دیتاسنتر چیست؟ و چگونه یک دیتاسنتر بسازیم؟

با پیشرفت تکنولوژی و ورود بیش از پیش فناوری اطلاعات و اینترنت در زندگی روزمره، مراکز داده به عنوان زیرساخت پردازش، ذخیره سازی و نگهداری اطلاعات و داده‌ها، بیش از پیش اهمیت پیدا کرد است.

مراکز داده و دیتاسنترها، که خدمات کلود، ابری، و سرور مجازی ارائه می‌کنند، نقش کلیدی و اساسی در ایجاد زیر ساخت و اتصال شبکه‌ها و افراد مختلف در سرتاسر جهان به یکدیگر را دارند. دیتاسنتر یا مراکز داده، فضاهایی هستند که شامل دسته بزرگی از پردازنده‌ها، سرورها و شبکه‌های کامپیوتری هستند که برای توزیع، ذخیره سازی و پردازش مقادیر زیادی از داده‌ها توسط سازمان‌ها و شرکت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با پیشرفت کشورها، میزان داده، اطلاعات و فناوری بسیار توسعه یافته است و کسب و کارها و سازمان‌های مختلف، برای ذخیره سازی اطلاعات با امنیت کامل، نیاز به داشتن دیتاسنترهای اختصاصی می‌باشند. مراکز داده با توجه به نوع، کاربرد و میزان دیتا، در اندازه و اشکال متفاوتی طراحی و تولید می‌شوند.

دیتاسنتر چیست؟

دیتاسنتر، مرکز داده و یا اتاق سرور، به فضایی گفته می‌شود که حجم بسیار زیادی از تجهیزات پردازش و ذخیره سازی داده در کنار یکدیگر قرار داده می‌شوند. در دیتاسنترها و مراکز داده، علاوه بر تجهیزات پردازشی و ذخیره سازی مانند روترها، سوئیچ‌های شبکه، فایروال‌ها، استوریج‌ها و سرورها، تجهیزات دیگری نیز برای حفظ کارکرد مداوم و امن دیتاسنتر مانند تجهیزات پیشرفته امنیتی، تجهیزات اطفا حریق تخصصی مرکز داده مانند سیستم‌های آتش نشانی مبتنی بر گاز FM200، تجهیزات سرمایش مرکز داده مانند:

• چیلر مرکز داده الیماکول

• پکیج مخابراتی

• کولر In Row

• رک

• تابلوهای برق توزیع

• سوئیچینگ

• باتری

• UPS

• سیستم‌های مانیتورینگ و BMS

نصب و راه اندازی می‌شود. کلیه تجهیزات فوق، در کنار یکدیگر، مرکز داده یا دیتاسنتر را تشکیل می‌دهند.

عموماً به دلیل اهمیت داده‌ها برای شرکت و سازمان‌ها، redundancy مناسب براساس سطح طراحی TIER تعریف می‌شود تا در صورت خرابی یکی یا تعدادی از تجهیزات دیتاسنتر، مشکلی از جهت امنیت کارکرد مداوم دیتاسنتر پیش نیاید.

بیشتر بخوانید : چیلر مرکز داده چگونه کار می کند؟

کاربرد دیتا سنتر

همانطور که در مقدمه ذکر شد، در جهان مدرن، فناوری اطلاعات به یکی از ارکان اساسی زندگی انسان‌ها تبدیل شده است. و کلیه خدمات فناوری اطلاعات، نیازمند زیرساخت حیاتی دیتاسنتر و مرکز داده برای ارائه است. در اینجا بخشی از این خدمات شرح داده می‌شود:

• خدمات مربوط به پست الکترونیک و ارسال و دریافت فایل‌ها و مدارک

• خدمات ذخیره سازی داده‌های مالی و سازمانی

• پایگاه داده برنامه ریزی منابع انسانی مانند ارتباط با ERP, CRM

• بیگ دیتا، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

• خدمات ابری و تلفن

• محاسبات و پردازش

طراحی دیتاسنتر

طراحی دیتاسنتر، امری تخصصی و پیچیده است. اولین گام در طراحی دیتاسنتر، تعیین ظرفیت، کارایی، قابلیت اطمینان، میزان سرمایه گذاری، طرح توسعه و هماهنگی بین دیسیپلین‌های مختلف طراحی است. در این گام می‌بایست هدف و محدوده مرکز داده تعیین شود، اینکه مرکز داده از نوع Co-Location یا Managed Hosting است، چه نوع داده‌هایی را ذخیره می‌کند، مدت زمان انتظار و الزامات در دسترس بودن مرکز داده چیست و این مرکز داده قرار است چه نوع برنامه‌ها و خدماتی را پشتیبانی و ارائه سرویس نماید. در مسیر طراحی دیتاسنتر، گام‌های ذیل اجباری است:

• مکان یابی دیتاسنتر

• طراحی فضاها و چیدمان اتاق‌ها بر اساس TIA942 و BICSI

• تعیین رک‌ها و نحوه چیدمان رک

• تعیین زیرساخت‌های رک‌ها مانند اتاق برق، اتاق باتری و UPS، اتاق مانیتورینگ و نوع سیستم کولینگ

• طراحی اجزا و قطعات و تعیین مدل و پارت نامبر تجهیزات

• تهیه نقشه‌ها و الزامات اجرایی

زیرساخت فیزیکی دیتاسنتر

زیرساخت فیزیکی دیتاسنتر و مرکز داده دارای چندین بخش اساسی و مهم است. این بخش‌ها در کنار یکدیگر، امنیت و کارکرد مداوم دیتاسنتر را تضمین می‌کنند. بخش اساسی زیرساخت فیزیکی دیتاسنتر به شرح ذیل است:

• ساختمان و فضای فیزیکی دیتاسنتر

• سیستم کولینگ و تهویه دیتاسنتر

• سیستم برق و Power

• سیستم‌های شبکه

• سیستم‌های دسترسی و Access

• سیستم‌های اعلام و اطفا حریق

• سیستم‌های مانیتورینگ

• سیستم‌های BMS و کنترل هوشمند

سطح افزونگی یا Redundancy دیتاسنتر، وابسته به میزان downTime سالانه دیتاسنتر است که براساس حساسیت داده‌ها و الزامات بهره بردار تعیین می‌شود. این سطح افزونگی با معیاری که توسط TIA942 به نام Tier مشخص می‌شود، تعیین می‌شود . کلیه الزامات زیر ساخت بر این اساس طراحی می‌شود. معیار TIER دارای 4 سطح بندی است که به شرح ذیل است:

سطح افزونگی 1 TIER

این سطح پایین‌ترین سطح افزونگی را دارد. در این سطح، هیچگونه پشتیبانی برای تجهیزات پیش بینی نمی‌شود و در صورتی که تعداد تجهیزات را N فرض کنیم، تعداد تجهیزات در طرح، N خواهد بود. در این سطح، سیستم‌های برق و سرمایش دارای یک مسیر واحد است، در طول یکسال، تنها 28.8 ساعت مجاز به خاموشی است که معادل با 99.671 درصد کل سال بایستی روشن و در حال کار باشد.

سطح افزونگی 2 TIER

در این سطح، افزونگی مینیوم پیش بینی می‌شود. در واقع در صورتی که تعداد تجهیزات مورد نیاز را N در نظر بگیریم، تعداد تجهیزات نصب شده در دیتاسنتر، N+1 خواهد بود. در این سطح سیستم‌های برق و کولینگ دارای یک مسیر واحد و یک پیشتیان هستند. در طول یکسال، 22 ساعت مجاز به خاموشی است که معادل با 99.749 درصد کل ساعات یکسال، بایستی روشن و در حال کار باشد.

سطح افزونگی 3 TIER

در این سطح، افزونگی دو برابر پیش بینی می‌شود. در واقع، در صورتی که تعداد تجهیزات در حال کار و مورد نیاز را N در نظر بگیریم، تعداد تجهیزات نصب شده برابر با 2N خواهد بود. در این سطح، سیستم‌های برق و کولینگ دارای دو مسیر عملکردی هستند و در طول یکسال شمسی، مجاز به 1.6 ساعت خاموشی است که معادل با 99.982 درصد ساعات کل یکسال، بایستی روشن و در حال سرویس دهی باشد. در واقع مهمترین ویژگی این سطح طراحی در اینست که در صورت نیاز به تعمیرات، نیاز به خاموشی سیستم دیتاسنتر نیست.

سطح افزونگی 4 TIER

در این سطح، افزونگی بیش از دو برابر خواهد بود. در واقع در صورتی که تعداد تجهیزات مورد نیاز را N فرض کنیم، به میزان (N+1) ضربدر دو، تجهیزات مورد نیاز خریداری و نصب می‌گردد. میزان ساعات مجاز به خاموشی این دیتاسنتر برابر با 26.3 دقیقه در طول یکسال است که معادل با 99.995 درصد کل ساعات یک سال شمسی، بایستی روشن و در حال سرویس دهی باشد. بالاترین حد افزونگی و کم ریسک ترین دیتاسنتر و در عین حال، گرانترین زیر ساخت فیزیکی مربوط به این طرحواره است.

الزامات ساخت دیتاسنتر

در زمان ساخت دیتاسنتر، بایستی توجه داشت که نکات بسیار زیادی را می‌بایست در زمان ساخت و اجرای زیرساخت فیزیکی دیتاسنتر مورد توجه قرار داد. در صورت عدم رعایت این نکات، مشکلات فراوانی را می‌تواند در آینده ایجاد نماید که در نهایت، منجر به از کار افتادگی و یا عدم سرویس دهی دیتاسنتر خواهد شد. در ادامه، بخشی از مهمترین این نکات مورد توجه قرار خواهد گرفت.

در زمان خرید زمین و احداث ساختمان دیتاسنتر، بایستی توجه داشت که محل احداث دیتاسنتر، بر روی گسل‌های فعال زمین شناسی نباشد. همچنین بر اساس الزامات پدافند غیرعامل، ساختمان دیتاسنتر نباید نزدیک فرودگاه‌ها و در مسیر نشست و برخاست هواپیماها احداث شود.

به دلیل وجود اسید و بخارات اسیدی باتری‌ها، اتاقک نگهداری باتری‌ها و UPS‌ ها، بایستی به گونه ای طراحی شود که دارای سیستم تعویض و تخلیه هوا باشد و ترجیحاً از قرار دادن این تجهیزات در داخل دیتاسنتر، اجتناب شود.

بهتر است در زمان طراحی فضاها و معماری فضای دیتاسنتر، اتاق باتری و UPS به صورت جداگانه در نظر گرفته شود.

ترجیح بر این است که در زیر دیتاسنتر، مسیرهای عبور قنات، لوله‌های آب و فاضلاب نباشد. از مهمترین خطرات این امر، نشست زمین روی قنات، خطرات ترکیدگی لوله‌های آب و ورود آب به دیتاسنتر و یا پخش شدن گازهای فاضلاب در فضای دیتاسنتر است.

به دلیل وجود حجم بسیار زیادی از کابل‌های فشار قوی و فشار ضعیف و از همه مهمتر، نیاز به گردش مناسب هوا در فضای دیتاسنتر، ارتفاع مناسب برای فضای دیتاسنتر پیش بینی شود. همچنین بهتر است که طراحی مسیرهای عبور کابل به گونه‌ای باشد که کابل‌های فشار قوی و فشار ضعیف دارای فاصله استاندارد از یکدیگر باشند تا اثرات نویز و مشکلات متعاقب آن به کمترین حد ممکن برسد.

با توجه به اینکه یکی از مهمترین پارامترهای خرید رک‌های شبکه دیتاسنتر، مقاومت گسیختگی در برابر زلزله است، بهتر است برای رک‌ها شاسی فولادی پیش بینی شود و به این شاسی‌های فولادی، فیکس و متصل گردند. در اینصورت، مقاومت این رک‌ها در زمان زلزله افزایش خواهد یافت و خطرات از بین رفتن داده‌ها و اطلاعات دیتاسنتر، کاهش قابل توجهی می‌یابد. همچنین برای رک‌ها از پوشش‌هایی استفاده شود که ضدخش باشد و رنگ آنها تا حدی در برابر مقاومت کافی در برابر ضربه را داشته باشد. وزن تجهیزاتی نصب شده در رک، معیار بسیار مهمی در زمان خرید رک است که بایستی توجه کافی به آن شود. بهترین نوع رک، استفاده از رک طرح APC یا همان رک ایستاده الیماکول می‌باشد.

دسترسی‌های کافی برای نصب سرورها و انجام تعمیرات بر روی تجهیزات نصب شده داخل رک‌ها پیش بینی شود. بهتر است فاصله بین رک‌ها در راهرو، 120 سانتی‌متر و از سمت پشت رک‌ها، حداقل 80 سانتی متر فضا پیش بینی شود. لازم است که کلیه رک‌ها به همدیگر به صورت کامل پیچ و مهره شود تا در زمان کار، دچار لرزش و مشکل نشود.

در زمان انتخاب و نصب سیستم‌های تهویه و کولینگ مرکز داده، دقت کافی شود که هیچگونه نقطه داغی در فضای اتاق سرور وجود نداشته باشد. نکته بسیار مهمی که در زمان انتخاب سیستم کولینگ وجود دارد، اینست که در صورتی که دیتاسنتر شیلد الکترومغناطیس باشد، انتخاب سیستم کولینگ به شدت دچار محدودیت خواهد شد و لازم است این امر، در زمان انتخاب نوع و راهکار سیستم سرمایشی مورد توجه قرار گیرد. دما و رطوبت مناسب اتاق سرور و دیتاسنتر عموماً به صورت 24 درجه سانتیگراد و 50 درصد در نظر گرفته می‌شود.

مرکز داده کانتینری مدولار

مرکز داده کانتینری، نوعی از مرکز داده قابل حمل است که در داخل یک کانتینر طراحی و نصب می‌شود. در این کانتینرها، کلیه تجهیزات مورد نیاز دیتاسنتر مانند:

• رک

• سرور

• تجهیزات شبکه

• منابع تغذیه

• تابلوهای برق

• سیستم کولینگ

• ژنراتور

• سامانه اطفا و اعلام حریق

بیشتر بخوانید : رک شبکه چیست؟

همگی نصب و راه اندازی می‌شود. ویژگی این دیتاسنترها در این است که به صورت کارخانه ای مونتاژ می‌شود و در محل مورد بهره برداری، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از این جهت، سرعت بسیار بالای راه اندازی دارند و به دلیل ساخت کارخانه‌ای، دقت بسیار بالایی از ساخت را نیز دارند. همچنین از این کانتینرها می‌توان در زمان زلزله یا سیل و یا مواقع خاص، مانند راهپیمایی اربعین برای بهینه سازی دسترسی به خدمات فناوری اطلاعات بهره برد.

نوع دیگری از دیتاسنترهای کانتینری مدولار نیز تولید شده است که از چندین کانتینر مجزا تشکیل شده است و در کنار یکدیگر، یک دیتاسنتر بزرگ را تشکیل می‌دهند. این کانتینر‌ها شامل کانتینر کولینگ الیماکول، کانتینر رک و شبکه، کانتینر برق و پاور است.

جمع بندی

طراحی و ساخت دیتاسنتر نیازمند تحقیق و برنامه ریزی صحیح است.جزئیات و موارد فراوانی بایستی در زمان طراحی و فاز بندی مراحل ساخت دیتاسنتر در نظر گرفته شود. با توجه به اینکه طراحی و ساخت دیتاسنتر، امری تخصصی و پیچیده است، بهتر است از مهندسین و مشاوران متخصص در این زمینه استفاده شود. این متخصصین شامل مهندسین فناوری اطلاعات، مهندسین شبکه، مهندسین امنیت شبکه، و مهندسین برق و تاسیسات است.بهترین تصمیم، انتخاب شرکت های مشهور و با سابقه قابل اتکا، در زمینه طراحی و ساخت دیتاسنتر است.