دنیای دیتاسنتر سرشار از اصطلاحات و فناوری‌های مختلفی است که آشنایی با آن‌ها به سال‌ها زمان نیاز دارد. در این مقاله قصد داریم به طور اجمالی با برخی از مهم‌ترین اصطلاحات مرکز داده و شبکه‌های کامپیوتری آشنا شویم.

دیتاسنتر (Data center)

مرکز داده یا دیتا سنتر، یک ساختمان یا فضای فیزیکی است که برای نگهداری و مدیریت تجهیزات مرتبط با داده‌ها، شبکه‌ها و سرورها ساخته شده است. در این فضا، تجهیزات شبکه، سرورها، تجهیزات ذخیره‌سازی داده‌ها، دستگاه‌های ارتباطی و دیگر تجهیزات مرتبط با داده‌ها نگهداری می‌شوند.دیتاسنتر ها اغلب برای پردازش، ذخیره‌سازی، پشتیبانی و ارائه خدمات به کاربران استفاده می‌شوند.

مرکز داده باید از نظر کیفیت، امنیت و پایداری در بالاترین سطح و پایداری قرار داشته باشند، زیرا هر قطعی در ارائه خدمات منجر به از دست رفتن داده‌های مهم شده و خسارت بزرگی به سازمان‌ها وارد می‌کند. برای این منظور، از تجهیزات و فناوری‌های پیشرفته سخت‌افزاری و نرم‌افزاری استفاده می‌کنند و برای حفظ امنیت و پایداری، از روش‌هایی مثل پشتیبان‌گیری، ارزیابی مستمر عملکرد تجهیزات سخت‌افزاری و بهترین مکانیزم‌های امنیتی استفاده می‌کنند.

Server

سرور به دستگاهی گفته می‌شود که برای ارائه خدمات به دیگر دستگاه‌ها یا کاربران استفاده می‌شود. سرور معمولا دارای سخت‌افزارهای قدرتمندی است که برای پردازش و ذخیره‌سازی داده‌ها و ارائه خدمات به‌صورت پایدار به کاربران مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سرورها می‌توانند برای انواع مختلفی از خدمات استفاده شوند که از آن جمله باید به میل سرور، وب‌سرور میزبانی بانک‌های اطلاعاتی، میزبانی برنامه‌های کاربردی، میزبانی بازی‌های آنلاین، پرداخت آنلاین و غیره اشاره کرد. به‌عنوان مثال، یک وب سرور می‌تواند صفحات وب را به کاربران ارائه دهد، یک سرور پست الکترونیکی می‌تواند پیام‌های ایمیل را ارسال و دریافت کند و یک سرور دیتابیس می‌تواند اطلاعات را در یک بانک اطلاعاتی ذخیره کند و به کاربران اجازه دسترسی به آن را بدهد.

سرورها می‌توانند به صورت فیزیکی یا مجازی و داخل یک مرکز داده یا در محیط‌های ابری باشند. همچنین، سرورها معمولا با تجهیزات پشتیبانی مانند UPS و PDU که برای تامین پایدار برق و توزیع برق مورد استفاده قرار می‌گیرند، همراه هستند.

Rack

رک به چارچوبی مستطیلی شکلی اشاره دارد که برای استقرار تجهیزات شبکه مثل سرورها، سوییچ‌ها، روترها، فایروال‌ها، پچ‌پنل‌ها و غیره استفاده می‌شود. رک‌ها دارای تجهیزات مختلفی هستند که از مهم‌ترین آن‌ها باید به پیچ و مهره رک، نگه‌دارنده‌ و مدیریت کابل، لایت پنل رک، فن رک، سیستم‌های کنترل و سلامت انواع متعلقات و تجهیزات رک، بلانک پنل رک، درب رک، قفل رک، ریل‌ها و غیره اشاره کرد. رک‌ها در سازمان‌های بزرگ بر مبنای معماری‌های مشخصی نصب می‌شوند تا امکان استفاده از مکانیزم‌های مختلف سرمایشی را در اختیار کارشناسان شبکه قرار دهند. همچنین، رک‌ها دارای ارتفاع مختلفی هستند که با واحد یونیت تعریف می‌شوند. هر رک دارای چند شیار یا قاب است که در آن تجهیزات مورد نظر قرار می‌گیرند تا روند مرتب‌سازی و دسترسی به تجهیزات به ساده‌ترین شکل انجام شود. استفاده از رک‌ها در مراکزداده و شبکه‌های بزرگ بسیار معمول است و کمک می‌کند تا تجهیزات به صورت مرتب و مدیریت‌پذیر در دسترس باشند.

UPS

UPS سرنام Uninterruptible Power Supply به دستگاهی گفته می‌شود که برای تامین برق و پایداری عملکرد مراکزداده مورد استفاده قرار می‌گیرد. UPS یک دستگاه الکترونیکی است که در صورتی که برق از دستگاه اصلی قطع شود، با استفاده از باتری‌های داخلی خود، برق پایدار را به تجهیزات متصل ارائه می‌دهد. UPS برای حفظ پایداری و عملکرد تجهیزات الکترونیکی که حساسیت زیادی دارند مثل سرورها، روترها، سوییچ‌ها، دستگاه‌های ذخیره‌سازی و دیگر تجهیزات شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از UPS، برق به شکل پایدار و به دور از نوسان در اختیار تجهیزات قرار می‌گیرد.

PDU

واحد توزیع برق (Power Distribution Unit) به دستگاهی گفته می‌شود که برای توزیع برق به تجهیزات مختلف در رک‌ها از طریق یک منبع برق اصلی استفاده می‌شود. PDU معمولا در رک‌های سرور و شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد و باعث می‌شود توزیع برق به تجهیزات مختلف در رک به صورت بهینه و مدیریت‌پذیر صورت پذیرد.

PDU به‌عنوان یک دستگاه توزیع برق، از یک منبع برق اصلی تغذیه می‌شود و این برق را به چند خروجی توزیع می‌کند. PDU معمولا دارای چند پورت برق هستند که به تجهیزات مختلف در رک متصل می‌شوند. امروزه واحدهای توزیع برق هوشمند هستند و به کارشناسان شبکه اجازه می‌دهند اطلاع دقیقی در ارتباط با میزان مصرف هر یک از تجهیزات مستقر در رک به‌دست آورند.  این تجهیزات امکانات مختلفی در اختیار سازمان‌ها قرار می‌دهند که از مهم‌ترین آن‌ها به موارد زیر باید اشاره کرد:

قابلیت کنترل و مدیریت برق: برخی از PDUها قابلیت کنترل و مدیریت برق را از طریق واسط شبکه یا نرم‌افزار فراهم می‌کنند.

قابلیت نظارت بر برق: برخی از PDU ها اطلاعاتی مانند ولتاژ، جریان و توان مصرفی را در اختیار کاربر قرار می‌دهند.

قابلیت ایمنی: برخی از PDUها مجهز به سیستم حفاظت از نوسانات برق هستند.

ظاهر و طراحی: PDUها در طرح و ظاهر‌های مختلفی طراحی شده‌اند تا با رک‌های مختلف سازگار باشند و امکان نصب افقی یا عمودی آن‌ها وجود داشته باشد.

استفاده از PDU ها به‌عنوان یک راه‌حل استاندارد برای توزیع برق به تجهیزات مختلف در رک‌ها در مراکزداده و شبکه‌های بزرگ بسیار رایج است.

HVAC

HVAC سرنام Heating, Ventilation and Air Conditioning است و به سامانه‌ای اشاره دارد که برای کنترل و مدیریت دما، رطوبت و جریان هوا در محیط‌های صنعتی و مرکز داده استفاده می‌شود. HVAC معمولا در ساختمان‌هایی مانند ساختمان‌های اداری، مراکز خرید، فرودگاه‌ها، ساختمان‌های صنعتی و مراکزداده استفاده می‌شود.

امکاناتی که سامانه‌های HVAC ارائه می‌دهند شامل سیستم‌های گرمایش، سرمایش، تهویه مطبوع و تصفیه هوا است. این سامانه با استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی و مکانیکی هوای محیط را فیلتر می‌کند، دما و رطوبت آن را کنترل می‌کند و به تهویه مناسب در محیط کمک می‌کنند. سیستم گرمایشی HVAC شامل دستگاه‌هایی مانند بویلر، گرمایش‌کننده‌های هوایی، گرمایش‌کننده‌های آبی و پمپ‌های گرمایشی است که برای تامین گرمایش در محیط استفاده می‌شود. سیستم سرمایشی HVAC شامل دستگاه‌هایی مانند کولرهای هوایی، کولرهای آبی، چیلرها و پمپ‌های سرمایشی است که برای تهویه مناسب در محیط استفاده می‌شود.

همچنین، سیستم HVAC شامل دستگاه‌های تهویه مطبوع مانند واحدهای تهویه مطبوع، فن‌های دورسریع، دستگاه‌های تصفیه هوا و دیگر تجهیزاتی است که کیفیت هوای محیط را بهبود می‌بخشد. با استفاده از سیستم HVAC، دمای محیط را می‌توان به گونه‌ای کنترل کرد تا تجهیزات در دمای مناسبی کار کنند.

Redundancy در دیتاسنتر

افزونگی در دیتاسنتر به میزان قابلیت تغییر و گسترش ظرفیت مرکزداده گفته می‌شود. به‌عبارت دیگر، سازمان‌ها برای افزایش نیازهای خود برخی تجهیزات را به مرکز داده اضافه می‌کنند یا برخی قطعات را به تجهیزات سخت‌افزاری اضافه می‌کنند. برای دست‌یابی به اصل افزونگی در دیتاسنتر می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. برخی از این روش‌ها به شرح زیر هستند:

مجازی‌سازی: مجازی‌سازی یکی از اصلی‌ترین و پُر کاربرترین فناوری‌هایی است که برای دست‌یابی به اصل افزونگی در اختیار سازمان‌ها قرار دارد. با استفاده از مجازی‌سازی می‌توان تعداد سرورها و سیستم‌های ذخیره‌سازی را به راحتی افزایش داد.

استفاده از سرورهای تیغه‌ای: سرورهای تیغه‌ای امکان افزایش تعداد سرورهای موجود در یک مرکزداده را به راحتی فراهم می‌کنند.

استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی با افزونگی بالا: استفاده از استوریج‌هایی که توانایی پشتیبانی از انواع مختلفی از رسانه‌های ذخیره‌سازی مثل هارد دیسک یا حافظه‌های حالت جامد را دارند به سازمان‌ها اجازه می‌دهند در صورت نیاز به افزایش تعداد دیسک‌ها بپردازند و به این شکل نه تنها به اصل افزونگی دست پیدا کنند، بلکه ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتری نیز در اختیار داشته باشند.

استفاده از لینک‌های مضاعف: یکی از اصول مهمی که هنگام پیاده‌سازی مراکزداده باید به آن دقت کرد، رعایت افزونگی در ارتباط با لینک‌های ارتباطی است. در این حالت، اگر یکی از کانال‌های ارتباطی به هر دلیلی با مشکل روبه‌رو شود، لینک دوم به موارد وارد شده و مسئولیت مدیریت ترافیک را بر عهده می‌گیرد.

به‌طور کلی، افزونگی در مرکزداده بسیار مهم است و برای اطمینان از این‌که مرکزداده همیشه به نیازهای کسب‌وکار در آینده پاسخ می‌دهد باید راهکارهایی برای افزایش افزونگی در نظر گرفته شود. 

 در دیتاسنتر Cooling 

در دیتاسنتر ها، سرورها و تجهیزات گرمای زیادی تولید می‌کنند که باید از محیط حذف شود تا از افزایش دمای داخلی مرکزداده جلوگیری شود. به‌همین دلیل، سیستم‌های خنک‌کننده در دیتاسنتر ها بسیار حائز اهمیت هستند. برای خنک‌کردن مرکزداده، سیستم‌های خنک‌کننده مختلفی مانند سیستم‌های هوای سرد، سیستم‌های پرتابی هوا، سیستم‌های خنک‌کننده با آب و سیستم‌های خنک کننده با هوای خنک استفاده می‌شوند. هدف این سیستم‌ها، از بین بردن گرمای تولید شده توسط تجهیزات و سرورها در مرکز داده و حفظ دمای مناسب برای کارکنان و تجهیزات در محیط است.

در سیستم‌های خنک‌کننده با هوای سرد، هوای سرد از بیرون به محیط مرکزداده منتقل می‌شود تا گرمای تولید شده توسط تجهیزات را از محیط حذف کند. در سیستم‌های پرتابی هوا، هوای سرد به صورت پرتابی و از بالا به محیط مرکز داده منتقل می‌شود. در سیستم‌های خنک‌کننده با آب، آب سرد به سیستم‌های خنک‌کننده و تجهیزاتی که نیاز به خنک شدن دارند هدایت می‌شود تا گرمای آن‌ها برطرف شود. در سیستم‌های خنک‌کننده با هوای خنک نیز، هوا به کمک سیستم‌های خنک‌کننده خارجی به محیط  دیتاسنتر منتقل می‌شود.

با توجه به اهمیت سیستم‌های خنک کننده در مراکزداده، انتخاب مناسب‌ترین سیستم خنک‌کننده برای هر دیتاسنتر و تعیین ظرفیت مناسب برای آن بسیار حائز اهمیت است. همچنین، نصب و راه‌اندازی صحیح و مداوم سیستم‌های خنک‌کننده و نظارت دائمی بر عملکرد آن‌ها نیز برای حفظ عملکرد بهینه مراکزداده بسیار مهم است.

 روش Hot aisle/cold aisle در دیتاسنتر

Hot aisle/cold aisle در واقع یکی از روش‌های طراحی فضای دیتاسنتر است که به منظور بهبود کارایی سیستم‌های خنک‌کننده و حفظ دمای مناسب در محیط مرکز داده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، سرورها به صورت مربعی در دیتاسنتر قرار داده شده و فضای میان هر دو ردیف سرور به دو بخش سرد و گرم تقسیم می‌شود.

در این روش، سرورها در ردیف‌های عمودی قرار می‌گیرند و هر دو ردیف از هم فاصله دارند. در هر ردیف، سرورها به یک جهت قرار داده شده و هوا در آن‌ها جریان پیدا می‌کند. ردیف‌هایی که سرورها در آن‌ها به یک جهت قرار دارند، به عنوان طرف سرد یا cold aisle شناخته می‌شوند و ردیف‌هایی که سرورها در آن‌ها به جهات مختلف قرار دارند، به عنوان جهت گرم یا hot aisle شناخته می‌شوند.

در این روش، هوا از سمت cold aisle با استفاده از سیستم‌های خنک کننده به سمت hot aisle جریان پیدا می‌کند و گرمای تولید شده توسط سرورها را با خود به سمت سیستم‌های خنک کننده منتقل می‌کند. به عبارت دیگر، هوا در cold aisle جریان پیدا می‌کند و گرمای تولید شده توسط سرورها را جذب می‌کند، سپس این هوا به سمت سیستم‌های خنک‌کننده در hot aisle منتقل می‌شود و گرمای جذب شده را به خود گرفته و با خود به بیرون می‌برد. استفاده از روش hot aisle/cold aisle در مرکز داده، باعث بهبود کارایی سیستم‌های خنک‌کننده و حفظ دمای مناسب در محیط دیتاسنتر می‌شود. به‌علاوه، این روش در کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های مربوط به خنک کردن مرکزداده نیز موثر است.

Network switch

سوییچ شبکه یکی از تجهیزات پُر کاربرد دنیای شبکه است که برای اتصال دستگاه‌های مختلف به یکدیگر و ایجاد شبکه‌ محلی (LAN) در یک ساختمان یا محیط کاربری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه برای ارسال و دریافت داده‌ها بین دستگاه‌های مختلف که به آن متصل هستند، استفاده می‌شود. سوییچ شبکه کار خود را با دریافت بسته‌های داده شروع می‌کند و با استفاده از مک آدرس، دستگاه‌های متصل به خود را شناسایی می‌کند. سپس به دستگاه مقصد داده‌ها را ارسال می‌کند. با استفاده از سوییچ شبکه، داده‌ها به صورت مستقیم و بدون تداخل بین دستگاه‌ها ارسال می‌شوند و در نتیجه شبکه به صورت بهینه کار می‌کند.

سوییچ شبکه دارای چند پورت است که به دستگاه‌های مختلف متصل می‌شوند. هر پورت دارای سرعت مشخصی است و دسترسی به اینترنت و منابع شبکه را به دستگاه‌های متصل به خود فراهم می‌کند. سوییچ شبکه می‌تواند به‌صورت یکپارچه با سایر تجهیزات شبکه مانند روتر و فایروال کار کند تا شبکه‌ محلی یکپارچه و قابل اعتماد شود.

استفاده از سوییچ شبکه در شبکه‌های محلی، به‌دلیل افزایش سرعت و بهبود کارایی شبکه و همچنین کاهش تداخل داده‌ها، بسیار مفید است. همچنین، سوییچ شبکه به دلیل امنیت بالا، امکان برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها با سرعت بالا، قابلیت پشتیبانی از پروتکل‌های مختلف و سازگاری با تجهیزات شبکه مختلف، در بسیاری از شبکه‌های محلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

Fiber optic cable

کابل فیبرنوری، یک نوع کابل ارتباطی است که برای انتقال اطلاعات به صورت نوری از طریق فیبرنوری استفاده می‌شود. در این کابل، اطلاعات به صورت نوری از طریق الیاف نوری انتقال می‌شوند که توسط یک پوشش حفاظتی از جنس پلاستیک یا شیشه محافظت می‌شوند.

فیبرنوری یک راه‌حل ارتباطی پرسرعت با پهنای باند بالا است که خاستگاه اصلی آن دیتاسنتر و همچنین پروژه‌های فیبرنوری مثل فیبر به خانه است. با استفاده از فیبرنوری، انتقال اطلاعات با سرعت و پهنای باند و امنیت بالا انجام شده و همچنین کابل‌ها در برابر تداخل الکترومغناطیسی بالاترین سطح مقاومت را در مقایسه با راه‌حل‌های موجود دارا هستند.

بخوانید: داکر چیست و چگونه از آن در مرکز داده استفاده کنیم؟