¿Qué es un centro de datos?

Si bien sus requisitos para una computadora doméstica o laboral pueden parecer razonables. O incluso de gama alta, dependiendo de su caso de uso, simplemente no se compara con la potencia de procesamiento y la capacidad de almacenamiento que necesitan las grandes empresas. Incluso una empresa de tamaño razonable tendrá requisitos de almacenamiento de datos de decenas a cientos de terabytes.

En lugar de distribuir estos datos únicamente entre los dispositivos de los usuarios finales que pueden o no estar apagados o desconectados de la red, la mayoría de los datos se almacenan en un entorno centralizado. En entornos más pequeños, esto puede ser una sala de servidores. Aún así, se les conoce como centros de datos cuando la capacidad necesita escalar más que una habitación pequeña.

¿Cuáles son los propósitos y las ventajas de un centro de datos?

Un centro de datos está destinado a ser un almacén de datos centralizado disponible constantemente. Debido a que los requisitos de almacenamiento y uso de los equipos y servidores de red son esencialmente los mismos que los de los servidores de disco que contienen los datos sin procesar, este hardware generalmente se agrupa.

La agrupación de la infraestructura de red central hace que la realización de varias tareas centrales sea significativamente más fácil y eficiente. Un factor central es la conectividad. Con todos los servidores, datos e infraestructura de red en un solo lugar, es comparativamente simple conectarlos todos juntos de manera eficiente. La latencia y el ancho de banda son más fáciles de optimizar en distancias cortas, lo que permite el máximo rendimiento de la red. Como beneficio adicional, las tiradas de cable son más cortas y, por lo tanto, más baratas de lo que serían si todo el hardware estuviera más distribuido.

El hardware informático central también necesita una infraestructura externa para facilitar su funcionamiento seguro y continuo. Los sistemas confiables de energía, enfriamiento, conectividad y seguridad son costosos. Sin embargo, son más caros si tiene que duplicarlos en lugar de simplemente tener una sola configuración grande.

¿Qué requiere un centro de datos?

La parte central de cualquier centro de datos es el hardware informático real. Esto generalmente viene en forma de bastidores de servidores. Cada bastidor tiene un tamaño estándar y puede albergar varios dispositivos informáticos de tamaño estándar. Los dispositivos reales generalmente se describen en tamaños de "U", siendo una "U" simplemente una unidad de altura estándar. La mayoría de los racks de servidores tienen una altura de 42 o 48U, y los racks de 48U también se denominan racks de siete pies. Si bien algunos equipos informáticos vienen en tamaños de 1U, la mayoría de los dispositivos son de 2U o 3U, aunque algunos pueden ser mucho más altos que eso.

Los datos en el centro de datos deben ser accesibles, generalmente constantemente. Por esta razón, se espera una red de alta velocidad tanto internamente como con el mundo exterior. Además, los centros de datos están diseñados con sistemas de respaldo y redundantes para brindar continuidad en el caso de incidentes más razonables.

Si un dispositivo falla, los centros de datos están diseñados para tener servidores, almacenamiento y hardware de red redundantes. Su funcionalidad puede ser recogida instantáneamente por un dispositivo secundario. La fuente de alimentación también tiene una serie de copias de seguridad, incluidas las fuentes de alimentación ininterrumpida o UPS. Esto proporciona suficiente energía para continuar haciendo funcionar los dispositivos hasta que los generadores locales se activen, en caso de un corte de energía.

Como todos los dispositivos informáticos, los centros de datos requieren refrigeración. Los sistemas HVAC se usan comúnmente junto con los deshumidificadores para garantizar que se proporcione aire frío, se extraiga el aire caliente y el aire no se humedezca demasiado.

Con tanta electricidad y calor, siempre existe la posibilidad de un incendio. Los sistemas de supresión de incendios son universales, pero no pueden depender de los sistemas de rociadores, ya que esto causaría tanto daño al hardware sensible de la computadora como lo haría un incendio.

Requisitos y optimizaciones más sutiles

Si bien los sistemas de supresión de incendios son universales en los centros de datos, no pueden basarse en agua, ya que esto dañaría los componentes electrónicos sensibles. En su lugar, generalmente se utilizan gases inertes. La elección principal solía ser el halón hasta que se descubrió que era perjudicial para la capa de ozono. Los sistemas modernos suelen utilizar nitrógeno. El concepto es simplemente inundar todo el centro de datos con nitrógeno, empujando el oxígeno necesario para que el fuego se extinga a través de ventilaciones de sobrepresión.

Si bien esto es muy efectivo para apagar incendios, también es mortal. En una atmósfera rica en nitrógeno y pobre en oxígeno, puede desmayarse por asfixia en segundos. El nitrógeno es incoloro, inodoro e insípido, por lo que no hay advertencia de peligro. Como tal, los sistemas de supresión de incendios hacen sonar una prealarma que alerta a cualquier persona que se encuentre dentro para que se vaya de inmediato o vaya a un área segura equipada con tanques de oxígeno y máscaras de respiración. Después de un breve período para que las personas se pongan a salvo, el gas se vierte rápidamente en el centro de datos, extinguiendo el fuego.

Los centros de datos a menudo tienen pisos elevados. Esto proporciona muchas ventajas. La principal ventaja es que, en el caso de una inundación, hay más espacio para que el agua suba antes de que ocurra un daño real por agua. Los pisos elevados también permiten que los cables pasen por debajo del piso. Sin embargo, muchos optan por instalar cableado aéreo para facilitar el acceso. Esto también proporciona un método conveniente para proporcionar aire fresco cuando se combina con baldosas porosas.

Los centros de datos permiten cables cortos y, a menudo, instalan cables más largos por encima.

Al colocar los pasillos de los racks de servidores en direcciones alternas, es posible crear pasillos fríos y calientes. El aire frío puede extraerse de los pasillos fríos y el aire caliente puede expulsarse y luego retirarse de los pasillos calientes. Este diseño ayuda a optimizar la provisión de recursos HVAC.

Hiperescaladores y Colocación

Implementar toda la infraestructura de un centro de datos es costoso. Esto puede ser especialmente difícil para las empresas con muchos datos y requisitos de procesamiento, pero actualmente con fondos limitados. También puede ser un problema para las empresas que no necesitan suficiente área para permitir que las economías de escala entren en acción. Para llenar este vacío en el mercado, muchas empresas establecen centros de datos con capacidades demasiado grandes y luego alquilan partes de esa capacidad para compañías. Los centros de datos con múltiples inquilinos como este se conocen como colocación.

Especialmente en entornos de colocación, la seguridad es esencial. Con una gran cantidad de datos potencialmente confidenciales de múltiples partes, la seguridad física y de la red son importantes. Los centros de datos son muy cuidadosos con ambos, proporcionando redes cuidadosamente segregadas a clientes individuales para que no se filtren datos a través de la red. El acceso físico a menudo es complejo de organizar, a menudo requiere autorización previa.

El acceso a las ubicaciones interiores generalmente está limitado con salas cerradas separadas e incluso jaulas cerradas que contienen bancos más pequeños de racks de servidores. Las “trampas para personas” son una característica útil que esencialmente actúa como una esclusa de aire, lo que permite negar rápidamente el acceso en el punto de entrada con un riesgo mínimo para el personal. Los registros de acceso también son útiles por motivos de seguridad, ya que el personal de seguridad puede estar seguro de que el edificio ha sido evacuado por completo en caso de incendio, por ejemplo.

Los centros de datos suelen tener muchas capas de seguridad física, incluidas jaulas alrededor de los racks de servidores.

Muchos de los centros de datos más grandes son propiedad de hiperescaladores. Estas son grandes empresas tecnológicas como Google, Amazon y Microsoft. Compran cantidades masivas de hardware y, en algunos casos, arriendan el acceso a él. En sus casos, el acceso suele ser virtualizado en lugar de físico. La virtualización puede ofrecer una mayor eficiencia en el uso de los recursos del sistema y puede permitir escalar fácilmente cuando sea necesario.

Ubicación y otros factores

La ubicación de un centro de datos es fundamental. Es fundamental estar cerca de una gran fuente de energía, un centro de infraestructura de redes de alta velocidad y una infraestructura de transporte físico. Otras consideraciones incluyen peligros ambientales, como terremotos, volcanes, inundaciones y huracanes. El clima también es un factor importante. Las ubicaciones más frías tienen temperaturas del aire ambiente más bajas, lo que requiere menos enfriamiento antes de suministrarse al centro de datos. Esto ayuda a reducir los costos operativos. En algunas pruebas, los pequeños centros de datos incluso se han colocado bajo el agua. Han utilizado las corrientes de agua fría que fluye para proporcionar un enfriamiento aún más efectivo y económico.

La modularidad también es un factor crítico. Con el tiempo, el hardware informático avanza y las tecnologías actuales se vuelven obsoletas. El hardware obsoleto suele tener menos rendimiento y menos eficiencia energética. Esto requiere un ciclo de actualización regular. La modularidad permite actualizaciones continuas constantes, distribuyendo los costos iniciales en múltiples presupuestos anuales. También permite un tiempo de actividad continuo sin interrupción del servicio, incluso cuando se realizan actualizaciones a gran escala.

La capacidad de almacenamiento también es un factor importante. Si bien los grandes centros de datos pueden ser rentables, generalmente es empíricamente más barato necesitar menos espacio. Los propietarios de centros de datos, especialmente los hiperescaladores, a menudo gastan fortunas en medios de almacenamiento de densidad extremadamente alta. Por ejemplo, una SSD empresarial de 1 TB puede costar lo mismo que una HDD empresarial de 10 TB y ofrecer un rendimiento mucho mayor. Aún así, se necesitan muchos más racks de servidores y servidores de disco para proporcionar la misma capacidad de almacenamiento total.

Esto aumenta el espacio y, a menudo, los costos de energía y requiere refrigeración adicional, etc. Esta economía de escala es la razón por la que hay disponibles muchas unidades de almacenamiento enormes que son muy costosas. No están destinados al consumidor medio. Están destinados a hiperescaladores que pagarán casi cualquier cosa por una mayor eficiencia espacial.

Conclusión

Los centros de datos son el primo más grande de la sala de servidores. Combinan hardware informático central, como equipos de red, capacidad de almacenamiento, potencia de procesamiento y funcionalidad del servidor, todo en un solo lugar. Esto permite que se activen las economías de escala y simplifica la conectividad. Hay muchos factores de diseño en el diseño del centro de datos. Sin embargo, los centros de datos deben ser enormes para aprovechar realmente las economías de escala.

A esta escala, por lo general son mucho más grandes de lo que necesita la mayoría de las empresas, por lo que el espacio se puede alquilar a empresas más pequeñas, lo que brinda ventajas económicas para ambas partes. Los centros de datos suelen estar ubicados en instalaciones construidas a medida. Sin embargo, algunos reutilizan el espacio de oficinas no utilizado, y algunos incluso están situados en viejos búnkeres nucleares nuevos.