Nerozumíte datovým centrům? Opravdu pro začátečníky-přátelský úvod

Datová centra (Internetová datová centra, IDC) jsou jednou z nejdůležitějších infrastruktur moderní digitální společnosti. Téměř všechna internetová data,-ať už jde o procházení webu, přehrávání videa, cloudové úložiště, výpočty s umělou inteligencí nebo finanční transakce a řízení průmyslových systémů,-v konečném důsledku dokončí svůj výpočet, ukládání a předávání v datových centrech. Dá se říci, že datová centra jsou pro digitální svět tím, čím jsou elektrárny pro energetický systém a vodní elektrárny pro městský vodovodní systém.

 

Statistické údaje ukazují, že v současnosti je více než 99 % celosvětového internetového datového provozu zpracováváno a plánováno datovými centry. To znamená, že dokud je internet spuštěn, jsou datová centra vždy ve stavu „nikdy-nevypnuta“.

 

 

1. První fáze: Éra sálových počítačů a serveroven

V 60. letech bylo lidstvo v éře sálových počítačů. Počítače byly obrovské a spotřebovávaly extrémně vysokou energii, což vyžadovalo, aby byly umístěny ve vyhrazených serverových místnostech s podpůrnými napájecími a klimatizačními systémy. Tyto rané serverové místnosti se nazývaly „serverové farmy“, nejstarší prototypy datových center.

 

2. Druhá fáze: Virtualizace a hostingové služby

Koncem 90. let dozrála technologie virtuálních strojů. Jeden fyzický server by mohl být rozdělen na více logických serverů pomocí virtualizačního softwaru, který poskytuje hostingové služby. To dalo vzniknout obchodním modelům, jako je virtuální hosting a webhosting, které transformovaly datová centra z „pronájmu celých-strojů“ na „pronájem rozdělení zdrojů“.

 

3. Třetí fáze: éra cloud computingu

Vstupem do 21. století se objevil koncept cloud computingu. Datová centra prostřednictvím technologií virtualizace a kontejnerizace sdružovala a spravovala zdroje, jako je CPU, paměť a úložiště, a přidělovala je uživatelům na vyžádání. Vznikly tak modely služeb jako IaaS, PaaS a SaaS, které upgradovaly datová centra z „hardwarového prostoru“ na „platformy výpočetního výkonu a služeb“.

 

 

1. Serverové vybavení

Servery jsou základní výpočetní jednotky datového centra, v podstatě vysoce{0}}výkonné počítače, které se skládají z procesorů, paměti, základních desek, úložných zařízení, napájecích zdrojů atd. S technologickým vývojem se formální faktory serverů více standardizovaly, což usnadňuje nasazení ve skříních s vysokou-hustotou.

 

2. Regálové a skříňové systémy

Servery se obvykle instalují do standardizovaných stojanů, jako je běžný stojan 42U nebo serverový stojan 42U. Zde je "U" jednotkou výšky, přičemž 1U se rovná 44,45 milimetru. Racky se obecně označují jako serverové stojany a běžně se také nazývají serverové stojanové skříně, stojanové skříně nebo počítačové stojanové skříně.

Tvarový faktor stojanu se liší v závislosti na scénáři aplikace:

Datová centra běžně používají datové stojany,datové skříně, síťové stojany, síťové skříně nebo komunikační skříně.

Menší prostředí mohou používat nástěnné{0}serverové stojany nebo nástěnné{1}}síťové stojany.

Mezi běžné specifikace patří také 6U nástěnné-rozvaděče, 6U datové skříně, 9U stojany, 12U serverové stojany a 24U stojany.

Domácí nebo odlehčená prostředí nasazení mohou také používat domácí síťové stojany nebo počítačové stojany.

Šířka stojanu je obvykle 600 mm nebo 800 mm a hloubka může sahat od 600 mm do 1200 mm, v závislosti na délce serveru.

 

3. Skladovací systémy

Datová centra dlouhodobě ukládají- obrovské množství dat. Mezi běžná úložná média patří HDD (pevné disky) a SSD (pevné disky), které dosahují vysoké spolehlivosti a vysoké propustnosti díky architektuře distribuovaného úložiště.

 

4. Síťová a komunikační zařízení

Přepínače, směrovače a firewally tvoří komunikační páteř datového centra. S rostoucími nároky na šířku pásma optické kabely a vysokorychlostní -optické moduly postupně nahrazují tradiční měděné kabely a stávají se běžným způsobem propojení. Vysoko-rychlostní optické moduly se staly důležitou součástí nákladů na výstavbu datových center.

 

 

Předpokladem provozu datového centra je stabilní napájení. Datová centra obvykle využívají více-úrovňový systém napájení a distribuce, včetně středo{2}}distribuce napětí, distribuce nízkého{3}} napětí, nepřerušitelných zdrojů napájení UPS a záložních systémů pro výrobu energie. V případě výpadku síťového napájení zajišťují UPS a záložní systémy pro výrobu energie kontinuitu provozu.
 

 

Provoz serveru generuje velké množství tepla; účinnost odvodu tepla přímo ovlivňuje životnost zařízení a úroveň spotřeby energie.

 

Vzduchem-chlazené systémy: Primárně rackové-úrovňové a řadové-systémy, které zkracují cesty proudění vzduchu a zlepšují účinnost chlazení.

 

Kapalinou{0}}chlazené systémy: Používejte kapalné chladivo k přímému odvodu tepla, což nabízí výhody v nižší spotřebě energie a nižší hlučnosti.

 

S rostoucí poptávkou po-výpočtovém výkonu jsou řešení kapalinového chlazení považována za zásadní směr budoucích-datových center s vysokou hustotou.

 

 

1. Environmentální management a management infrastruktury

Systémy monitorování prostředí se používají k monitorování stavu napájení, teploty, vlhkosti, kouře a vody v reálném čase-. Postupně se vyvíjejí směrem k platformě DCIM (Data Center Infrastructure Management), aby bylo dosaženo jednotné správy a optimalizace energetické účinnosti.

2. Požární systémy
Vzhledem k-elektronickému vybavení vysoké hodnoty uvnitř datových center se obvykle používají plynové-systémy pro hašení požáru. Inertní plyny se používají k rychlému snížení koncentrace kyslíku a dosažení nedestruktivního potlačení požáru.

 

 

Modulární datová centra před-integrují systémy distribuce energie, chlazení, racků a protipožárních systémů, což umožňuje rychlé nasazení jako stavební bloky. Tento přístup výrazně zkracuje cyklus výstavby, zlepšuje flexibilitu a je vhodný pro scénáře s rychle rostoucími nároky na výpočetní výkon.

 

 

1. Základní hostingové služby

Poskytuje uživatelům prostor ve stojanech a skříních a stabilní provozní prostředí; uživatelé si přinášejí vlastní serverové vybavení.

2. Služby sítě a šířky pásma

Poskytuje vysokorychlostní přístup k šířce pásma, více{1}}linkovou redundanci a zdroje IP pro zajištění stability sítě.

3. Nový výpočetní výkon a inteligentní služby

Zahrnuje zdroje cloud computingu, pronájem výpočetního výkonu GPU, okrajové výpočetní uzly atd., podporující AI, velká data a scénáře aplikací s nízkou-latenční dobou.

 

 

Datová centra se vyvinula z raných „vybavovacích místností“ v kritickou infrastrukturu podporující digitální ekonomiku. Datová centra poháněná novou vlnou požadavků na výpočetní výkon se neustále vyvíjejí směrem k vysoké hustotě, nízké spotřebě energie a inteligenci. Pochopení struktury a logiky datových center je důležitým výchozím bodem pro pochopení cloud computingu, umělé inteligence a budoucí digitální společnosti.