No entens els centres de dades? Una introducció-veritablement amigable per a principiants

Els centres de dades (Internet Data Centers, IDC) són una de les infraestructures més crucials de la societat digital moderna. Gairebé totes les dades d'Internet-ja siguin navegació web, reproducció de vídeos, emmagatzematge al núvol, informàtica d'intel·ligència artificial o transaccions financeres i control de sistemes industrials-finalment completen el seu càlcul, emmagatzematge i reenviament als centres de dades. Es pot dir que els centres de dades són per al món digital el que són les centrals elèctriques per al sistema elèctric, i les plantes d'aigua són per al sistema de subministrament d'aigua d'una ciutat.

 

Les dades estadístiques mostren que actualment, més del 99% del trànsit global de dades d'Internet és processat i programat pels centres de dades. Això vol dir que mentre Internet estigui en funcionament, els centres de dades sempre estan en un estat de "mai-apagat".

 

 

1. Primera etapa: l'era de la sala de servidors i mainframe

A la dècada de 1960, la humanitat estava a l'era de la informàtica mainframe. Els ordinadors eren enormes i consumien una potència extremadament alta, la qual cosa obligava a estar allotjats en sales de servidors dedicades amb sistemes d'alimentació i aire condicionat. Aquestes primeres sales de servidors es van anomenar "granges de servidors", els primers prototips de centres de dades.

 

2. Segona Fase: Serveis de Virtualització i Hosting

A finals de la dècada de 1990, la tecnologia de les màquines virtuals va madurar. Un sol servidor físic es podria dividir en diversos servidors lògics mitjançant programari de virtualització, proporcionant serveis d'allotjament. Això va donar lloc a models de negoci com l'allotjament virtual i l'allotjament web, transformant els centres de dades de "lloguer-de màquines completes" a "lloguer de particions de recursos".

 

3. Tercera etapa: l'era de la computació en núvol

Entrant al segle XXI, va sorgir el concepte de cloud computing. Els centres de dades, mitjançant tecnologies de virtualització i contenidors, agrupaven i gestionaven recursos com ara CPU, memòria i emmagatzematge, assignant-los als usuaris sota demanda. Així, es van formar models de servei com IaaS, PaaS i SaaS, actualitzant els centres de dades des d'"espai de maquinari" a "potència informàtica i plataformes de servei".

 

 

1. Equip de servidor

Els servidors són les unitats informàtiques bàsiques d'un centre de dades, essencialment ordinadors d'alt{0}}rendiment, formats per CPU, memòria, plaques base, dispositius d'emmagatzematge, fonts d'alimentació, etc. Amb l'evolució tecnològica, els factors de forma del servidor s'han tornat més estandarditzats, facilitant el desplegament d'alta-densitat als bastidors.

 

2. Sistemes de rack i armari

Els servidors solen instal·lar-se en bastidors estandarditzats, com ara el bastidor comú de 42U o el bastidor de servidors de 42U. Aquí, "U" és una unitat d'alçada, amb 1U igual a 44,45 mil·límetres. Els bastidors s'anomenen generalment bastidors de servidors, i també s'anomenen armaris bastidors de servidors, armaris bastidors o armaris bastidors d'ordinadors.

El factor de forma del bastidor varia segons l'escenari d'aplicació:

Els centres de dades solen utilitzar bastidors de dades,armaris de dades, bastidors de xarxa, armaris de xarxa o armaris de comunicacions.

Els entorns més petits poden utilitzar bastidors de servidors de muntatge-paret o bastidors de xarxa de muntatge-paret.

Les especificacions habituals també inclouen bastidors de paret-6U, armaris de dades de 6U, bastidors de 9U, bastidors de servidors de 12U i bastidors de 24U.

Els entorns domèstics o de desplegament lleuger també poden utilitzar bastidors de xarxa domèstica o bastidors d'ordinador.

L'amplada del bastidor sol ser de 600 mm o 800 mm i la profunditat pot estendre's de 600 mm a 1200 mm, depenent de la longitud del servidor.

 

3. Sistemes d'emmagatzematge

Els centres de dades realitzen l'emmagatzematge-a llarg termini de grans quantitats de dades. Els mitjans d'emmagatzematge principals inclouen HDD (unitats de disc dur) i SSD (unitats d'estat sòlid), aconseguint una gran fiabilitat i un alt rendiment mitjançant una arquitectura d'emmagatzematge distribuït.

 

4. Equips de Xarxa i Comunicació

Els commutadors, els encaminadors i els tallafocs constitueixen la columna vertebral de comunicació d'un centre de dades. Amb l'augment de les demandes d'ample de banda, els cables de fibra òptica i els mòduls òptics d'alta-velocitat estan substituint gradualment els cables de coure tradicionals, convertint-se en el mètode d'interconnexió principal. Els mòduls òptics d'alta-velocitat s'han convertit en un component important dels costos de construcció del centre de dades.

 

 

Una font d'alimentació estable és un requisit previ per al funcionament del centre de dades. Els centres de dades solen emprar un sistema de distribució i subministrament d'alimentació de diversos nivells, que inclou la distribució de mitjana-tensió, la distribució de baixa-tensió, les fonts d'alimentació ininterrompuda UPS i els sistemes de generació d'energia de reserva. En cas d'interrupció de la xarxa elèctrica, els SAI i els sistemes de generació d'energia de seguretat garanteixen la continuïtat del negoci.
 

 

El funcionament del servidor genera una gran quantitat de calor; L'eficiència de dissipació de calor afecta directament la vida útil dels equips i els nivells de consum d'energia.

 

Sistemes de refrigeració-aire: principalment sistemes de nivell-de bastidor i de fila-, escurçant els camins del flux d'aire i millorant l'eficiència de refrigeració.

 

Sistemes de refrigeració líquida-: utilitzeu refrigerant líquid per eliminar directament la calor, oferint avantatges en un menor consum d'energia i un menor soroll.

 

Amb l'augment de la demanda de computació d'alta-potència, les solucions de refrigeració líquida es consideren una direcció crucial per als futurs centres de dades d'alta-densitat.

 

 

1. Gestió ambiental i d'infraestructures

Els sistemes de monitorització ambiental s'utilitzen per supervisar l'estat-en temps real del subministrament d'energia, la temperatura, la humitat, el fum i la immersió en aigua, i estan evolucionant gradualment cap a una plataforma DCIM (Gestió de la infraestructura del centre de dades) per aconseguir una gestió unificada i una optimització de l'eficiència energètica.

2. Sistemes d'extinció d'incendis
A causa de l'-equip electrònic d'alt valor dins dels centres de dades, normalment s'utilitzen sistemes d'extinció d'incendis basats en gas-. Els gasos inerts s'utilitzen per reduir ràpidament la concentració d'oxigen, aconseguint una extinció d'incendis no-destructiva.

 

 

Els centres de dades modulars pre-integren sistemes de distribució d'energia, refrigeració, bastidor i protecció contra incendis, cosa que permet un desplegament ràpid com els blocs de construcció. Aquest enfocament escurça significativament el cicle de construcció, millora la flexibilitat i és adequat per a escenaris amb demandes de potència de càlcul de ràpid creixement.

 

 

1. Serveis bàsics d'allotjament

Proporciona als usuaris espai de bastidor i armari i un entorn operatiu estable; els usuaris porten el seu propi equip de servidor.

2. Serveis de xarxa i ample de banda

Proporciona accés a l'ample de banda d'alta-velocitat, redundància de diverses-línies i recursos IP per garantir l'estabilitat de la xarxa.

3. Nova potència informàtica i serveis intel·ligents

Inclou recursos d'informàtica en núvol, arrendament de potència informàtica de GPU, nodes d'informàtica perifèrica, etc., compatibles amb IA, big data i escenaris d'aplicacions de baixa-latència.

 

 

Els centres de dades han evolucionat de les primeres "sales d'equipaments" a una infraestructura crítica que dóna suport a l'economia digital. Impulsats per una nova onada de demanda de potència informàtica, els centres de dades es desenvolupen contínuament cap a una alta densitat, un baix consum d'energia i una intel·ligència. Entendre l'estructura i la lògica dels centres de dades és un punt de partida important per entendre la computació en núvol, la intel·ligència artificial i la futura societat digital.