什么是数据中心?

虽然您对家用或工作计算机的要求可能看起来很合理。 甚至高端,取决于您的用例,它根本无法与大公司所需的处理能力和存储容量相提并论。 即使是规模合理的公司也会有数十到数百 TB 的数据存储需求。

大多数数据都存储在集中式环境中,而不是仅将这些数据分布在可能会或不会关闭或与网络断开连接的最终用户设备上。 在较小的环境中,这可能是服务器机房。 尽管如此,当容量需要扩展到高于小房间时,它们仍被称为数据中心。

数据中心的目的和优势是什么?

数据中心旨在成为始终可用的集中式数据存储。 由于网络设备和服务器的存储和使用要求与包含原始数据的磁盘服务器基本相同,因此通常将这种硬件组合在一起。

将核心网络基础设施组合在一起可以显着更轻松、更高效地执行多项核心任务。 一个核心因素是连通性。 将所有服务器、数据和网络基础设施集中在一个地方,将它们有效地连接在一起相对简单。 延迟和带宽更容易在短距离内优化,从而实现最大的网络性能。 作为一个额外的好处,如果所有硬件都更加分散,电缆的运行时间会更短,因此更便宜。

核心计算硬件也需要外部基础设施来促进其安全和持续运行。 可靠的电源、冷却、连接和安全系统都很昂贵。 但是,如果您必须复制它们而不是简单地拥有一个大型设置,它们会更加昂贵。

数据中心需要什么?

任何数据中心的核心部分都是实际的计算硬件。 这通常以服务器机架的形式出现。 每个机架都是标准尺寸,可以容纳多个标准尺寸的计算设备。 实际设备通常以“U”的大小来描述,“U”只是一个标准的高度单位。 大多数服务器机架的高度为 42 或 48U,其中 48U 机架也称为 7 英尺机架。 虽然一些计算机硬件确实有 1U 大小,但大多数设备都是 2U 或 3U,尽管有些可能比这高得多。

数据中心中的数据需要可访问,通常是持续访问。 出于这个原因,期望内部和外部的高速网络。 此外,数据中心设计有备份和冗余系统,以在最合理的事件中提供连续性。

如果一台设备发生故障,数据中心将被设计为具有冗余服务器、存储和网络硬件。 它的功能可以立即被辅助设备获取。 电源还具有一系列备份,包括不间断电源或 UPS。 在停电的情况下,这提供了足够的电力来继续运行设备,直到本地发电机启动。

与所有计算设备一样,数据中心也需要冷却。 HVAC 系统通常与除湿机一起使用,以确保提供冷空气、提取热空气并且空气不会变得太湿。

有这么多电力和热量,总是有可能着火。 灭火系统是通用的,但它们不能依赖喷水灭火系统,因为这会对敏感的计算机硬件造成与火灾一样多的损害。

更细微的需求和优化

虽然灭火系统在数据中心是通用的,但它们不能是水基的,因为这会损坏敏感的电子设备。 相反,通常使用惰性气体。 在被发现对臭氧层有害之前,主要的选择是哈龙。 现代系统通常使用氮气。 这个概念只是用氮气淹没整个数据中心,推动火灾所需的氧气通过过压通风口燃烧。

虽然这在灭火方面非常有效,但它也是致命的。 在富氮贫氧的气氛中,你可以在几秒钟内从窒息中昏倒。 氮气无色、无臭、无味,因此没有危险警告。 因此,灭火系统会发出预警,提醒里面的任何人立即离开或前往配备氧气罐和呼吸面罩的安全区域。 在人们到达安全地点的短时间内,气体迅速排入数据中心,扑灭了大火。

数据中心通常有活动地板。 这提供了许多优点。 核心优势在于,在发生洪水的情况下,在发生任何实际水害之前,水位上升的空间更大。 高架地板还允许电缆在地板下铺设。 然而,许多人选择运行架空布线以使访问更容易。 当与多孔地砖结合时,这也提供了一种提供冷空气的方便方法。

数据中心允许使用较短的电缆,并且通常在架空铺设较长的电缆。

通过交替放置服务器机架的通道,可以创建冷通道和热通道。 冷空气可以从冷通道中抽出,热空气可以排出然后从热通道中排出。 这种布局有助于优化 HVAC 资源的供应。

超大规模和托管

实施数据中心的所有基础设施都是昂贵的。 对于具有广泛数据和处理要求但目前资金有限的公司来说,这可能尤其困难。 对于不需要足够空间来实现规模经济的公司来说,这也可能是一个问题。为了填补市场上的这一空白,许多公司建立了容量过大的数据中心,然后将部分容量出租给公司。 像这样具有多个租户的数据中心称为托管。

尤其是在托管环境中,安全性至关重要。 由于来自多方的大量潜在敏感数据,网络和物理安全非常重要。 数据中心对两者都非常小心,为各个客户提供仔细隔离的网络,因此不会通过网络泄露数据。 物理访问的安排通常很复杂,通常需要事先授权。

进入内部位置通常受限于单独的上锁房间,甚至包含较小的服务器机架组的上锁笼子。 “人形陷阱”是一个有用的功能,它本质上就像一个气闸,允许在进入点快速拒绝进入,对人员的风险最小。 访问日志也有助于安全目的,因此安全人员可以确保在发生火灾时建筑物已完全疏散,以备不时之需。 example.

数据中心通常具有多层物理安全性,包括服务器机架周围的笼子。

许多最大的数据中心都归超大规模企业所有。 这些都是像谷歌、亚马逊和微软这样的大型科技公司。 他们购买大量硬件,在某些情况下,还租用访问权。 在他们的情况下,访问通常是虚拟化的,而不是物理的。 虚拟化可以提高系统资源的使用效率,并且可以在需要时轻松扩展。

位置和其他因素

数据中心的位置至关重要。 靠近大型电源、高速网络基础设施中心和物理传输基础设施至关重要。 其他考虑因素包括环境危害,例如地震、火山、洪水和飓风。 气候也是一个很大的因素。 冷却器位置的环境空气温度较低,在供应到数据中心之前需要较少的冷却。 这有助于降低运营成本。 在一些测试中,小型数据中心甚至被放置在水下。 他们使用凉爽的流动水流来提供更有效和更便宜的冷却。

模块化也是一个关键因素。 随着时间的推移,计算硬件的进步,而当前的技术变得过时了。 过时的硬件通常性能和能源效率都较低。 这需要一个定期的升级周期。 模块化支持持续滚动升级,将前期成本分散到多个年度预算中。 即使在执行大规模升级时,它还允许连续正常运行而不会中断服务。

存储容量也是一个重要因素。 虽然大型数据中心可能具有成本效益,但从经验上讲,需要更少的空间通常更便宜。 数据中心所有者,尤其是超大规模用户,经常在极高密度的存储介质上花费大量资金。 为了 example,1TB 企业级 SSD 的成本可能与 10TB 企业级 HDD 相同,并提供更高的性能。 尽管如此,仍需要更多的服务器机架和磁盘服务器来提供相同的总存储容量。

这会增加空间,通常会增加电力成本,并且需要额外的冷却等。这种规模经济是为什么许多超级昂贵的大型存储驱动器可用的原因。 它们不适合普通消费者。 它们适用于为提高空间效率而支付几乎任何费用的超大规模用户。

结论

数据中心是服务器机房的大表亲。 它们将网络设备、存储容量、处理能力和服务器功能等核心计算硬件整合在一个地方。 这允许规模经济发挥作用并简化连接。 数据中心设计中有很多设计因素。 然而,数据中心必须是巨大的,才能真正利用规模经济。

在这种规模下,它们通常远远大于大多数公司的需要,因此可以将空间出租给较小的公司,为双方提供经济优势。 数据中心通常位于定制设施中。 然而,一些重新使用未使用的办公空间,有些甚至位于旧的新核掩体中。