طراحی، پیاده‌سازی و نگهداری مراکز داده : مراکز داده چیست و چگونه طراحی و نگهداری می‌شود؟

به مجموعه‌ای از تجهیزات ذخیره‌سازی، امنیتی و الکترونیکی، سرورها و زیرساخت‌های ارتباطی، دیتاسنتر یا مرکز داده گفته می‌شود. از این مراکز داده برای ارائه، پشتیبانی و نگهداری از سرویس‌های تحت شبکه مانند سرویس‌های اینترنتی و اکسترانتی استفاده می‌شود. مرکز داده با توجه به نوع کاربردی و هدف کاربر ممکن است به یک مرکز پردازش، ذخیره‌سازی، پشتیبانی و یا جمع‌آوری داده تبدیل شود. این مراکز داده معمولا به شکل درون‌سازمانی و یا برون‌سازمانی و با کاربری عمومی یا کاربری خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین می‌توانیم دیتاسنتر را بر اساس کارکرد و ظرفیت آن، به دسته‌های زیر تقسیم کنیم:

• شبکه‌های سازمانی، تجاری و یا دانشگاهی (Campus)
• شبکه‌های خصوصی (LAN-WAN)
• مراکز داده اینترنتی (IDC)
• مراکز داده فراسازمانی (Extranet)
• مراکز داده محلی (Intranet)
• مراکز داده فراهم‌کننده سرویس (Service Provider)

مراکز داده، به طور کلی با توجه به دسته و طبقه‌ای که در آن قرار می‌گیرند؛ می‌توانند شامل بخش‌های زیر باشند:

نحوه طراحی مراکز داده

یکی از مهم‌ترین نیازهای سازمان‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات به نحوی است که در سریع‌ترین و ساده‌ترین شکل، دسترسی به آن‌ها امکان‌پذیر باشد. با افزایش حجم اطلاعات،‌ این موضوع اهمیت‌ بیشتری پیدا می‌کند و می‌تواند روی تسریع عملکرد سازمان تاثیرگذار باشد. بنابراین امروزه ساخت مراکز داده و نگهداری آن به یک امر حیاتی در سازمان‌های کوچک و بزرگ تبدیل شده است. طراحی مراکز داده معمولا کار سخت و پیچیده‌ای است و متخصصین شبکه باید همه تجهیزات را به درستی متصل کنند. برای مثال سامانه‌ها باید به طور اصولی در محل مناسب قرار بگیرد. تجهیزات الکترونیکی، ارتباطی، شبکه و کابل‌ها باید به شکل اصولی و مهندسی‌شده طراحی شود.

مراکز داده با توجه به کاربری آن‌ها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود:

مرکز داده Enterprise DataCenter

این مراکز داده توسط یک سازمان طراحی و پیاده‌سازی شده است و دارای تکنیسین‌های حرفه‌ای، تجهیزات کافی و زیرساخت مناسب است.

مرکز داده Managed Service DataCenter یا Hosting DataCenter

این مراکز معمولا توسط شخص ثالث ایجاد شده است و توسط سازمان‌ها خریداری و اجاره می‌شود. مراکز داده مدل Managed Hosting برای نگهداری و مدیریت اطلاعات با امنیت بالا مناسب است و وسعت کمتری دارد. در هاست مدیریت‌شده، تجهیزاتی مانند سرور اختصاصی، سیستم عامل، ذخیره‌ساز و سخت‌افزار شبکه و نرم‌افزارها به یک کاربر اجاره داده می‌شود.

مرکز داده Cloud DataCenter

مراکز داده در این مدل به شکل رایانش‌های ابری به کاربران ارائه می‌شود. شرکت‌های ارائه‌دهنده این مدل عبارتند از :

• Amazon Web Service
• Microsoft Azure
• IBM Cloud
• Arvan Cloud

مرکز داده Co-Location

در اکثر موارد، شرکت‌ها و سازمان‌ها برای میزبانی سرورها و تجهیزات، فضای کافی ندارند؛ در این حالت از اشتراک فضا استفاده می‌کنند و پهنای باند اینترنت را اجاره می‌کنند. در این حالت همه نرم‌افزارها، سرورها، و سایر تجهیزات در یک مرکز داده مجزا قرار می‌گیرد. این مدل از مراکز داده در ایران با نام میزبانی سرور شناخته می‌شود. معمولا یک مرکز داده اشتراکی خدمات زیر را به کاربران ارائه می‌کند:

• اختصاص فضای کافی مخصوص مشتریان
•  سامانه هوشمند پیشگیری و هشدار آتش‌سوزی
• ارائه بالاترین پهنای باند ممکن برای برقراری ارتباط
•  حفظ پایداری مستمر در تمام سال
•  نظارت مستمر بر تامین امنیت فیزیکی سرورها
•  تضمین ایمن بودن اطلاعات با استفاده از نرم‌افزارهای امنیتی
•  ارائه خدمات پشتیبانی تمام وقت

استاندارد TIA 942 در طراحی و پیاده‌سازی مرکز داده به چه معناست؟

این استاندارد که با کابل‌های مسی و فیبری نوری سازگار است، توسط گروه TIA که در حوزه ارتباطات فعال است ارائه شده است و نحوه طراحی یک مرکز داده را بیان می‌کند. استفاده از این استاندارد مزایای متعددی دارد؛ برای مثال به رخدادهای طبیعی و فیزیکی توجه می‌شود و مرکز داده در بلند مدت، قابل اطمینان، قابل توسعه و مقیاس‌پذیر خواهد بود. بر اساس این استاندارد، برای پیاده‌سازی یک مرکز داده به موارد زیر به‌عنوان پیش‌نیاز احتیاج است:

• داشتن معمار و تکنسین شبکه های کامپیوتری
• طراحی الکتریکی
• کنترل سطح دسترسی و امنیت شبکه
• سیستم های ذخیره‌سازی و گرفتن نسخه های پشتیبان و بایگانی آن‌ها
• کنترل محیطی
• توزیع محتوا
• میزبان وب
• میزبانی نرم‌افزار
• محافظت دربرابر خطرات فیزیکی و طبیعی همچون سیل،آتش‌سوزی و زلزله
• مدیریت قدرت مرکز داده

مفاهیم کلیدی در طراحی صحیح مراکز داده

در اینجا با مهم‌ترین اصطلاحات مورد نیاز برای طراحی مراکز داده آشنا می‌شویم:

• Down time/Up time

به مدت زمانی سامانه در وضعیت فعال است Up time و به زمانی که خدمات در دسترس نیست Down time گفته می‌شود.

• MTTR

میانگین زمان مورد نیاز برای رفع یک خطا

• MTBF

میانگین زمان میان دو خطا

• MTTDL

زمان باقی‌مانده تا از دست رفتن داده‌ها

• MTTDI

میانگین زمان در دسترس نبودن داده‌ها

مراکز داده به چه ملزوماتی نیاز دارد؟

برای طراحی مراکز داده به تجهیزات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مختلفی نیاز است. برای مثال باید در مورد ظرفیت فیزیکی، منبع تغذیه، محل استقرار تجهیزات، پهنای باند خدمت‌رسانی، امکانات نرم‌افزاری مانند سیستم عامل سرور و برنامه‌هایی که روی آن نصب می‌شود، تعداد سرورها، تجهیزات برق اضطراری و … تصمیم‌گیری شود.

لایه‌بندی مراکز داده به چه معناست؟

برای بهبود منابع تامین برق، زیرساخت‌های پشتیبانی و ضریب اطمینان مراکز داده باید آستانه مقاومت مراکز داده در مقابل خطاها ارتقا یابد و تقویت شود. این امر نگهداری مرکز داده را تسهیل می‌کند. بر همین اساس افزونگی مرکز داده باید در سطوح مختلف اعمال شود.

نحوه نگهداری مراکز داده

مساله نگهداری مراکز داده به شکل سالم و درست، بسیار مهم است. به همین دلیل باید از زیرساخت ماژولار و از قبل برنامه‌ریزی‌شده، سیستم‌های خنک‌کننده، استانداردهای بهره‌وری و استراتژی درست استفاده شود. هدف از طراحی و پیاده‌سازی مراکز داده، بهبود عملکرد سازمان است و برای رسیدن به این هدف باید از روش‌های زیر استفاده شود:

• روش Performance

مراکز داده باید به سراغ تکنولوژی‌های جدید مانند مجازی‌سازی تجهیزات بروند.

• روش  Modularity and Time

مراکز داده باید با تجهیزات جدید سازگار باشند.

• روش Space

زیرساخت مراکز داده باید توان مقیاس‌پذیری و توسعه‌پذیری‌ در بلندمدت را داشته باشد.

• روش Experience

برای طراحی مراکز داده باید از شرکا و همکارانی استفاده کرد که متبحر و مناسب باشند و بهره‌وری را افزایش دهند.

• روش Sustainability

همه عوامل پایداری مراکز داده از نظر مسائل مختلف باید در نظر گرفته شود.

کلام آخر

در این مطلب با طراحی، پیاده‌سازی و نگهداری مراکز داده آشنا شدیم. اگر به حوزه IT علاقه‌ دارید و یا قصد دارید در مسیر شغلی و حرفه‌ای خود پیشرفت کنید، می‌توانید در دوره‌های تخصصی دوران آکادمی شرکت کنید.