

ЦОДы хранения данных. Фактически, гигантские «библиотеки» или «хранилища». Их основная функция — безопасное и энергоэффективное хранение огромных массивов информации (бэкапы, архивы, big data) на специальных СХД.

Сетевые ЦОДы. Являются ключевыми узлами связи. Здесь размещается оборудование телеком-операторов и обеспечивается пиринг (взаимное соединение) между разными сетями. Ключевой ресурс здесь — не электричество, а пропускная способность каналов.

По размеру и масштабу

Серверная комната. Небольшое помещение в офисе компании с несколькими стойками. Часто не имеет полноценного резервирования инженерных систем и профессионального мониторинга.

Кластер ЦОДов. Локальный центр обработки данных, может занимать одно помещение или этаж. Подходит для региональных отделений компаний или как edge-ЦОД (о них ниже).

Корпус / Здание ЦОД. Локальный центр обработки данных, может занимать одно помещение или этаж. Подходит для региональных отделений компаний или как edge-ЦОД (о них ниже).

Гипермасштабируемый ЦОД. Комплекс из десятков зданий, потребляющий десятки мегаватт энергии. Такие объекты строят облачные гиганты для обеспечения глобальных сервисов. Для них критична максимальная энергоэффективность и возможность быстрого масштабирования.

Edge-ЦОДы. Небольшие, распределенные ЦОДы, расположенные максимально близко к конечным пользователям или источникам данных (например, в крупных городах). Они нужны для снижения задержек в таких задачах, как стриминг видео, онлайн-игры, интернет вещей (IoT) и беспилотный транспорт. Часто они работают в связке с крупными центральными облачными ЦОДами, образуя гибридную архитектуру.

Что получает бизнес от использования услуг ЦОДов

Количество центров обработки данных и качество предоставляемых ими услуг повышается с каждым годом. Размещать свою ИТ-инфраструктуру локально уже совершенно неэффективно, если только у вас не стартап начального уровня. И даже в этом случае большинство предпринимателей предпочитают арендовать виртуальный сервер нужной мощности, а не держать его у себя под боком. И на то есть несколько веских причин:

• ЦОД обеспечивает высокую надежность и доступность систем, которую невозможно добиться локально. Аренда виртуального сервера просто напросто минимизирует вероятные простои и риск потери данных.

• Сокращение затрат на покупку и содержание ИТ-инфраструктуры — еще одна причина, по которой бизнес предпочитает пользоваться услугами ЦОДов. Так компании могут быстрее адаптироваться к изменяющимся условиям рынка.

• Возможность сосредоточиться непосредственно на бизнесе. Передав управление ИТ-инфраструктурой профессионалам, компании могут сосредоточиться на своих ключевых задачах, улучшать эффективность и повышать инновационность. Это создает возможности для роста и расширения, освободив ресурсы для стратегического планирования и других приоритетных направлений.

• Высокая производительность и скорость обработки данных. ЦОДы обладают мощными вычислительными ресурсами и современными технологиями, которые позволяют быстро выполнять большие объемы запросов и обрабатывать данные. Это особенно важно для бизнеса, который работает с большими данными или нуждается в высокопроизводительных решениях для своих приложений.

Заключение

Центры обработки данных уже стали неотъемлемой частью цифровой трансформации для компаний совершенно разного уровня. Услуги дата-центров позволяют сосредоточиться на своем бизнесе и улучшить эффективность работы, используя высокоскоростные и надежные соединения.

Если вы тоже планируете развернуть свою инфраструктуру в облаке, воспользуйтесь услугами ИТ-ГРАД. Для размещения мы предложим несколько надежных центров обработки данных Казахстана уровня Tier II и Tier III, а также разработаем кастомизированное решение под ваши задачи.