Построение и организация цод. Основные требования к ЦОД

Тема центров обработки данных в последние несколько лет стала одной из наиболее модных в ИТ. Для крупной компании не иметь собственного или не использовать мощности коммерческого ЦОД даже как-то неприлично. А насколько эта тема актуальна для средних предп

В последние два-три года при проведении различного рода аудитов неоднократно задавался вопрос: «Использует ли ваше предприятие ЦОД?». Для начала определимся с терминологией. Под центром обработки данных мы будем понимать отдельное здание, оборудованное соответствующими инженерными системами (кондиционирования, пожаротушения, бесперебойного электропитания и пр.), в котором размещаются вычислительные ресурсы (серверы, системы хранения и т. д.), созданы телекоммуникационная инфраструктура, обеспечивающая удаленный доступ к ресурсам центра, системы физической и информационной безопасности, контроля доступа, диспетчеризации и мониторинга и т. п. Такой ЦОД достаточно универсален, на его площадях можно устанавливать широкий спектр оборудования, образующего системы для решения самых разных задач.

Сегодня существует три основных подхода к размещению систем хранения и обработки данных:

можно оборудовать и эксплуатировать аппаратную комнату (или комнаты) в своих офисах;
построить и эксплуатировать свой собственный ЦОД;
арендовать необходимые ресурсы в центре у специализированного провайдера.

С одной стороны, на определенном этапе развития систем предприятия обеспечивать поддержку требуемых объемов и качества ИТ-услуг, базируясь на размещаемых в офисных зданиях аппаратных комнатах, становится невыгодно по разным причинам: дорого, сложно, ненадежно… Список можно продолжить. С другой стороны, строительство центра обработки данных - сложный проект, бюджет которого обычно измеряется миллионами долларов, а стоимость эксплуатации составляет несколько сотен тысяч долларов в год.

Как же определить, какие из подходов, в какой комбинации и для каких задач использовать? Здесь мы должны четко понимать, что выбор нужно делать исходя из требований заказчиков к ИТ-услуге, предоставляемой на базе определенной информационной системы.

Типовая архитектура ИТ-услуги

На рисунке приведена типовая архитектура ИТ-услуги (или ИТ-сервиса). Что из ее компонентов может быть размещено в ЦОД? В первую очередь - оборудование систем хранения, обработки и передачи данных, образующее платформу информационной системы, а также некоторая часть корпоративной сети передачи данных, входящая в среду доступа.

Большинство компаний имеет территориально распределенные объекты и иерархическую организационную структуру. Исходя из этого все ИТ-уcлуги можно разделить на корпоративные (то есть используемые несколькими территориально-организационными единицами) и локальные (используемые только одной территориально-организационной единицей). Первоочередными кандидатами на размещение в ЦОД будут те системы, на основе которых строятся корпоративные ИТ-услуги.

Аппаратные комнаты в офисе

От аппаратных комнат в офисном здании полностью избавиться невозможно. Их объем может быть минимизирован, они могут быть совмещены с помещениями другого назначения, расходы на их создание и содержание тоже можно сократить (за счет снижения эксплуатационных характеристик). Но аппаратные комнаты в офисе будут всегда. Почему?

В любом офисе существует неотъемлемый от здания участок среды доступа. Его составляет оборудование структурированной (еще говорят - слаботочной) кабельной системы, локальной вычислительной сети и телефонной сети. Даже если вы используете беспроводные технологии в сочетании с IP-телефонией, все равно будет коммуникационное оборудование, терминирующее внутриофисную кабельную систему, сетевое оборудование, коммуникационный сервер и т. п. В любой офис приходят внешние коммуникации - входящие в здание извне физические кабели, заканчивающиеся на каком-то коммутационном оборудовании, и телекоммуникационное оборудование, которое передает информацию через эти кабели.

Кроме того, существует ряд привязанных к офису систем, на базе которых строятся локальные ИТ-услуги.

Многие системы постоянно генерируют большой объем трафика. В каждом офисе есть разделяемые файловые ресурсы (файловые серверы) и сетевые принтеры. Немного реже встречаются системы резервного копирования данных на рабочих станциях, системы автоматической установки обновлений программного обеспечения, системы обработки и хранения изображений (документооборот и т. п.). Иногда

имеются системы хранения и обработки аудио- и видеоинформации. Перенос таких систем в ЦОД создаст огромную нагрузку на телекоммуникации между ЦОД и рабочими местами в офисе. Ряд систем просто не сможет нормально работать на ограниченных по емкости телекоммуникационных каналах (например, время полного восстановления для систем резервного копирования может возрасти до нескольких десятков часов). А в случае нарушения связи с ЦОД перестанут работать все ИТ-услуги, включая даже элементарную печать на сетевой принтер.

Практически во всех локально-вычислительных сетях имеются централизованные системы, обеспечивающие авторизацию и аутентификацию пользователей. Если перенести такие системы в ЦОД, то при нарушении связи все ИТ-услуги в офисе могут оказаться недоступными. Разного рода системы безопасности всегда размещают в аппаратных комнатах в офисе. Для некоторых систем, согласно законодательству РФ или внутренним корпоративным стандартам, устанавливаются очень жесткие требования по безопасности, включая требования по обязательной сертификации, и перенос этих систем в ЦОД скорее всего приведет к нарушению требований. Сейчас становится все меньше систем, требующих регулярного физического и технического обслуживания, визуального контроля, смены носителей и расходных материалов и т. п., но все же переносить их в ЦОД тоже нецелесообразно.

Аргументы «за»

Какие проблемы и какие положительные эффекты мы получим при размещении систем в ЦОД?

Оценивая, какова будет экономия средств, нужно просчитывать различные варианты с учетом прогнозов развития на три – пять лет. Аргумента, что аренда площади в 200 м 2 в промышленной зоне обойдется дешевле, чем в офисном здании в центре города, недостаточно. Надо учитывать множество аспектов, приводящих к прямым и косвенным затратам.

Бизнес средних предприятий весьма мобилен, и если есть возможность сэкономить на аренде офиса, то компания переезжает. Использование ЦОД избавит от значительной части проблем при открытии, закрытии и переносе офисов.

Отказо- и катастрофоустойчивые системы подразумевают размещение компонентов и резервирование данных как минимум на двух независимых территориально разнесенных площадках. Специализированные ЦОД - идеальный вариант решения проблемы. Но надо помнить, что архитектура системы и телекоммуникации должны поддерживать такой режим работы.

У средних предприятий обычно нет средств для обеспечения непрерывности бизнеса. Их «запас прочности», как правило, невелик, и одного прерывания может оказаться достаточно для полного краха. Поэтому грамотно продуманная архитектура ИТ-систем, включающая вынос критичных для бизнеса систем в ЦОД в сочетании с их построением на основе отказо- и катастрофоустойчивой архитектуры, может существенно повысить устойчивость бизнеса к катастрофам.

В качестве еще одного довода в пользу ЦОД обычно приводят повышение качества ИТ-услуг, но это далеко не всегда так. «Узким местом» становятся (или остаются) телекоммуникации. Время устранения сбоев может как уменьшиться, так и возрасти. Надежность же должна возрасти, по крайней мере теоретически.

Большинство средних предприятий стремится расширять и развивать свой бизнес, не имея при этом возможности долго ждать, пока вложения окупятся. Поэтому сроки реализации ИТ-проектов должны быть максимально сжатыми, а важность вопросов внедрения информационных систем и их последующего масштабирования - повышаться. Аренда ЦОД - хороший способ сократить сроки реализации проекта. Возможность масштабирования зависит от правильности прогноза развития систем автоматизации в компании, корректности его использования при проектировании центра и вдумчивого управления построенными мощностями. В случае же аутсорсинга под новые задачи можно арендовать мощности в любом коммерческом ЦОД.

Подводные камни

Как правило, ЦОД строят в удалении от центров городской инфраструктуры: дешевле обходится земля, можно найти и переоборудовать подходящее здание, проще решить вопрос с энергоснабжением и т. п. Но при этом возникает другая проблема: коммерческие провайдеры связи не всегда охотно инвестируют средства в прокладку оптики и установку оборудования для подключения центров к своим магистральным сетям. А иногда и владелец ЦОД сознательно ограничивает присутствие сторонних провайдеров. В результате клиенту коммерческого ЦОД надо быть готовым к разного рода неожиданностям. Дополнительные расходы на аренду «последних миль», ограничения по пропускной способности, отсутствие резервирования, дополнительные задержки и точки отказа на оборудовании оператора «последней мили» - вот неполный список потенциальных проблем.

При строительстве же собственного центра вам предстоит определиться, вкладывать ли средства в создание своих собственных «последних миль» до телекоммуникационных узлов или же договориться с коммерческими операторами и арендовать «последние мили» у них (в этом случае вам, скорее всего, придется за три-пять лет оплатить все их вложения).

Безусловно, потребуется обеспечить защиту трафика между офисами. Если система защиты трафика в корпоративной сети построена, то появление ЦОД не создаст особых проблем, хотя в некоторых ситуациях может потребоваться серьезная или даже полная перестройка систем защиты.

Качество работы систем в ЦОД сильно зависит от качества монтажа оборудования. Поэтому большинство провайдеров настаивают на выполнении таких работ силами своего персонала. Обычно некоторый объем работ входит в абонентскую плату, а превышенный объем оплачивается отдельно.

Любая аппаратная комната или ЦОД требуют регулярного технического обслуживания, а раз в три – пять лет - и серьезной модернизации. Появляются новые технологии и стандарты, растет энергопотребление и тепловыделение оборудования, изменяются его габариты, меняются требования к объемам, составу и качеству ИТ-услуг в компании. Поэтому необходимо заранее определиться, будете ли вы решать проблемы по мере их возникновения (со всеми вытекающими рисками), заранее заложите избыточность в свой ЦОД (что потребует обоснования дополнительных инвестиций) или переложите эти проблемы на аутсорсера (хотя так или иначе их решение придется оплатить).

После размещения систем в коммерческом ЦОД возникает серьезная зависимость от провайдера. Смена провайдера - долгая, сложная и дорогая операция, а сбой в системах обеспечения может привести к катастрофическим последствиям. При этом надо четко понимать, что возложить на провайдера всю полноту ответственности невозможно. Можно предусмотреть ответственность за сохранность оборудования, его мониторинг, соблюдение процедур и т. п., но всего не предугадаешь, и всегда будет сохраняться проблема контроля. При размещении систем в арендованном ЦОД потребуется существенно нарастить (или создать) систему удаленного управления оборудованием.

Обеспечение безопасности - больная проблема для арендуемого ЦОД, которую каждый решает по своему: ставят перегородки, запирают монтажные шкафы и устанавливают на них датчики открытия, используют дополнительные системы видеонаблюдения и т. п.

Нужно быть готовым и к тому, что при размещении систем в арендованном центре менеджмент компании потребует застраховать соответствующие активы. Эти расходы надо обязательно учитывать.

Еще одна проблема, которая может встать у вас на пути в прямом смысле слова, - автомобильные пробки. Несложно представить ситуацию, особенно в крупных городах, когда в арендованном ЦОД в 17:00 вышло из строя оборудование, и срочно нужно его ремонтировать. ЦОД, как мы уже выяснили, размещаются далеко от центра города, и специалист по ремонту, нагруженный запасными модулями, несколько часов пробирается по автомобильным пробкам…

Строить или арендовать?

Выделять средства на аренду или строительство ЦОД среднего предприятия скорее всего будет владелец бизнеса, и наиболее убедительным аргументом в пользу того или иного решения будет сравнительный анализ расходов на строительство и аренду, выполненный на основании двух-трех вариантов прогноза потребности компании в ИТ-мощностях сроком на три-пять лет.

Создание специализированной инсорсинговой ИТ-компании и строительство ЦОД позволяют централизовать основные ИТ-мощности и решить множество иных проблем, особенно если компания имеет холдинговую структуру. Появляется возможность управлять мощностями, заранее резервируя их для конкретной задачи или своевременно прогнозируя их отсутствие. При аутсорсинге придется или платить за резервирование (что несколько дешевле, чем арендная плата), или же отказаться от гарантированного выделения требуемых мощностей. Безусловно, собственный ЦОД практически всегда предпочтительнее с точки зрения информационной безопасности.

Использование арендованного ЦОД (а еще лучше - услуг хостинга приложений) поможет минимизировать риски, связанные с развитием бизнеса, опытным внедрением систем и пилотными проектами. В случае неудачи можно просто отказаться от аренды. Аренда - хороший способ в сжатые сроки и без долгосрочных инвестиций решить проблему наращивания мощностей при создании новых систем и расширении существующих, а также снизить стоимость основных средств.

Для обслуживания собственного центра понадобится самый разный персонал общей численностью в несколько десятков человек. Поскольку штат средних компаний обычно ограничен, потребуется привлекать специализированную компанию. А при аренде ЦОД эти проблемы будет решать провайдер.

Кроме того, надо помнить, что доступ персонала в арендованный центр будет ограничен и должен осуществляться по определенному графику. Это надо учитывать при планировании отпусков, оперативных заменах, постоянных и временных перемещениях и т. п.

Арендованный ЦОД может оказаться полезен в кризисных ситуациях, возникающих в бизнесе, например при хорошо организованной попытке рейдерского захвата. Если ваши системы обработки и хранения данных размещены у провайдера, то заинтересованным сторонам потребуется сначала получить соответствующую информацию, необходимые санкции и только после этого произвести изъятие ваших систем. Таким образом, у вас появится время на подготовку.

Построение ЦОД - важная задача не только для преуспевающего руководителя предприятия, но и для любого начинающего бизнесмена с «наполеоновскими» планами. Ведь в современном мире только организация ЦОД способна обеспечить безотказную работу информационной инфраструктуры предприятия, непрерывную доступность, эффективность и безопасность больших массивов электронных данных и интегрированных систем, грамотное внедрение автоматизированных систем управления, таких как CRM и ERP, увеличение мощности it-инфраструктуры и т. д.

Основные этапы организации ЦОД и их содержание

Многие потенциальные Заказчики убеждены, что построение ЦОД - разовая услуга, которая заключается в физическом монтаже, подключении и настройки оборудования. Однако по-настоящему грамотный подход к организации ЦОД предполагает непрерывный и долгосрочный процесс, который реализуется в течение всего срока жизни дата-центра и условно разделяется на пять основных этапов:

разработка концепции ЦОД
создание проекта ЦОД
реализация (внедрение) дата-центра
техническое обслуживание системы
модернизация ЦОД

Разработка концепции организации центра обработки данных (ЦОД)

Экономическая эффективность и общий успех проекта ЦОД зависит от степени детализации его первоначальной проработки. Вот почему основной задачей первого этапа является определение места ЦОД в структуре бизнес-процессов предприятия-Заказчика. Таким образом, в ходе совместной работы подрядчика и Заказчика формируется общее представление о будущем ЦОД: выявляются основные цели и задачи системы, ее структура, состав элементов и т. д. Также при разработке системы необходимо учитывать региональные особенности объекта, планируемый бюджет, выбор площадки для ЦОД. Собранные данные ложатся в основу технического задания на проектирование вычислительного центра и подсистем его жизнеобеспечения.

Создание проекта ЦОД

На этапе составления проекта необходимо не только определить наилучшую конфигурацию системы, ее вычислительные мощности, состав компонентов и т. д. «здесь и сейчас», но и предусмотреть несколько вариантов развития системы в соответствии с различными моделями развития бизнеса Заказчика. На том же этапе специалисты рассчитывают возможные риски и методы их снижения, осуществляют подготовку всей необходимой документации и согласовывают готовый проект с Заказчиком и инспектирующими организациями.

Реализация (внедрение) дата-центра

Этап непосредственного внедрения ЦОД является одним из самых трудоемких. В ходе него осуществляется прокладка кабельных трасс, поставка и монтаж активного оборудования, установка программного обеспечения, а также настройка и синхронизация работы всех подсистем ЦОД. Также в ходе реализации проекта происходит тестирование оборудования и аттестация кабельных сетей на их соответствие техническим стандартам качества.

Техническое обслуживание системы

Четвертый этап построения ЦОД означает для подрядчика внимательное отслеживание работоспособности всех узлов и подсистем вычислительного центра, от электроснабжения и кондиционирования до охранных систем и серверных станций. Порядок обслуживания ЦОД и периодичность выполнения профилактических работ устанавливаются в зависимости от масштаба, назначения и типа ЦОД и входящих в него подсистем. Все работы по данному этапу фиксируются в специальном журнале, инструкциях и иной документации.

Модернизация ЦОД

И, наконец, в условиях стремительного развития it-технологий, любой даже самой совершенной вычислительной системе рано или поздно потребуется модернизация. Под данной процедурой понимаются технические и структурные изменения ЦОД, направленные на повышение его производительности, надежности, безопасности и эффективности. Тем самым, благодаря грамотно проведенной модернизации система будет наиболее оптимально соответствовать растущим it-потребностям предприятия.

Для компании «Флайлинк» организация ЦОД является одним из приоритетных направлений услуг. Наши решения основываются на многолетнем опыте работы, передовых технологиях и надежном оборудовании от ведущих отечественных и зарубежных производителей.

Давно построенные центры обработки данных (ЦОД) перестают соответствовать требованиям организаций, владеющих ими. Это главный вывод, который следует из результатов нашего опроса. Примерно половина респондентов заявили, что обязательно или предположительно будут модернизировать системы электропитания и охлаждения оборудования своих ЦОДов в ближайшие 12 месяцев. Перед большинством организаций стоит головоломная задача - как проводить необходимую модернизацию? С одной стороны, инфраструктура старого ЦОДа уже не годится для нормальной работы современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования, которые потребляют все больше электроэнергии в расчете на единицу площади ЦОДа, а с другой - строительство нового ЦОДа может оказаться очень уж дорогостоящим делом.

У большинства организаций просто нет выбора. Дело в том, что им приходится сохранять и обрабатывать (новыми и более сложными способами) постоянно растущие объемы данных, и нет никаких признаков ослабления этой тенденции. И какими бы полезными ни были консолидация серверов и повышение эффективности управления хранением данных, рано или поздно вам все равно придется реконструировать свой старый ЦОД или строить новый.

Наибольшую озабоченность у ИТ-специалистов продолжают вызывать проблемы с электропитанием и охлаждением оборудования ЦОДа. Но в ответах на наш вопрос, испытывают ли организации дефицит свободного места в своем ЦОДе, были выявлены два интересных факта. Первый - почти половина опрошенных сказали, что в их ЦОДе вполне достаточно места для дальнейшего развития его ИТ-инфраструктуры. Такого ответа можно было ожидать, ведь рабочие характеристики серверов и систем хранения данных непрерывно улучшаются при сохранении или уменьшении их габаритных размеров. В результате для повышения эффективности работы ЦОДа отнюдь не всегда нужна дополнительная площадь. Второй факт показался нам довольно неожиданным: почти четверть респондентов заявили, что для организации своих ЦОДов они используют обычные, не предназначенные для этого помещения.

Мы не стали глубоко вникать, что является причиной этого, но можно предположить, что ответившие так респонденты работают в небольших компаниях или в удаленных филиалах крупных организаций. В любом случае решения типа «ЦОД в коробке» - системы размером с холодильник, снабженные необходимыми для эксплуатации примерно 30 серверов (или других сетевых устройств) высотой 1U средствами охлаждения и источниками бесперебойного питания (ИБП), должны пользоваться большим спросом.

Результаты опроса указывают на движущие силы консолидации ЦОДов. Чтобы решить ряд проблем, включая обеспечение соответствия законодательным требованиям по информационной безопасности и повышение надежности хранения данных, нужно совершенствовать системное управление, а для этого желательно переместить серверы подразделений компании и ее удаленных филиалов в ЦОД.

Что же на самом деле лучше?

Очевидно, что предприятиям нужны улучшенные ЦОДы. Но что же значит «улучшенные»? Должны ли, например, серверы быть специализированными или как можно более универсальными? Следует ли покупать блейд-системы или это всего лишь еще один способ «привязать» заказчика к конкретному производителю? Поможет ли питание оборудования постоянным током (DC) сократить расходы на электроэнергию или от такого типа питания будет больше проблем, чем пользы? Нужны ли фальшполы, или они уже устарели? Число вопросов кажется бесконечным, но совершенно ясно, что строить объекты (для организации ЦОДов) того же типа, какие строились всего лет пять назад, - провальная затея. Возможно, самой большой проблемой для организаций, планирующих строительство ЦОДа, является высокая стоимость последнего.

Раньше большинство систем электропитания для оборудования ЦОДов рассчитывались на удельную мощность 50 Вт/кв. фут (1 кв. фут = 0,0929 кв. м), но сейчас многие аналитики рекомендуют иметь систему удельной мощностью 500 Вт/кв. фут. Десятикратное увеличение удельной мощности систем электропитания (включая ИБП и электрогенераторы), а также необходимость иметь соответствующие системы охлаждения, делают затраты на реализацию этих систем самой большой статьей расходов при создании ЦОДов. Если вы хотите построить ЦОД уровня IV с надежностью работы «пять девяток» (в соответствии с определением организации Uptime Institute), то расходы на приобретение и монтаж его систем электропитания и охлаждения могут аж в 50 раз превысить затраты на строительство собственно здания ЦОДа (165 млн долл. против 3,3 млн в случае строительства ЦОДа площадью 15 тыс кв. футов). А ежегодная плата за электроэнергию при использовании ЦОДа вышеуказанной площади, как говорится «на полную катушку», составляет 13 млн долл. (в Калифорнии), что почти в пять раз превышает стоимость строительства его здания.

Учитывая столь значительные расходы на реализацию инженерной инфраструктуры ЦОДа и затраты на оплату электроэнергии, имеет смысл критически оценить все детали конструктивного решения его помещения. Одним из спорных моментов при проектировании ЦОДов является наличие фальшпола, поскольку последний становится бесполезным при высокоплотном размещении оборудования в монтажных стойках. Всего шесть лет назад среднее энергопотребление стойки с оборудованием было около 3 кВт. Сегодня этот показатель составляет почти 7 кВт, а при заполнении стойки блейд-серверами ее энергопотребление может возрасти до 30 кВт и больше. Ни одна из существующих систем охлаждения через фальшпол не рассчитана на такую концентрацию тепловой нагрузки. Но не только проблемы с охлаждением заставляют усомниться в необходимости фальшпола.

С увеличением энергопотребления стоек с оборудованием растет и их масса. Полностью заполненная аппаратурой стойка может весить от четверти тонны до одной тонны и даже больше. Чтобы фальшпол выдерживал столь тяжелые стойки, его нужно укреплять дополнительными подпорками. Вместо того чтобы полагаться на систему охлаждения через фальшпол, стоит рассмотреть варианты использования средств охлаждения, работающих на уровне стойки или ряда стоек, в качестве дополнения к этой системе или ее полной замены. Данные средства хороши тем, что они модульные и подают хладагент именно туда, куда нужно, это и делает их более эффективными.

DC или AC?

Проанализировав лучшие подходы к построению ЦОДов, вы несомненно получите большую пользу. Но один подход мы не советовали бы вам брать на вооружение - это использование систем электропитания DC вместо систем электропитания переменного тока (AC), которые в настоящее время преобладают в ЦОДах.

Системы электропитания DC нужны организациям, сетевая инфраструктура которых должна соответствовать требованиям NEBS (Network-Equipment Building System). Как правило, это телекоммуникационные операторы, использующие такие системы уже много лет главным образом по причине их высокой надежности и простоты подключения альтернативных источников питания (батарей и генераторов).

Предприятия других отраслей тоже проявляют интерес к DC-электропитанию, поэтому любой крупный производитель серверов выпускает по меньшей мере несколько моделей, питаемых от DC-систем. Одним из производителей, специализирующихся на выпуске таких серверов, является компания Rackable Systems.

Существует ряд факторов, препятствующих использованию DC-электропитания в ЦОДах. Во-первых, выбор ИТ-продуктов с таким типом электропитания сравнительно невелик. Во-вторых, построение DC-системы электропитания в масштабе ЦОДа требует специальных знаний и навыков - достаточно не затянуть хотя бы один болт на шине DC и она может расплавиться. В-третьих, вам придется разместить инверторы вне помещения ЦОДа, чтобы выделяемое ими тепло не мешало охлаждать установленное там оборудование.

В-четвертых, DC-системы электропитания обычно стоят дороже AC-систем (впрочем, имея более высокий КПД, DC-системы потребляют меньше электроэнергии, и вы можете сэкономить на снижении совокупной стоимости владения ими).

И наконец, в-пятых, если серверы, коммутаторы, маршрутизаторы и системы хранения данных с DC-электропитанием на рынке имеются, то DC-кондиционеров для ЦОДов не существует. Это означает, что вам придется реализовывать в ЦОДе две системы электропитания - DC и AC, но очевидно, что гораздо лучше иметь дело с системой только одного типа. По указанным выше причинам DC-электропитание в ЦОДах, ориентированных на разнообразные ИТ-приложения, не стало популярным.

Компания «Строй-ТК» проведет проектирование и монтаж ЦОД для Вашего бизнеса.

Ознакомиться с нашими услугами по проектированию, строительству, эксплуатации ЦОД Вы можете .

Стремительное развитие современных технологий приводит к неизбежному росту автоматизации большинства процессов не только на предприятиях различного уровня, но и в быту. С повышением уровня технологий ускоряются процессы обмена данными между различными субъектами. Появляется необходимость в специальных автоматизированных центрах, где вся информация будет надежно и упорядоченно храниться и обрабатываться. Лучшим решением в этом вопросе являются ЦОДы (центры обработки данных), которые постепенно становятся неотъемлемой частью инфраструктуры любого предприятия.

Назначение и виды ЦОД

Центры обработки данных - это сложная система, которая включает в себя целый комплекс IT решений, высокотехнологичного оборудования и инженерных конструкций. Основная задача такого центра заключается в быстрой обработке любого объема данных, хранении информации и ее выдаче в стандартизированном виде пользователю. Фактически ядром центра являются мощные серверные станции, снабженные необходимым программным обеспечением, системами охлаждения и безопасности.

Существуют две основные разновидности таких центров:

коммерческого типа. Это целые комплексы, которые сооружают для последующей аренды вычислительных мощностей. Они отличаются высокой производительностью и максимальной скоростью обмена данными. Пользователь, воспользовавшись такой услугой, получает виртуальный ЦОД, который фактически может находиться в другом городе или даже стране. Преимущества такого варианта очевидны - пользователь может самостоятельно настроить конфигурацию системы по определенным параметрам, управление происходит дистанционно, не нужно затрачивать средства на строительство и обслуживание собственного ЦОДа;

внутренние (корпоративные). Центры, которые устанавливаются в рамках конкретного предприятия. Они предназначены только для внутреннего корпоративного пользования. Несмотря на затраты, связанные с созданием и вводом в эксплуатацию такого центра, главное его преимущество заключается в прямом управлении всей системой. Компания не зависит от стороннего владельца оборудования (поставщика услуг) и сможет более эффективно обеспечить безопасность данных и сохранность коммерческой тайны. В случае выхода из строя определенных систем процесс их восстановления пройдет гораздо быстрее. Не стоит забывать, что предприятие, которое владеет собственным ЦОД, может обеспечить автономную работу оборудования на случай с перебоями в сети электроснабжения и максимально быстро реагировать на различные внештатные ситуации.

Мобильный и модульные ЦОД

Отдельно стоит рассмотреть мобильный ЦОД, который представляет собой готовое решение для небольших компаний. Преимущества очевидны - не нужно проектировать специальное помещение для стационарного дата-центра, учитывать специфику оборудования, температурный режим и другие факторы. Некоторые производители мирового уровня занялись разработкой таких центров и достигли большого успеха.

Конструктивно система представляет собой определенное количество унифицированных модулей, которые легко объединяются в полноценный автономный комплекс и быстро настраиваются. Модульный ЦОД - это наиболее рациональный и простой способ для многих компаний среднего уровня. Еще одно преимущество такого центра - на его создание и ввод в эксплуатацию уходит существенно меньше времени, чем на стационарную конструкцию.

Такие комплексные решения получили широкое распространение на предприятиях различной сферы деятельности. В первую очередь речь идет об организациях и компаниях, для которых ключевым полем деятельности является быстрый обмен данными. Это различные банковские системы, государственные и коммерческие телекоммуникационные организации, IT компании, call-центры, аварийно-диспетчерские службы.

Правильно обработанная информация, которая оперативно подана, играет первостепенную роль в работе таких компаний. Важным критерием являются также возможные потери прибыли в случае неправильной или слишком медленной обработки данных. Поэтому для крупных организаций такие центры снабжаются новейшим технологическим оборудованием и программным обеспечением.

Что важно знать при выборе ЦОД?

От надежности и скорости обработки информации во многих компаниях зависит построение рабочего процесса и уровень оказания услуг клиентам.

Ключевые требования к ЦОД следующие:

автономная работа;
высокий уровень надежности;
защита данных;
безотказность;
высокая производительность, вне зависимости от того, будет это облачный ЦОД (виртуальный) или внутренний корпоративный вариант;
большой объем для хранения информации;
возможность расширения и модернизации (закладывается на ближайшие 5-7 лет с учетом прогнозируемого роста компании и развития технологий).

Центры обработки данных в России, который соответствует этим критериям, - лучшее решение для отечественных компаний профильной сферы деятельности. Для большинства заказчиков очень важно совокупное соотношение требований к стоимости. Сегодня Центры данных в РФ в связи с кризисом в экономике уже не настолько востребованы, как 10 лет назад, и такая тенденция прослеживается во всем мире. Крупные компании понимают важность таких центров, но при выборе оборудования ориентируются в первую очередь на стоимость, а не на новейшие технологии и расширенные возможности.

Ключевые элементы центров данных

Структура центров обработки данных включает в себя целый ряд компонентов и подсистем, без которых оперативная обработка информации и хранение данных невозможны.

Система включает в себя следующие блоки:

IT-инфраструктура ЦД;
инженерные системы различного уровня сложности;
комплексный подход к безопасности;
управление и мониторинг.

Чтобы более подробно разобраться в структуре, следует рассмотреть основные блоки более внимательно.

IT составляющая ЦОД;

Первый блок представляет собой комплекс высокотехнологичного оборудования, который объединен в общую систему.

Это своеобразное ядро любого современного ЦОДа, которое состоит из:

серверного оборудования;
системы передачи, обработки и хранения данных.

Чтобы повысить эффективность сервера, многие известные компании разрабатывают новые продукты: программное обеспечение, технологии виртуальной реальности и готовые комплексные решения на основе использования блэйд-серверов. Это одно из наиболее востребованных направлений в специализированной IT сфере. Новые разработки позволяют существенно увеличить производительность оборудования, улучшить энергоэффективность, уменьшить расходы на содержание и максимально оптимизировать рабочие процессы.

Инженерные решения в ЦОД

Чтобы обеспечить бесперебойную работу мощного высокотехнологичного оборудования, необходимо создать эффективную инженерную систему.

Основные инженерные системы ЦОД относятся к двум категориям:

электроснабжение. Специальное оборудование должно обеспечивать не только бесперебойную подачу электричества к оборудованию, но и в случае аварий на ЛЭП перейти на автономное питание. Для осуществления этого используют различные источники бесперебойного питания и дополнительные генераторы. Очень важно, чтобы напряжение и частота тока соответствовали необходимым параметрам и в сети не было перебоев и резких скачков. Такие перепады негативно воздействуют на серверное оборудование и могут привести к его выходу из строя;
охлаждение. Мощные серверы во время работы выделяют огромное количество тепла, которое отводится при помощи специальных встроенных радиаторов. Это не решает проблему целиком, так как серверные станции находятся в отдельных закрытых помещениях. Чтобы обеспечить надежное охлаждение, используют различные системы кондиционирования, которые работают в автоматическом режиме, обеспечивая оптимальную температуру в помещении и препятствуя перегреву оборудования. Используя новые технологии в области кондиционирования (инверторные компрессоры, высокоточные тепловые датчики), можно добиться уменьшения затрат потребляемой электроэнергии на 10-15%.

Безопасность центров обработки данных

Одна из важнейших составляющих работоспособности любого ЦОД - это правильно разработанная система безопасности. Для того чтобы обеспечить сохранность данных и предотвратить доступ к ним посторонних лиц через Интернет, компании используют новейшее антивирусное ПО и другие программы защиты данных. Чтобы предотвратить проникновение посторонних лиц, разрабатывается и внедряется система допуска определенной категории сотрудников, методы противодействия взлому и физическому проникновению к оборудованию, видеонаблюдение, противопожарная система. Комплексный подход к безопасности обеспечивает сохранность важной информации.

Мониторинг ЦОД

Комплексный подход к управлению и мониторингу является важной составляющей любого современного ЦОДа. Такие системы в автоматическом режиме контролируют работоспособность всего оборудования и параметры окружающей среды (температура, влажность, напряжение и частота тока). Неотъемлемой частью мониторинга являются системы прогнозирования вероятного отказа оборудования и раннего оповещения.

Отдельное место занимает диспетчеризация - это важная составляющая рабочего процесса, которая позволяет организовать информирование персонала о внештатной ситуации при помощи современных технологий связи (отправка данных на электронный адрес, возможность автоматического дозвона абонентам определенной группы или короткие СМС сообщения). Комплексный подход существенно снижает риск возникновения аварийных ситуаций, а в случае наступления форс-мажора обеспечивает максимально эффективную методику борьбы и восстановление поврежденных участков системы.

Центры обработки данных на выставке «Связь»

На территории ЦВК «Экспоцентр» пройдет важное мероприятие - выставка Связь. Большая экспозиция будет посвящена вопросам оперативной обработки данных и безопасному хранению информации. Это событие международного уровня, где ведущие мировые производители специализированного оборудования и программного обеспечения продемонстрируют свои последние разработки в этой сфере.

Все желающие могут узнать самые актуальные новости о ЦОД, ознакомиться с системами проектирования, новыми мобильными и стационарными комплексами. Отдельное внимание будет уделено безопасности и необходимому оборудованию для обеспечения охлаждения, вентиляции и бесперебойного электроснабжения центров обработки данных. Это важное событие для всех специалистов в данной отрасли и руководителей компаний, которые хотят модернизировать свое предприятие, используя современные технологии и новейшее оборудование для хранения, передачи и обработки данных.

Наиболее важные параметры в современном ЦОД

Тепло/ плотность рассеиваемой мощности (78%)
Коэффициент готовности, время безотказной работы (57%)
Ограниченное место/Развитие (39%)
Технологические изменения/Организационные изменения (23%)
Мониторинг (18%)
Дополнительно: безопасность, надежность оборудования, программное обеспечение

Источник: «Data Center Users Group» Emerson Network Power

Требования к ЦОД для минимизаци рисков

Существуют три группы рисков, которые потенциально могут служить источником несоответствия ЦОД бизнес- и ИТ-потребностям пользователей:

риски простоев:
- связанные с плановыми профилактическими мероприятиями
- связанные с незапланированными событиями (сбоями в работе сети и оборудования)
риски изменения бизнес- и ИТ-потребностей (рост бизнеса, изменение требований к ИТ-инфраструктуре)
риски простоев, связанные с человеческим фактором.

Рис. ЦОД: три типа рисков

Для того, чтобы минимизировать эти риски, решение ЦОД должно отвечать трем важнейшим требованиям:

работоспособность (availability)
гибкость
простота

Для снижения рисков простоев и обеспечения необходимого уровня работоспособности дата-центра следует предусмотреть:

избыточность систем
отказоустойчивость систем (возможность работы в автономном режиме).

Для снижения рисков изменения требований к инфраструктуре и обеспечения гибкости решения необходимо предусмотреть его масштабируемость (возможность добавления модулей к ИТ- и инженерной инфраструктуре).

Для снижения рисков, связанных с человеческим фактором, необходимо предусмотреть простоту систем мониторинга, управления, эксплуатации ЦОД.

Рис. Три отличительных особенности хорошего решения ЦОД

Нормы, стандарты и классификация ЦОД

Несмотря на то что заказчики ставят задачи, требования которых зачастую весьма различны (например в отношении отказоустойчивости и гибкости инфраструктуры ЦОД), накапливаемый опыт позволяет создавать тиражируемые решения и реализовывать проекты с меньшими затратами, уходя от дорогостоящей концепции построения уникальных решений. К сожалению, большинство существовавших с 1985 года наработок в области стандартизации таких решений не может удовлетворить современным требованиям, что привело к необходимости кардинального пересмотра стандартов и задач, решаемых при проектировании центров обработки данных.

Как уже неоднократно отмечалось в различных источниках, все большую важность приобретает выработка единого подхода к организации ЦОД. Стандартизация должна способствовать консолидации инфраструктуры, уменьшению ее сложности, повышению управляемости, соответствию требованиям бизнес-процессов и сокращению затрат. Стандарты обобщают опыт, накопленный в ходе построения и эксплуатации различных центров данных и серверных помещений, стимулируют системный подход к реализации инфраструктуры, приводя тем самым к предсказуемой тиражируемости и масштабируемости решений, помогают унифицировать реализацию взаимосвязанных инфраструктурных систем и упростить внесение изменений. Особенно актуальной тема стандартизации ЦОД стала в последние два года.

Четыре уровня отказоустойчивости ЦОД

Параметр / Класс ЦОД (уровень)	1 Низкая отказоустойчивость	2	3	4 Высокая отказоустойчивость
Тип здания	C соседями		Отдельно стоящее
Количество энерговводов	1		Один активный, второй резервный	Два активных
Первоначальная мощность из расчета Вт на фут 2 / Вт на м 2	20 30 / 215 323	40 50 / 430 537	40 60 / 430 645	50 80 / 537 860
Максимальная мощность Вт на фут 2 / Вт на м 2	20 30 / 215 323	40 50 / 430 537	100 150 / 1075 1615	150+ / 1615+
Бесперебойное кондиционирование	Нет		Возможно	Есть
Высота фальшпола в дюймах / метрах	12» / 0.3	18" / 0.45	30" 36" / 0.75 0.9	30" 36" / 0.75 0.9
Нормативная нагрузка на фальшпол, фунты на фут 2 / кг на м 2	85 / 415	100 / 488	100 150 / 732	150+ / 732+ (по страндарту 2005г 1000+)
Общая длительность отказов за год	28,8 ч	22 ч	1,6 ч	0,4 ч
Доступность ЦОД	99,671 %	99,749 %	99,982 %	99,995 %
Срок ввода в эксплуатацию (мес.)	3	3 6	15 20
Типовой проект впервые реализован в	1965 г.	1970 г.	1985 г.	1995 г.
Стоимость строительства (+ 30%) Площадь фальшпола* Мощность ИБП	$ 4844 / м 2 $ 10 000 / кВт	$ 6450 / м 2 $ 11 000 / кВт	$ 9700 / м 2 $ 20 000 / кВт	$ 11 800 / м 2 $ 22 000 / кВт

* Примечание: указанная стоимость за м2 характеризует инвестиции во все системы жизнеобечения ЦОД, гарантирующие требуемые значения доступности.

Источник: ABR Consulting Group

Стандарты

Как решить, какой именно ЦОД нужен Вашей компании

Чтобы решить, какой именно ЦОД нужен Вашей компании, необходимо оценить потребности Вашего бизнеса по каждому из следующих критериев:

работоспособность
масштабируемость
избыточность
отказоустойчивость
управляемость
ремонтопригодность.

Основные требования к ЦОД

При определении требований необходимо учитывать тенденции развития информационных систем и телекоммуникаций в удаленной - насколько это только возможно - перспективе и предусмотреть варианты расширения мощностей ЦОД в соответствии с планами развития предприятия. Таким образом, начинать следует с расчета максимальной мощности центра данных, поскольку в дальнейшем этот параметр будет своего рода ограничителем его роста.

Далее рассчитывается емкость размещаемого оборудования, измеряемая в стандартных единицах высоты или, в просторечии, юнитах (U). Зная стандартные размеры стоек, можно определить их необходимое количество, а затем и минимальную площадь помещения, которая зависит в том числе и от его планировки. Размещать придется не только стойки и/или шкафы для оборудования, но также организаторы кабелей и другие обеспечивающие системы - электропитания, вентиляции, кондиционирования и пожаротушения. Поэтому требования к пространству определяются также такими факторами, как расчетный отвод тепла и необходимый уровень резервирования для обеспечения отказоустойчивости.

Следующий важный параметр - энергопотребление основного оборудования. Надо помнить, что в паспортах устройств обычно указывают среднюю мощность потребления. При проектировании нового ЦОД не стоит ориентироваться на цифру 5−6 кВт на стойку, поскольку размещение современных систем потребует подведения 10−15 кВт. Мощность источников бесперебойного питания выбирается в зависимости от энергопотребления основного оборудования.

Зная полезную мощность, можно определить подводимую мощность к ЦОД. Исходя из практики этот показатель составляет 250 % от мощности, потребляемой информационными системами. Куда же она тратится? В первую очередь, на отвод выделяемого тепла от оборудования, т. е. кондиционирование. Другие инженерные системы являются менее ресурсоемкими - освещение, в том числе аварийное, вентиляция, газовое пожаротушение, контроль доступа, видеонаблюдение потребляют значительно меньше энергии.

Размеры и общий вес стоек определяют требования к минимальной нагрузочной способности перекрытий и фальшпола, а состав и производительность информационных систем - к кабельным системам и внешним кабельным вводам для каналов связи.

На основании емкости и типов размещаемого оборудования, а также необходимых уровней обслуживания составляются требования к вспомогательным помещениям - складу, комнатам для персонала и т. п. Упакованное оборудование, запасные воздушные фильтры, плиты пола, кабели, носители и бумага для принтеров должны храниться отдельно - в складском помещении. В идеале для хранения различных компонентов стоит предусмотреть отдельные вспомогательные помещения, особенно для документов и магнитных лент, в крайнем случае приобрести несколько шкафов.

Кроме того, надо позаботиться об участке подготовки - для распаковки, проверки и предварительной настройки нового оборудования.

После фиксации всех нюансов в техническом задании настает черед определения требований к размещению ЦОД.

На стадии планирования ЦОД необходимо тщательно оценить издержки на основе оценки потребностей в работоспособности ЦОД, о ценить критические нагрузки, положить в основу планирования существующие стандарты проектирования, и учесть при этом существующие практики, которые могут отличаться от стандартов.

Оценка издержек: соотношение цены и функциональности

Каждый хочет работать в ИТ-среде 7x24x365. Однако такое требование имеет серьезные последствия. Работоспособность ИТ-среды – это больше, чем надежность ее компонентов и избыточность ее конфигурации. Системы должны быть одновременно в рабочем состоянии. Это означает, что абсолютно необходимо обеспечить периодическую профилактику, то есть системы должны периодически полностью выводиться из рабочего состояния без ущерба для нагрузки ЦОД. Поэтому, чем выше ожидания по работоспособности ЦОД, тем больше его стоимость. Мы поможем Вам:

определить необходимую и достаточную степень работоспособности, оптимальную для Вашего ЦОД
провести оценку стоимости решения для этого уровня риска.

Рис. От чего зависит стоимость дата-центра

Оценка критических нагрузок

В большинстве случаев недостаточно подготовить спецификацию оборудования, необходимого для строительства ЦОД, эта информация должна сопровождаться информацией о требованиях к энергопотреблению, охлаждению, пространству помещения.

Мы разработали для этого соответствующие методики, и имеем большой проектный опыт, необходимый для тщательного профилирования продуктивности оборудования, а также последствий использования этого оборудования для инфраструктуры. Речь идет не только о таких последствиях, как степень нагрузок, но и о последствиях, связанных с типами используемых технологий, развертывание блейд-серверов, повышение компактности оборудования и т.д.

Надежность ЦОД

Термин «надежность ЦОД» (reliability) означает вероятность того, что некоторый объект (элемент оборудования, дата-центр в целом) будет удовлетворительно работать в течение определенного периода времени при соблюдении определенного набора условий.

Надежность ЦОД обычно включает в себя такие составляющие как правильно выбранное помещение, наличие отлаженной системы бесперебойного гарантированного энергоснабжения, грамотной системы вентиляции и кондиционирования, водоснабжения и водоотвода. Принципиальным нюансом является правильное построение телекоммуникационных систем. Критичным для пользователя остается обеспечение комплексной безопасности дата-центра – контроля доступа, охранной и пожарной сигнализации, пожаротушения. Все большее значение приобретают аспекты катастрофоустойчивости, а также дублирования ЦОД. В настоящее время иметь резервный ЦОД стало уже не просто желательной опцией, а чуть ли не обязательным условием для многих компаний.

Работоспособность ЦОД

Термин «работоспособность ЦОД» (availability) означает вероятность того, что некоторый объект (элемент оборудования, дата-центр в целом) будет в рабочем состоянии в случайным образом выбранный момент в будущем.

Отказоустойчивость ЦОД

Термин «отказоустойчивость ЦОД» (fault tolerance) относится к ИТ-системе или компоненту, спроектированным так, что на случай выхода из строя или необходимости ремонта предусмотрены запасной компонент или процедура, которые немедленно начинают действовать, обеспечивая непрерывность предоставления сервисов. Отказоустойчивость может быть обеспечена с помощью программных, или аппаратных средств, или с помощью их комбинации.

Время продуктивной работы и время простоев ЦОД

Доля (%) времени в течение года, когда система находится в рабочем состоянии и/или в состоянии простоя (% Uptime and Down time), напрямую связаны между собой. Период простоя (downtime) – это суммарный показатель простоев за год, и он не обязательно означает, что за это время произошел один сбой, их могло быть несколько. Тем не менее, будь то секундный, минутный или часовой сбой, в любом случае это авария.

Обратите внимание, что в таблице отсутствует показатель 2(N+1). Обычно символ «S» (systems) имеет минимальное значение (N+1).

Детали по вопросам степеней работоспособности (availability) для Вашего ЦОД следует тщательно обсудить со специалистом. Отметим только, что чем выше будет требуемый Вами показатель работоспособности (availability), тем дороже обойдется его инженерная реализация.

Дополнительная информация

Стандартные и не-стандартные практики строительства ЦОД

Мы разработали ряд стандартов проектирования, благодаря которым можно с большой точностью оценить работоспособность будущего ЦОД. Благодаря опыту мы знаем, какие причины могут помешать бесперебойной работе ЦОД. Мы имеем решения для нейтрализации этих причин благодаря тому, что постоянно отслеживаем новые тенденции в технологиях.

АНОНСЫ