زمان تخمینی مطالعه: 17 دقیقه
طراحی مرکزداده یک فرآیند چند مرحلهای است که شامل تعیین نیازها، طراحی فیزیکی، انتخاب تجهیزات، راهاندازی شبکه و مدیریت عملیات است. به طور کلی، فرآیند طراحی مرکز داده با تعیین نیازها آغاز میشود. اولین قدم در طراحی مرکز داده، تعیین نیازهای سازمان است که شامل تعداد سرورها، برآورد پهنای باند، ظرفیت ذخیرهسازی، قابلیت اطمینان بالا و موارد دیگر است. همچنین، باید عواملی مانند امنیت، مصرف انرژی، سیستمهای خنککننده موردنیاز و مکان فیزیکی مرکز داده را در نظر گرفت.
هنگامی که الزامات تعیین شدند نوبت به طراحی فیزیکی میرسد. در این مرحله، نیازهای مرکز داده به شکل دقیقتر مشخص میشود. عواملی مانند توپولوژی شبکه، مکان نصب تجهیزات (سرورها، سوییچها، رکها و غیره)، مسیر کابلکشی، مکان استقرار سیستمهای خنککننده و دیگر عناصر فیزیکی مرکز داده در این مرحله مورد بررسی قرار میگیرند. همچنین، باید استانداردها و روشهای بهینه برای مدیریت دما، رطوبت، سیستمهای ایمنی و موارد دیگر را بررسی کرد. در مرحله بعد نوبت به انتخاب تجهیزات میرسد. در این مرحله، فرآیند انتخاب تجهیزاتی که قرار است در مرکز داده نصب شوند انجام میشود که شامل انتخاب سرورها، ذخیرهسازها، سوییچها، روترها، سیستمهای خنککننده، پنلهای توزیع برق و سیستمهای پشتیبانی میشود. در انتخاب تجهیزات، عواملی مانند قابلیت اطمینان، قابلیت توسعه، کارایی و هزینهها باید در نظر گرفته شوند.
پس از تهیه تجهیزات ، نوبت به طراحی مرکز داده میرسد که شامل نصب و پیکربندی سوییچها، روترها، فایروالها و سایر تجهیزات شبکه است. همچنین، باید مواردی مثل انتخاب تجهیزات امنیتی، پیادهسازی شبکههای خصوصی مجازی، دیوارهای آتش و سایر راهکارهای امنیتی مورد بررسی قرار بگیرند تا اطلاعاتی که قرار است در مرکز داده میزبانی شوند در امنیت بالایی قرار داشته باشند.
Tier در دنیای مرکز داده به چه معنا است؟
در مرکز داده، مفهوم “tier” به سطح اطمینان و عملکرد مرکز داده اشاره دارد. امروزه، استانداردهای مختلفی وجود دارند که مراکز داده بر مبنای آنها پیادهسازی میشوند که هر سطح بیانگر قابلیت اطمینان و اعتماد مرکزداده است. این استانداردها تحت عنوان Tier Classification System شناخته میشوند و توسط موسساتی مثل Uptime Institute و غیره تعریف میشوند. در حال حاضر استاندارد Tier Classification موسسه آپتایم سیستم مرجعی برای اندازهگیری قابلیت اطمینان و دسترسی به سرویسهای مرکز داده به شمار میرود که چهار سطح دارد که در ادامه با آنها آشنا خواهیم شد.
Tier I
مرکز داده که بر مبنای سطح یک (Tier I) طراحی میشود، حداقل ویژگیهای اولیه را دارد و به بیان دقیقتر قابلیت اطمینان و دسترسی آن در مقایسه با دیگر مراکز داده نسبتا پایین است. در صورتی که تمایل به استقرار مرکز داده سطح یک دارید باید به چند نکته دقت کنید. اولین مورد زیرساخت پایه است. مراکز داده Tier I دارای زیرساختهای پایه پشتیبان مثل سیستمهای تهویه، سیستمهای تامین برق و سیستم اعتبارسنجی نیست. بنابراین، در صورت قطعی برق، مرکز داده قادر به ارائه خدمات نخواهد بود. مورد بعد عدم قابلیت تعمیر مستمر است. اگر در مرکز داده Tier I نیاز به تعمیر یا انجام تغییراتی در زیرساختها و تجهیزات وجود داشته باشد، ممکن است خدمات مرکز داده برای مدتی قطع شود یا به صورت نامنظم در دسترس باشد. همچنین، این سطح از مرکز داده به تعمیر و نگهداری منظم نیاز دارد تا عملکردش حفظ شود.
به طور معمول، مراکز داده Tier I فاقد مکانیزم تکثیر یا افزونگی هستند و برای هر بخش از سیستمها و تجهیزات اصلی، تنها یک نسخه وجود دارد. بنابراین، شاهد یکپارچگی نخواهیم بود و در صورت بروز مشکل، خدمات یا فعالیتهای تجاری با مشکل اساسی روبرو میشود. در مراکز داده این سطح احتمال بالای بروز اختلالات در هنگام انجام فعالیتهای عادی یا پیشبینی نشده دور از انتظار نیست. همچنین، ممکن است شاهد وجود یا عدم وجود کف کاذب، UPS و دیزل ژانراتور باشیم. همچنین، مسیر یکسان برای توزیع برق و سرمایش، عدم وجود تجهیزات پشتیبان وجود دارد و خبری از افزونگی نیست. در صورت انجام عملیات تعمیر و نگهداری نیازمند خاموشی کامل تجهیزات زیرساختی هستیم که باعث میشود دسترسی به سرویسها برای مدتی غیر ممکن باشد. به طور میانگین، مراکز داده این سطح هر سال حدود 29 ساعت از دسترس خارج میشوند و مدت زمان لازم برای پیادهسازی و اجرای آن 3 ماه است. به طور کلی، مراکز داده Tier I مناسب برای سازمانهای کوچک با عملیات غیرحیاتی هستند که نیازمندیهای سطح بالایی در ارتباط با قابلیت اطمینان و دسترسی ندارند، اما برای سازمانهایی با عملیات حساس که اعتمادپیذیری حرف اول را میزند، سطوح بالاتر مناسب هستند.
Tier II
در این سطح، از راهکارهایی برای افزایش قابلیت اطمینان مراکز داده استفاده میشود. به طور مثال، سیستمهای برق پشتیبان (UPS) و ژنراتورهای برق اضافی در صورت قطعی برق تعبیه شدهاند. این سطح در مقایسه با Tier I، قابلیت اعتماد و دسترسپذیری بالاتری دارد. مرکز داده سطح دو قابلیت اطمینان بالاتری در مقایسه با لایه اول دارند و یکسری ویژگیهای اصلی دارند. اولین مورد زیرساخت دوگانه است. مراکز داده لایه 2 دارای تجهیزات پایه مثل سیستمهای تهویه و سرمایشی، سامانههای تامین برق و غیره هستند. این سطح از مراکز داده برخلاف لایه اول، به دلیل داشتن زیرساختهای پایه، قابلیت ارائه خدمات یکپارچهتری را دارند. اگر در مرکز داده Tier II نیاز به تعمیرات یا تغییرات در زیرساختها و تجهیزات وجود داشته باشد، در بیشتر موارد فرآیند ارائه خدمات قطع نمیشود. بنابراین، فرآیند انجام تعمیرات با تاثیرگذاری کمتری بر ارائه خدمات انجام میشود. مراکز داده لایه دو ممکن است در برخی حوزهها مثل تامین برق، افزونگیهایی را داشته باشند. به بیان دقیقتر، در ارتباط با یکسری تجهیزات اصلی مثل سرورها، استوریجها، سوییچها، سامانههای تامین برق و سرمایش بیش از یک نمونه وجود دارد. اما قرار نیست این افزونگی در کل ساختار مرکز داده اعمال شود. مراکز داده لایه 2 نیازمند بررسی و نگهداری منظم هستند تا عملکرد و قابلیت اعتماد سیستمها و تجهیزات حفظ شود. این فرآیند شامل تستها، بررسیها و تعمیرات منظم در سطوح مختلف زیرساختها است. از دیگر ویژگیهای شاخص مراکز داده این لایه باید به بروز کمتر اختلالات در هنگام انجام فعالیتهای عادی یا پیشبینی نشده، وجود کف کاذب، UPS و دیزل ژنراتور، مسیر یکسان برای توزیع برق و سرمایش، افزونگی نوع N+1 و غیره اشاره کرد. همچنین، به طور معمول هر سال حدود 22 ساعت از دسترس خارج میشوند. در این سطح نیز نیاز به خاموشی کامل برای انجام امور نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه سامانههای تامین برق و تجهیزات زیرساختی وجود دارد. به طور میانگین، مدت زمان لازم برای پیادهسازی مراکز داده این سطح بین 3 تا 6 ماه است. به طور کلی، مراکز داده لایه 2 سطح متوسطی از قابلیت اطمینان و دسترسپذیری را ارائه میکنند و گزینه مناسبی برای سازمانهایی هستند که فعالیتهای تجاری مهم دارند که نیازمند مرکز دادهای با استانداردهای بالاتر از لایه 1 هستند، اما قابلیت اعتماد و دسترسپذیری مراکز داده این سطح پایینتر از Tier III و Tier IV است.
مشکلات Tier 1 چیست؟
مراکز داده Tier I در مقایسه با سطوح بالاتری از مراکز داده مانند Tier II و Tier III، پایینترین سطح از اعتمادپذیری و دسترسپذیری را ارائه میدهند. اولین مشکلی که مراکز داده این سطح دارند قطعی غیربرنامهریزی شده است. در مراکز داده Tier I، قطعیهای غیربرنامهریزی شده عادی است. به طوری که تاثیر منفی بر کارایی و عملکرد سرویسها خواهد داشت. مراکز داده Tier I نسبت به Tier II و Tier III، قابلیت اعتماد کمتری دارند. در صورت بروز خرابی، زمان برای جبران خرابی و بازگشت به حالت عادی زیاد است. برای انجام تعمیرات و نگهداری در مراکز داده Tier I، باید سرویسها برای مدت زمان مشخصی از دسترس خارج شوند که بر اعتبار سازمان تاثیر منفی میگذارد. در مراکز داده Tier I، کنترل دما و سرمایش یک چالش مهم است. به دلیل استفاده از تجهیزات پایهای و سیستمهای سادهتر، دما و سرمایش باید به طور مداوم کنترل شوند تا عملکرد بهینه را حفظ کنند. مراکز داده Tier I معمولا انعطافپذیری کمتری در ارتباط با فرآیندهای نگهداری دارند. اگرچه مراکز داده Tier I خدمات پایهای را ارائه میدهند، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد که نیازمند بررسی هستند.
مشکلات Tier 2 چیست؟
مراکز داده Tier II نسبت به Tier I قابلیت اعتماد و دسترسپذیری بالاتری را ارائه میکنند، اما هنوز با یکسری مشکلات روبرو هستند. در مراکز داده Tier II، برای انجام تعمیرات و نگهداری، قطعی برنامهریزی شده اجتنابناپذیر است. به بیان دقیقتر، قطعی خدمات و سرویسها در طول زمان تعمیرات رایج است. در مقایسه با Tier III و Tier IV، مراکز داده Tier II قابلیت اعتماد کمتری دارند. در صورت بروز خرابی، زمان برای جبران خرابی و بازگشت به عملکرد نرمال زمانبرتر است. مراکز داده Tier II معمولا انعطافپذیری کمتری در تعامل با خدمات و تغییرات دارند. اعمال تغییرات و ارتقا نیز با محدودیتهایی روبهرو است و نیاز به قطعی سرویسدهی وجود دارد. احداث و بهرهبرداری از یک مرکز داده Tier II هزینهبر از سطح Tier I است و همچنین به سرمایهگذاری بیشتری نیاز دارد. در مراکز داده Tier II، خرابی یا توقف ناگهانی ممکن است رخ دهد و زمان بیشتری برای جبران خرابی و بازگشت به عملکرد نرمال نیاز باشد. اگرچه مراکز داده Tier II نسبت به Tier I ارتقا یافتهتر هستند، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد که نیازمند مدیریت و نگهداری دقیق هستند.
Tier III
در این سطح، مراکز داده دارای تکنولوژیهای پیشرفتهتری به منظور دستیابی به افزایش قابلیت اعتماد و دسترسی هستند. در مراکز داده لایه 3 برای هر بخش از بخشها و تجهیزات افزونگی در نظر گرفته میشود تا در صورت خرابی یا تعمیر، عملکرد مرکز داده ادامه پیدا کند. از ویژگیهای اصلی مرکز داده لایه 3 باید به تکثیر موازی اشاره کرد. مراکز داده لایه 3 دارای مکانیزمهای تکثیر موازی در ارتباط با زیرساختها و تجهیزات اصلی هستند. به بیان دقیقتر بیش از یک نسخه از تجهیزات اصلی و زیرساختی وجود دارد که به صورت موازی عمل میکنند. این موازیسازی میتواند به افزایش قابلیت اعتماد و کاهش احتمال قطع خدمات منجر شود. اگر در مرکز داده لایه 3 نیاز به اعمال تعمیرات یا تغییرات وجود داشته باشد، امکان انجام تعمیرات و حفظ استمرار ارائه خدمات وجود دارد. این موضوع به دلیل وجود تکثیر و افزونگی در ساختار مرکز داده است. البته، به این نکته توجه داشته باشید که فرآیند تعمیر مراکز داده لایه 3 بیشتر است. در بیشتر موارد، تعمیرات و تغییرات در ساختار مرکز داده با اطلاع قبلی انجام میشوند تا بتوان از وقوع قطعی در خدمات پیشگیری کرد.
به طور معمول، مراکز داده مبتنی بر ارتباطات موازی برای اتصال به شبکهها و سرویسها هستند. این ارتباطات موازی اجازه میدهد تا فرآیند انتقال دادهها و اطلاعات در این سطح از مراکز داده با سرعت خوبی انجام شود و در صورت قطع یک مسیر، ارتباط از طریق مسیر دیگری تداوم پیدا کند. مراکز داده سطح 3 قابلیت اطمینان و دسترسپذیری بالاتری ارائه میکنند و مناسب برای سازمانهایی هستند که فعالیتهای تجاری حساسی دارد و نیازمند قابلیت اعتماد و دسترسپذیری بالاتری نسبت به سطح دو هستند. این سطح از مراکز داده به صورت مستمر و پیوسته خدمات را ارائه میدهند. مراکز داده لایه 3 دارای سیستمهای بکاپگیری قدرتمند هستند و همچنین از مکانیزمهای تامین برق دوگانه استفاده میکنند تا در صورت خرابی یکی از منابع، منبع دیگر فعال شود. از دیگر ویژگیهای شاخص مراکز داده این سطح باید به انجام فعالیتهای عادی بدون ایجاد هیچ اختلال در عملکرد سرورها و تجهیزات زیرساختی اشاره کرد، هرچند احتمال بروز اختلال به دلیل اتفاقات پیشبینی نشده وجود دارد. این مراکز داده هر سال کمتر از 2 ساعت از دسترس خارج میشوند، چند مسیر توزیع برق و سرمایش برای آنها با یک مسیر همیشه فعال در نظر گرفته میشود و مجهز به تجهیزات پشتیبان و افزونگی نوع N+1 هستند. به طور معمول، مدت زمان پیادهسازی مراکز داده این سطح 15 تا 20 ماه است. این مراکز داده مجهز به کف کاذب، ظرفیت و پراکندگی کافی برای تحمل بار ترافیکی از طریق مسیر جایگزین به هنگام انجام تعمیرات در مسیر اصلی و غیره هستند. در این سطح الزامات سطح قبلی باید رعایت شوند. همچنین، وجود 2 اتاق ER در فاصله دستکم 20 متر یا در دو ضلع مخالف مرکز داده که از طریق دیوار از یکدیگر کاملا جدا شده باشند، ضروری است. همچنین برای این اتاقها باید دو منبع برق جداگانه از دو فاز جداگانه، سیستم سرمایش جداگانه، اطفاحریق تعبیه شده باشد. مسیر اضافه بین این اتاقها به بخشهای مهم دیتاسنتر مثل MDA و HDA ضروری است. لازم به توضیح است که هرگونه اتفاقات پیشبینی نشده در MDA یا HDA باعث اختلال در سرویسدهی خواهد شد.
مشکلات Tier 3 چیست؟
همانگونه که اشاره کردیم مراکز داده Tier III سطوح پیشرفتهتری از قابلیت اطمینان و اعتمادپذیری را در مقایسه با Tier II و Tier I ارائه میدهند، اما هنوز ممکن است با برخی مشکلات روبهرو شوند. اولین مورد قابلیت اعتماد کمتر است. در مقایسه با Tier IV، مراکز داده Tier III قابلیت اعتماد کمتری دارند. بنابراین، در صورت بروز خرابی، زمان برای جبران خرابی و بازگشت به عملکرد نرمال بیشتر است. برای انجام تعمیر و نگهداری ممکن قطعیهای مداوم به وجود آید. به بیان دقیقتر، هنگام تعمیرات، سرویسها و خدمات برای مدتی قطع میشوند. در مراکز داده Tier III، کنترل دما و سرمایش یک چالش مهم است. به دلیل نیاز به پشتیبانی از سرورها و تجهیزات پیشرفته، دما و سرمایش باید به طور مداوم کنترل شوند تا عملکرد بهینه حفظ شود. مراکز داده Tier III انعطافپذیری کمتری در ارتباط با خدمات و تغییرات دارند. به دلیل ساختار پیچیدهتر و قطعی مداوم برای تعمیرات، اعمال تغییرات ممکن است محدودیتهایی به وجود آورند. احداث و بهرهبرداری از یک مرکز داده Tier III هزینهبر است. این سطح از مرکز داده نیازمند سرمایهگذاری بیشتر در مقایسه با Tier II و Tier I است. اگرچه مراکز داده Tier III از نظر قابلیت اعتماد و دسترسپذیری بهبود یافته هستند، اما همچنان مشکلات متعددی وجود دارد که نیازمند مدیریت و نگهداری دقیق هستند.
Tier IV
این سطح بالاترین سطح قابلیت اعتماد و دسترسی را ارائه میکند. در مراکز داده Tier IV، تکثیر و تنوع بالایی در تمامی زیرساختها و تجهیزات مورد استفاده وجود دارد. این سطح برای کسب و کارهایی که سنگینترین و حساسترین بارهای کاری را دارند مفید است، زیرا قابلیت اطمینان بالایی ارائه میدهد. مرکز داده لایه چهار یکسری ویژگیهای کلیدی دارند. اولین مورد تکثیر موازی و همزمان است. مراکز داده لایه چهار به منظور ارائه بالاترین سطح از قابلیت اعتماد و دسترسپذیری مجهز به بیش از یک نسخه از تجهیزات زیرساختی هستند که به صورت موازی و همزمان کار میکنند تا هرگونه خرابی یا توقف را برطرف کنند. ویژگی شاخص بعدی مراکز داده این سطح قابلیت تعمیر مناسب با توقف صفر است. مراکز داده لایه چهار اجازه میدهند تا فرآیند تعمیرات و تغییرات در زیرساختها و تجهیزات را به صورت برنامهریزی شده و بدون توقف خدمات انجام دهید، زیرا تکثیر و افزونگی اجازه میدهد که مرکز داده بدون مشکل به خدمترسانی بپردازد.
مورد مهمی که باید در ارتباط با لایه چهار باید به آن توجه داشته باشید این است که مراکز داده لایه چهار نیازمند زمان تعمیر فوری هستند. بنابراین، اگر مرکز داده نیاز به تعمیرات فوری داشته باشد، اقدامات لازم برای رفع مشکل به صورت سریع و بدون توقف خدمات انجام میشود. مراکز داده این سطح مجهز به ارتباطات موازی و منابع تغذیه چندگانه هستند که بالاترین سرعت انتقال اطلاعات را ارائه میدهند و در صورت خرابی یک منبع تامین برق، دستکم یک منبع فعال دیگر وجود دارد.
همانگونه که اشاره کردیم، مراکز داده لایه چهار بالاترین سطح از اعتمادپذیری را ارائه میدند و مناسب برای سازمانها و کسبوکارهایی هستند که فعالیتهای تجاری کامل حساسی دارند که نیازمند قابلیت اطمینان بالا هستند. از جمله این سازمانها باید به بانکها، شرکتهای بزرگ فناوری، سرویسدهندگان خدمات ابری و سایر سازمانهایی که از اطلاعات حساس و مهم برای فعالیتهای روزمره خود استفاده میکنند، اشاره کرد. این سطح از قابلیت اعتماد و دسترسپذیری بالا در برابر خطاها و خرابیهای سیستمی ارائه میکند. از دیگر ویژگیهای کلیدی مراکز داده این سطح باید به استمرار در ارائه خدمات در شرایط عادی اشاره کرد. این نوع مرکز داده حداقل یک بار، توانایی تحمل بدترین نوع اختلال پیشبینی نشده را دارد، بدون اینکه که هیچ بار محسوسی به شبکه وارد شود. به طور معمول، مدت زمان لازم برای پیادهسازی مراکز داده این سطح 15 تا 20 ماه است. همچنین، چند مسیر برای توزیع برق و سرمایش وجود دارد و همگی مسیرها در وضعیت فعال قرار دارند. افزونگی در ارتباط با مراکز داده این سطح 2 (N+1) است. این مراکز داده هر سال کمتر از نیم ساعت از دسترس خارج میشوند. در این سطح الزامات رده قبلی باید رعایت شوند، تمامی کابلکشیها باید افزونگی داشته و از دو مسیر جداگانه عبور کنند، مسیرها باید بر مبنای سینی داکت یا کاندوئیت ایجاد شوند و دربدار باشند. پشتیبانگیری به شکل منظم انجام شود. همچنین، در این سطح مراکز داده باید دارای یک MDA اصلی و یک MDA پشتیبان در 2 ضلع مخالف دیتاسنتر با فاصله حداقل 20 متر باشند که هر یک سامانه تامین برق، سرمایش، اطفا حریق جداگانه را داشته باشند. وجود 2 HDA در این سطح ضروری است که شبیه به MDA باید در دو ضلع مخالف باشد. همچنین، MDAها کابلکشی جداگانه داشته باشند. کابلکشی بین HDA و دیتاسنتر باید انجام شود. البته، کابلکشی افزونه در HDA اختیاری است. ذکر این نکته ضروری است که Single Point Of Failure در این سطح نبود MDA پشتیبان و نداشتن کابلکشی افزونه در HDA است.
مشکلات Tier 4 چیست؟
مراکز داده سطح چهار به لحاظ قابلیت اعتماد و دسترسپذیری در سطح بالایی قرار دارند، اما با برخی مشکلات همراه هستند. اولین مورد هزینه بالا است. احداث و بهرهبرداری از یک مرکز داده Tier IV هزینهبر است. ساختار پیچیدهای که برای دستیابی به قابلیت اعتماد بالا و جبران خرابیها به کار میرود، نیاز به سرمایهگذاری بالا و هزینههای عملیاتی بزرگتر را اجتنابپذیر میکنند. ساختار پیچیده مراکز داده Tier IV نیاز به مدیریت و نگهداری حرفهای دارد. به عبارت دیگر، برای بهرهبرداری موثر و عملکرد بهینه، نیاز به تیم فنی و مهندسان متخصص و آگاه از تکنولوژیهای پیشرفته است. هرگونه تعمیر و نگهداری در مراکز داده Tier IV باید با دقت و برنامهریزی دقیق انجام شود، زیرا هر توقف غیربرنامهریزی میتواند منجر به قطعی در دسترسی و خدمات شود. به دلیل پیچیدگی ساختار و قابلیتهای پیشرفته، مراکز داده Tier IV معمولا انعطافپذیری کمتری در مقایسه با سطوح پایینتر از Tier در ارتباط با خدمات و تغییرات دارند. استفاده از تجهیزات موازی در مراکز داده Tier IV ممکن است منجر به بروز مشکلاتی همچون ناسازگاری، خرابیهای همزمان و مشکلات دیگر شود. مدیریت این تجهیزات و جبران خرابیهای ممکن نیاز به توانایی و تخصص بالا دارد. هرچند که مراکز داده Tier IV از نظر قابلیت اعتماد و دسترسپذیری بالا بهترین عملکرد را دارند، اما مشکلات مذکور نیازمند مدیریت و نگهداری حرفهای و برنامهریزی دقیق هستند.
بدون دیدگاه