Центр обработки данных¶

Центр обработки данных (ЦОД) — специализированный объект, предназначенный для размещения серверного и телекоммуникационного оборудования, обеспечивающий его электропитание, охлаждение, физическую защиту и подключение к каналам связи. ЦОД служит инфраструктурной основой для работы информационных систем, облачных сервисов, баз данных и вычислительных платформ. Ключевыми характеристиками объекта являются надёжность, отказоустойчивость и бесперебойность функционирования.

¶Назначение и функции

Основная задача ЦОД — создание контролируемой среды, в которой вычислительное оборудование работает круглосуточно без сбоев. К типовым функциям относятся:

• обеспечение бесперебойного электропитания (основные вводы, дизель-генераторы, ИБП);
• отвод тепла, выделяемого серверами, с помощью систем охлаждения;
• поддержание заданных температуры и влажности воздуха;
• физическая охрана и контроль доступа;
• подключение к внешним сетям через нескольких операторов связи;
• мониторинг и управление инженерными системами.

¶История развития

Вычислительные центры как отдельные объекты начали формироваться в 1950–1960-е годы, когда появились первые электронно-вычислительные машины, требовавшие особых условий эксплуатации и обслуживания. В СССР такими объектами становились вычислительные центры предприятий, научных институтов и отраслевых министерств.

Массовое строительство коммерческих ЦОД началось в 1990-е годы с распространением интернета и корпоративных сетей. В России активный рост числа дата-центров пришёлся на 2000–2010-е годы, что было связано с развитием телекоммуникационного рынка, банковского сектора и государственных информационных систем.

¶Классификация

ЦОД различают по ряду признаков.

¶По назначению

• Корпоративные — обслуживают нужды одной организации.
• Коммерческие (колокация) — предоставляют площади и мощности в аренду.
• Государственные — обеспечивают работу ведомственных систем.

¶По уровню надёжности

Международный стандарт ANSI/TIA-942 выделяет четыре уровня (Tier I–IV). Чем выше уровень, тем меньше допустимое время простоя:

¶По размеру

Малые (до нескольких стоек), средние и крупные (гипермасштабные) дата-центры, занимающие тысячи квадратных метров.

¶Устройство и инфраструктура

Современный ЦОД включает несколько взаимосвязанных подсистем.

Электропитание. Оборудование получает энергию от двух и более независимых вводов. На случай аварий применяются источники бесперебойного питания и дизельные генераторы.

Охлаждение. Применяются прецизионные кондиционеры, системы с фрикулингом (использование наружного воздуха), а также «горячие» и «холодные» коридоры для разделения воздушных потоков.

Серверные помещения. Оборудование размещается в стандартизированных стойках шириной 19 дюймов. Машинные залы проектируются с учётом нагрузок на пол и пожарной безопасности.

Системы безопасности. Контроль доступа, видеонаблюдение, газовое пожаротушение, датчики протечек и дыма.

Связь. Несколько независимых операторов связи обеспечивают резервирование каналов.

¶Значение и применение

ЦОД обеспечивают работу облачных вычислений, хостинга, систем электронного документооборота, банковских транзакций, государственных порталов и сервисов. От их стабильности напрямую зависит доступность цифровых услуг. В России крупные дата-центры сосредоточены преимущественно в Москве и Московской области, а также развиваются в других регионах.

¶Тенденции

Среди актуальных направлений — повышение энергоэффективности (снижение показателя PUE), переход на возобновляемые источники энергии, применение жидкостного охлаждения для высокоплотных вычислений и автоматизация управления инфраструктурой. Растёт спрос на «периферийные» (edge) вычислительные площадки, приближенные к потребителю.

¶Критика и ограничения

Строительство и эксплуатация ЦОД сопряжены с высоким энергопотреблением и значительными капитальными затратами. Объекты предъявляют повышенные требования к надёжности электроснабжения, а их размещение зависит от доступности каналов связи и энергетической инфраструктуры. Отдельно обсуждается воздействие на окружающую среду, связанное с потреблением энергии и охлаждением.

Источники: стандарт ANSI/TIA-942, отраслевые обзоры рынка дата-центров, техническая документация операторов ЦОД, материалы по инженерным системам вычислительных центров.