دیتاسنتر – Data Center یا مرکز داده به محیطی گفته می‌شود که مجموعه ای عظیمی از سرورهای کامپیوتری و تجهیزات شبکه با استفاده از امکانات زیرساختی و ارتباطی برای تحلیل و میزبانی مجموعه بزرگی از داده‌ها، گرد هم آمده باشند. به بیان ساده تر، دیتاسنتر محل استقرار تعداد زیادی از سرورهای کامپیوتری است که در کنار یکدیگر و بدون وقفه، امور تحلیل، ذخیره‌سازی و انتقال داده‌ها را انجام می‌دهند.
ساختمان اغلب این مراکز، دارای سیستم‌های امنیتی پیشرفته، سیستم تهویه، اطفاء حریق و سیستم توزیع برق است که به سامانه برق اضطراری (UPS و دیزل ژنراتور) مجهز شده‌اند. پیاده‌سازی یک دیتاسنتر، عموما بر پایه شبکه عظیمی از منابع پردازشی و ذخیره‌سازی صورت می‌پذیرد که با کمک یک زیرساخت ارتباطی قدرتمند، امکان ارایه سرویس‌های اینترانتی (محلی و داخل سازمانی) یا اینترنتی انتقال داده را در مقیاس‌های کوچک و بزرگ فراهم می‌کند.
اهمیت دیتاسنترها برای سازمان‌ها و کسب و کارها
در دهه‌های اخیر با کاهش قیمت تجهیزات کامپیوتری در دنیا و امکان دسترسی آسان و فراگیر به اینترنت پرسرعت و همچنین وابستگی روز افزون کسب و کارها به فناوری اطلاعات، تقاضا برای خدمات دیتاسنتر بسیار افزایش یافته است. در حال حاضر، دیتاسنترها نقش کلیدی و بسیاری مهمی را در حوزه اقتصاد دیجیتال ایفا می‌کنند و پشتیبانی طیف عظیمی از فعالیت‌های مهم دولت‌ها، جامعه و کسب و کارها را بر عهده دارند.
حجم فعالیت بعضی از سرویس‌های اینترنتی تا حدی وسیع است که در برخی مواقع حتی تا ۱۰ سرور کامپیوتری نیز جوابگوی نیازهای آنها نیستند. در چنین شرایطی، تنها شبکه عظیمی از صدها و حتی هزاران سرور کامپیوتری قادر خواهند بود تا از عهده تامین نیازهای این سرویس‌ها برای ذخیره‌سازی، رایانش و انتقال داده‌ها بربیایند. از دیدگاه سازمانی در فناوری اطلاعات، دیتاسنترها بستر لازم را برای پیاده‌سازی و اجرای بدون وقفه برنامه‌های کاربردی سازمان‌ها و فعالیت آنها فراهم می‌کنند.
مدیریت ارتباط با مشتری CRM ، برنامه‌ریزی منابع سازمانی ERP ، پست الکترونیک، ذخیره‌سازی، تهیه نسخه پشتیبان و اشتراک فایل‌ها، کلان داده، هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی، خدمات ارتباطی درون سازمانی، انتقال، پردازش و رایانش بدون وقفه داده‌های عظیم، از جمله رایج‌ترین کاربردهای دیتاسنتر در سازمان‌ها، دانشگاه‌ها و شرکت‌های گوناگون می‌باشند. شرکت‌های بزرگی مانند گوگل، مایکروسافت و آمازون، با تاسیس مراکز داده در نقاط مختلف جهان همواره در تلاشند تا زیرساخت‌های لازم را برای پاسخگویی به نیازهای متفاوت جامعه بین‌المللی در مناطق مختلف دنیا فراهم کنند.
تفاوت دیتاسنتر اختصاصی و اشتراکی
بعضی از دیتاسنترها اشتراکی هستند، به این معنا که یک فضای فیزیکی می‌تواند ۱۰، ۱۰۰ و حتی ۱۰۰۰ یا تعداد بیشتری از سرورهای کامپیوتری را میزبانی کند و هر کدام از آنها متعلق به یک شرکت یا سازمان متفاوت باشند. در مقابل، برخی از دیتاسنترها اختصاصی هستند، به این معنا که تمام قدرت رایانشی و زیرساختی در محل ساختمان دیتاسنتر، به صورت کاملا اختصاصی در اختیار یک سازمان قرار دارد.
البته با وجود سرویس‌هایی مانند خدمات هم‌مکانی Colocation و فضای امن و محصور Cage، این امکان فراهم می‌شود تا ارایه خدمات دیتاسنتر اختصاصی در محل دیتاسنترهای اشتراکی نیز میسر شود. این خدمات، زمینه کاهش قابل توجه هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری را برای سازمان‌ها به ارمفان خواهند آورد، چرا که سازمان‌ها دیگر مجبور نیستند تا متحمل هزینه‌های سنگین و فرایند پیچیده ساخت و نگهداری دیتاسنترها شوند.
اصلی‌ترین اجزا تشکیل دهنده دیتاسنتر کدامند؟
دیتاسنترها از اجزا مختلفی مانند روترها (Routers)، سوییچ‌های شبکه (Network Switches)، دیوارهای آتش (Firewalls)، سیستم‌های امنیتی، سیستم‌های ذخیره‌سازی (Storage Systems)، سرورها (Servers)، رَک‌ها (Racks)، کابل‌ها و سیستم‌های کنترل و مدیریت ارائه سرویس تشکیل شده‌اند. معمولا نحوه طراحی محوطه اصلی (فضای سفید) دیتاسنترها به اینگونه است که سرورهای کامپیوتری به صورت طبقه به طبقه داخل کابینت و رک‌هایی (Rack) قرار گرفته‌اند و با کابل‌کشی اصولی و رعایت استانداردهای لازم، در ردیف‌هایی (Row) منظم کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
از آنجایی که ذخیره‌سازی و مدیریت نرم‌افزارها و داده‌های حیاطی بسیاری از سازمان‌ها بر عهده این سرورهای کامپیوتری است، امنیت، کارآمدی، پایداری و همگام‌سازی مداوم یک دیتاسنتر با پیشرفت‌های روز دنیا بسیار حائز اهمیت است. از این رو، بکارگیری جدیدترین سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای امنیتی و به‌روزرسانی مدام آنها از اهمیت ویژه‌ای در مراکز داده برخوردار است. در واقع، زیرساخت ارتباطی و شبکه قدرتمند، سیستم‌های ذخیره‌سازی، منابع پردازشی و رایانشی، مهمترین اجزاء هر دیتاسنتر را تشکیل می‌دهند.
دیتاسنترها چگونه کار می‌کنند؟
همانطور که گفته شد، دیتاسنتر از مجموعه سرورهای کامپیوتری تشکیل شده است که داده‌ها را از طریق ارتباطات شبکه داخلی یا اینترنتی ارسال، دریافت و پردازش می‌کنند. برای درک بهتر چگونگی کارکرد این مراکز، سرورها را در پشت مجموعه‌ای از لایه‌ها تصور کنید که در پایین‌ترین این لایه‌ها، داده‌ها قرار گرفته باشند. در اینجا سعی می‌کنیم تا با ارایه مثالی ساده، نحوه کار یک دیتاسنتر اینترنتی را توضیح دهیم.
هنگامی که شما یک آدرس اینترنتی را در مرورگر خود تایپ می‌کنید، درخواستی برای سرور یا سرورهایی در دیتاسنتر اینترنتی (IDC — Internet Data Center) ارسال می‌شود. این درخواست ابتدا توسط لایه‌های امنیتی دیتاسنتر برای بدافزارها یا هر نوع آلودگی دیگر مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس درخواست به سوییچی در لایه دسترسی (Access Layer) ارسال می‌شود. سوییچ درخواست را به سمت وب سرور فیزیکی یا مجازی در لایه داخلی شبکه هدایت می‌کند، که ممکن است برای حفظ پایداری و توانایی مدیریت ترافیک بالا، از طریق تقسیم بار میان خوشه‌ای از سرورها (Server Cluster)، پشت یک Load Balancer قرار داشته باشد. سرور، درخواست را دریافت، پردازش و به سمت سرور بانک اطلاعاتی هدایت می‌کند و برای پاسخ، داده‌های مربوط را از بانک اطلاعاتی در مرکز شبکه مرکز داده فراخوانی می‌کند.
درخواست پردازش شده با گذر از لایه ذخیره‌سازی شبکه، اطلاعات مورد نیاز را از دیسک‌ها استخراج می‌کند. سپس با تقسیم پاسخ دریافت شده در قالب بسته‌هایی packages برای انتقال آماده می‌شوند. در پایان با انتخاب بهترین و سریعترین مسیر توسط روترها از طریق بسترهای ارتباطی/شبکه‌ای بی‌سیم یا با سیم در قالب یک صفحه وب یا انواع دیگر داده‌ها به مبدا درخواست کننده ارسال می‌شوند.
ویژگی‌های یک دیتاسنتر مدرن چیست؟
مدرن‌ترین و بهترین دیتاسنترها با مدیریت بهینه فضا و ظرفیت‌ها، حداکثر استفاده را از فضای فیزیکی خود می‌برند و در عین حال قدرتمندترین توان پردازشی، ذخیره‌سازی و پیاده‌سازی شبکه را با استفاده از تکنولوژی مجازی‌سازی ممکن می سازند. دیتاسنترهای مدرن دارای زیرساخت منعطفی بوده و همواره سعی می‌کنند تا خود را با رشد سریع تکنولوژی‌ها همگام نمایند تا امکان ارتقاء ساده و بدون دردسر سرویس‌ها در سریعترین زمان ممکن فراهم شود. در واقع این مراکز باید آمادگی داشته باشند تا جوابگوی ظرفیت‌ها و کارکردهای مورد نیاز در آینده نیز باشند.
یک دیتاسنتر مدرن با پیاده‌سازی صحیح سیستم سرمایشی و سیستم توزیع برق، به میزان قابل ملاحظه‌ای، زمینه کاهش هزینه‌ها و مصرف انرژی را فراهم می‌نمایند. به عنوان نمونه، بکارگیری استانداردها و راهکارهایی مانند راهکار راهروی سرد (Cold Aisle) و راهروی گرم (Hot Aisle)، میزان مصرف انرژی را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد و کارآمدی سیستم سرمایشی را دوچندان می‌کند.
مدرن‌ترین دیتاسنترها از دستورالعمل‌ها و فرایندهایی پیروی می‌کنند که با دقت و به بهترین شکل ممکن در قالب مستندات تهیه، تدوین و تنظیم شده‌اند. این مراکز با ایجاد سالن ناک (NOC) یا مرکز عملیات شبکه، به صورت بدون وقفه بر فعالیت‌ها، لایه‌های امنیتی و سطوح دسترسی نظارت نموده، و کیفیت و امنیت حداکثری سرویس را تضمین و بر پایداری آن نظارت می‌کنند.
ساختمان دیتاسنترهای مدرن بسیار مقاوم و پیشرفته احداث شده‌اند و محدوده فیزیکی آنها توسط به‌روزترین سیستم‌های امنیتی محافظت می‌شود. سیستم‌های احراز هویت بیومتریک مانند تشخیص اثر انگشت و اسکن عنبیه چشم، نظارت شبانه‌روزی با استفاده از دوربین‌های مدار بسته CCTV و همچنین کنترل دقیق دسترسی‌ها، ورود و خروج‌ها با کمک کارت‌های هوشمند، از جمله مهمترین این موارد هستند.
استاندارادهای زیرساختی برای دیتاسنترها کدامند؟
هر چند این امکان وجود دارد تا تقریبا هر نوع فضایی را با تغییر کاربری به دیتاسنتر تبدیل نمود، اما معماری ساختارمند و اصولی ساختمان دیتاسنتر، از همان ابتدا نیازمند مطالعات و بررسی‌های پیچیده فنی و کارشناسی می‌باشد.
صرف نظر از مباحث مربوط به هزینه‌های اولیه، لازم است تا نقاطی که برای استقرار و احداث ساختمان دیتاسنترها انتخاب می‌شوند، از لحاظ جغرافیایی، پایداری لرزه‌ای و شرایط جوی هوا، مسافت تا نقاط پرخطر مثل جاده‌ها، فرودگاه‌ها و دسترسی نزدیک به منابع پرقدرت انرژی و امکانات ارتباطی پر سرعت (مانند فیبر) مورد بررسی قرار گیرند. بعد از انتخاب نقطه جغرافیایی مورد نظر، معماران ساختمان می‌توانند با در نظر گرفتن جنبه‌های فنی و استانداردهای زیرساختی، طراحی نقشه ساختمان دیتاسنتر را انجام دهند.
اما معتبرترین و محبوب‌ترین استانداردی که برای پیاده‌سازی و طراحی زیرساخت دیتاسنترها مورد قبول جامعه جهانی قرار گرفته است، استاندارد TIA-942نام دارد. در این استاندارد، که توسط انجمن بین‌المللی صنعت ارتباطات TIA و برای اولین بار در سال ۲۰۰۵ میلادی به تصویب رسید، به صورتی جامع و تخصصی، به مباحث فنی و زیرساختی مراکز پرداخته شده است و براساس همین استانداردها، دیتاسنترها به چهار سطح TIER تقسیم شده‌اند. قابلیت افزونگی، میزان پهنای باند، نگهداری و نظارت، امنیت دیتاسنترها و داده‌های میزبانی شده در آنها، از جمله مباحث بسیار مهمی هستند که به صورت دقیق در این استاندارد به آنها پرداخته شده است.
انواع دیتاسنترها
دیتاسنترها بر حسب تکنولوژی‌های مورد استفاده، هویت صاحبان، کاربرد و هزینه‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در این قسمت سعی می‌کنیم تا به ترتیبی کوتاه و در قالب راهنمایی ساده، به معرفی انواع متفاوت دیتاسنترها بپردازیم، از مدل‌های سنتی و گران‌قیمت گرفته تا انواع جدیدتر و ارزان‌تر، هر چند که ممکن است در برخی موارد میان این دسته‌بندی‌ها و ارایه‌کنندگان سرویس، همپوشانی وجود داشته باشد.
دیتاسنترهای سازمانی (Enterprise Data Centers)
اکثر ما با دیتاسنترهای سازمانی آشنایی داریم. این نوع دیتاسنترها که توسط خود سازمان‌ها پیاده‌سازی و مدیریت می‌شوند، معمولا در محوطه فیزیکی و ساختمان اصلی سازمان ایجاد و میزبایی می‌شوند. هنوز هم برخی از سازمان‌ها و شرکت‌ها برای میزبانی داده‌های خود، این نوع دیتاسنترهای سنتی و پر هزینه را مورد استفاده قرار می‌دهند.
دیتاسنترهای مدیریت شده (Managed Services Providers Data Centers)
دیتاسنترهای مدیریت شده را می‌توان به عنوان اولین مدل برون‌سپاری (Outsource) دیتاسنترها معرفی نمود که توسط سازمان‌ها و شرکت‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. همانطور که از اسم آنها برمیاید، معمولا توسط یک کمپانی ثالث (سرویس دهنده) مدیریت می‌شوند، هر چند برخی از سرویس‌دهندگان، امکان مدیریت جزیی، یا تمام کارکردهای دیتاسنتر را برای مشتریان فراهم می‌کنند. شرکت‌ها و سازمان به جای صرف هزینه‌های سنگین برای تهیه تجهیزات و منابع زیرساختی، دیتاسنترهای مدیریت شده را از سرویس‌دهندگان اجاره می‌کنند.
دیتاسنترهای هم‌مکانی (Colocation Data Centers)
در ابتدا بسیاری از سازمان‌ها به برون‌سپاری دیتاسنتر خود ابراز تمایل می‌کردند، اما خواسته اصلی آنها این بود که کارکنان خود آن سازمان‌ها به جای کارکنان شرکت‌های سرویس دهنده، وظیفه نگهداری، مدیریت و کنترل کامل دیتاسنتر برون‌سپاری شده را برعهده بگیرند.
همین مسئله، زمینه پیدایش خدمات هم‌مکانی Colocation توسط شرکت‌های ارایه کننده خدمات دیتاسنتر را ایجاد نمود. با استفاده از این خدمات، سازمان‌ها و موسساتی که برای استقرار سرورهای پرقدرت خود به فضایی امن با پشتوانه پهنای باند پرظرفیت نیاز دارند، می‌توانند از خدمات هم مکانی یا خدمات اشتراک فضا در دیتاسنترها استفاده کنند. در این نوع خدمات، امکان اجاره یک تا چند کابینت Rack یا حتی قفسه Cage در فضای یک دیتاسنتر برای سازمان‌ها میسر می‌شود، و مسئولیت انجام بیشتر وظایف در این فضا بر عهده کارمندان خود سازمان خواهد بود.
دیتاسنترهای یکجا یا عمده (Wholesale Data Centers)
دیتاسنتر یکجا به دیتاسنترهای بسیار بزرگی اشاره دارد که معمولا سرویس‌دهنده فقط محوطه بسیار وسیعی از فضا، انرژی برق و سایر امکانات تاسیساتی را به مشتریان خود اجاره می‌دهد. اکثر شرکت‌های بزرگ مانند Facebook و Yahoo ترجیح می‌دهند تا به جای ساخت دیتاسنتر خود در نقاط مختلف جغرافیایی، از خدمات این نوع دیتاسنترها استفاده و آنها به صورت یکجا اجاره کنند. دیتاسنترهای یکجا معمولا با عنوان سوییت‌های اختصاصی یا قفسه‌های بزرگ نیز تعریف می‌شوند. ممکن است ارایه‌کننده این نوع دیتاسنترها، مسئولیت نگهداری و مدیریت سیستم‌های تاسیساتی، مکانیکی و یا خود دیتاسنتر را به نمایندگی از مشتری برعهده بگیرد.
دیتاسنترهای ابری (Cloud Data Centers)
اما شاید ارزان‌ترین نوع دیتاسنترها، دیتاسنترهای ابری باشند که در سال‌های اخیر با محبوبیت بسیار گسترده‌ای مواجه شده‌اند. در گذشته‌ای نه چندان دور، سازمان و کسب و کارها باید مابین ساخت یک دیتاسنتر اختصاصی در محل ساختمان خود یا دریافت دیتاسنتر مدیریت شده از شرکای تجاری خود، یک گزینه را انتخاب می‌کردند.
با ظهور فناوری رایانش ابری و ارایه خدمات زیرساختی به عنوان سرویس (IaaS – Infrastructure as a Service)، این امکان برای سازمان‌ها و کسب و کارها فراهم شد تا به صورت کاملا Self-Service و تنها با چند کلیک ساده موس، دیتاسنتر اختصاصی مجازی خود را بر بستر ابری طراحی و در کوتاهترین زمان ممکن راه‌اندازی کنند.
دیتاسنتر ابری، امکان بهره‌برداری از قدرت گروه عظیمی از سرورهای کامپیوتری، منابع پردازشی و ذخیره‌سازی را در شبکه‌ای خصوصی Private Cloud، شبکه‌ای عمومی Public Cloud و یا ترکیبی از این دو برای شرکت‌ها و سازمان‌ها فراهم می‌کند. تحقیقات بین‌المللی نشان می‌دهد که آمار مهاجرت سازمان‌ها به زیرساخت ابری و استفاده ترکیبی Hybrid از فناوری رایانش ابری (استفاده همزمان از ابر اختصاصی و ابر عمومی) در چند سال اخیر به شدت افزایش یافته است.
