データセンターとは?

家庭用または職場用のコンピューターの要件は妥当に思えるかもしれません。または、ユースケースによってはハイエンドであっても、大企業が必要とする処理能力とストレージ容量に匹敵するものではありません. 適度な規模の企業でも、数十から数百テラバイトのデータ ストレージ要件があります。

このデータは、電源がオフになっているか、ネットワークから切断されているかどうかに関係なく、エンド ユーザーのデバイスに分散するだけでなく、ほとんどのデータが集中型の環境に保存されます。小規模な環境では、これはサーバー ルームになる場合があります。それでも、容量を小さな部屋よりも大きく拡張する必要がある場合、それらはデータセンターと呼ばれます。

データセンターの目的と利点は何ですか?

データ センターは、一貫して利用できる集中型データ ストアとなることを目的としています。ネットワーク機器とサーバーのストレージと使用に関する要件は、生データを格納するディスク サーバーと本質的に同じであるため、通常、このハードウェアはグループ化されます。

コア ネットワーク インフラストラクチャをグループ化することで、いくつかのコア タスクの実行が大幅に簡単かつ効率的になります。重要な要素の 1 つは接続性です。すべてのサーバー、データ、およびネットワーク インフラストラクチャが 1 か所にあるため、それらをすべて効率的に接続するのは比較的簡単です。レイテンシと帯域幅は短距離で最適化するのが簡単で、ネットワーク パフォーマンスを最大化できます。追加のボーナスとして、ケーブルの配線が短くなるため、すべてのハードウェアがより分散されている場合よりも安価になります.

コア コンピューティング ハードウェアには、安全で継続的な運用を促進するための外部インフラストラクチャも必要です。信頼性の高い電力、冷却、接続、および安全システムはすべて高価です。ただし、単一の大規模なセットアップではなく、複製する必要がある場合は、より高価になります。

データセンターに必要なものは?

データセンターのコア部分は、実際のコンピューティング ハードウェアです。これは通常、サーバー ラックの形で提供されます。各ラックは標準サイズで、複数の標準サイズのコンピューティング デバイスを収容できます。実際のデバイスは通常、「U」のサイズで表されます。「U」は単に標準的な高さの単位です。ほとんどのサーバー ラックの高さは 42 または 48U で、48U ラックは 7 フィート ラックとも呼ばれます。一部のコンピューター ハードウェアは 1U サイズで提供されますが、ほとんどのデバイスは 2U または 3U ですが、それよりもはるかに背が高いものもあります。

データセンター内のデータは、通常、常にアクセスできる必要があります。このため、社内外の高速ネットワークが期待されています。さらに、データセンターはバックアップと冗長システムを備えて設計されており、最も合理的なインシデントが発生した場合に継続性を提供します.

1 つのデバイスに障害が発生した場合、データ センターは、サーバー、ストレージ、およびネットワーク ハードウェアを冗長化するように設計されています。その機能は、セカンダリ デバイスですぐに取得できます。電源には、無停電電源装置や UPS などの一連のバックアップもあります。これにより、停電が発生した場合にローカル発電機が起動するまで、デバイスを実行し続けるのに十分な電力が提供されます。

すべてのコンピューティング デバイスと同様に、データ センターには冷却が必要です。HVAC システムは一般的に除湿器と一緒に使用され、冷気を供給し、熱気を抽出し、空気が過度に湿気にならないようにします。

非常に多くの電気と熱があるため、常に火災の可能性があります。消火システムは普遍的ですが、スプリンクラー システムに頼ることはできません。これは、火災と同じくらい、機密性の高いコンピューター ハードウェアに損害を与える可能性があるためです。

より微妙な要件と最適化

消火システムはデータセンターでは一般的ですが、敏感な電子機器に損傷を与える可能性があるため、水をベースにすることはできません。代わりに、不活性ガスが一般的に使用されます。オゾン層に悪影響を与えることが判明するまでは、ハロンが主な選択肢でした。現代のシステムは通常、窒素を使用します。コンセプトは、データセンター全体を窒素で満たし、火災が燃え尽きるのに必要な酸素を過圧ベントから押し出すことです。

これは消火に非常に効果的ですが、致命的でもあります。窒素が豊富で酸素が少ない雰囲気では、数秒で窒息から抜け出すことができます. 窒素は無色、無臭、無味なので、危険の警告はありません。そのため、消火システムは事前警報を鳴らし、内部にいる人にすぐに立ち去るか、酸素タンクと呼吸用マスクを備えた安全な場所に移動するよう警告します。人々が安全を確保するための短い期間の後、ガスはデータセンターに急速に投棄され、消火されます。

多くの場合、データセンターには上げ床があります。これには多くの利点があります。主な利点は、洪水の場合、実際の水害が発生する前に、水が上昇する余地が大きいことです。上げ床により、ケーブルを床下に通すこともできます。ただし、アクセスを容易にするために架空ケーブルを敷設することを選択する人も多くいます。これはまた、多孔質の床タイルと組み合わせると、冷気を提供する便利な方法を提供します。

データセンターでは短いケーブルが使用でき、頭上には長いケーブルが敷かれていることがよくあります。

サーバーラックの通路を交互に配置することで、コールドアイルとホットアイルを作ることができます。冷たい空気はコールドアイルから取り込まれ、熱い空気は排気されてからホットアイルから除去されます。このレイアウトは、HVAC リソースの提供を最適化するのに役立ちます。

ハイパースケーラーとコロケーション

データセンターのすべてのインフラストラクチャを実装するには費用がかかります。これは、大規模なデータと処理の要件を抱えているが、現在資金が限られている企業にとって特に困難な場合があります。また、規模の経済を利用するのに十分な面積を必要としない企業にとっても問題になる可能性があります。市場でこのギャップを埋めるために、多くの企業は、非常に大きな容量のデータセンターを設置し、その容量の一部を他の企業に貸し出しています。企業。このような複数のテナントを持つデータセンターは、コロケーションと呼ばれます。

特にコロケーション環境では、セキュリティが不可欠です。複数の関係者からの潜在的に機密性の高いデータが多数あるため、ネットワークと物理的なセキュリティが重要です。データセンターは両方に細心の注意を払っており、個々のクライアントに慎重に分離されたネットワークを提供するため、ネットワークを介してデータが漏洩することはありません. 多くの場合、物理的なアクセスは手配が複雑で、事前に承認が必要になることがよくあります。

内部の場所へのアクセスは、通常、別々の施錠された部屋や、サーバー ラックの小さなバンクを含む施錠されたケージでさえも制限されています。「マントラップ」は、本質的にエアロックのように機能する便利な機能であり、人員へのリスクを最小限に抑えながら、入り口でアクセスをすばやく拒否できます。アクセス ログは、たとえば火災の場合に安全担当者が建物から完全に避難したことを確認できるように、安全上の目的にも役立ちます。

多くの場合、データ センターには、サーバー ラックを囲むケージなど、物理的なセキュリティの層が多数あります。

大規模なデータ センターの多くは、ハイパースケーラーによって所有されています。これらは、Google、Amazon、Microsoft などの巨大なテクノロジー企業です。彼らは大量のハードウェアを購入し、場合によってはそれらへのアクセスをリースします。彼らの場合、アクセスは通常、物理的ではなく仮想化されています。仮想化により、システム リソースの使用効率が向上し、必要に応じて簡単にスケーリングできます。

場所およびその他の要因

データセンターの場所は不可欠です。大規模な電源、高速ネットワーク インフラストラクチャ ハブ、および物理的な輸送インフラストラクチャの近くにいることが重要です。その他の考慮事項には、地震、火山、洪水、ハリケーンなどの環境ハザードが含まれます。気候も大きな要因です。涼しい場所は周囲温度が低いため、データセンターに供給する前に必要な冷却が少なくて済みます。これは、運用コストの削減に役立ちます。一部のテストでは、小規模なデータセンターが水中に配置されたことさえあります。彼らは、より効果的で安価な冷却を提供するために、冷たい流れる水流を使用しました。

モジュール性も重要な要素です。時間の経過とともにコンピューティング ハードウェアが進歩し、現在のテクノロジは時代遅れになります。古いハードウェアは、多くの場合、パフォーマンスとエネルギー効率の両方が低下しています。これには、定期的なアップグレード サイクルが必要です。モジュール性により、継続的なローリング アップグレードが可能になり、初期費用が複数の年間予算に分散されます。また、大規模なアップグレードを実行する場合でも、サービスを中断することなく継続的なアップタイムを実現できます。

収納力も重要な要素です。大規模なデータセンターは費用対効果が高い場合がありますが、一般的に経験的に、必要なスペースが少ない方が安価です。データセンターの所有者、特にハイパースケーラーは、非常に高密度のストレージ メディアに大金を費やすことがよくあります。たとえば、1 TB のエンタープライズ SSD は、10 TB のエンタープライズ HDD と同じコストで、はるかに高いパフォーマンスを提供する場合があります。それでも、同じ合計ストレージ容量を提供するには、さらに多くのサーバー ラックとディスク サーバーが必要です。

これにより、スペースが増加し、多くの場合、電力コストが増加し、追加の冷却などが必要になります。この規模の経済が、非常に高価な多くの巨大なストレージ ドライブが利用できる理由です。それらは平均的な消費者向けではありません。これらは、スペース効率を改善するためにほとんど何でも支払うハイパースケーラーを対象としています。

結論

データ センターは、サーバー ルームの大きないとこです。これらは、ネットワーク機器、ストレージ容量、処理能力、サーバー機能などのコア コンピューティング ハードウェアをすべて 1 か所にまとめたものです。これにより、規模の経済が開始され、接続が簡素化されます。データセンターの設計には多くの設計要因があります。ただし、規模の経済を真に活用するには、データセンターを巨大にする必要があります。

この規模では、通常、ほとんどの企業が必要とするよりもはるかに大きいため、小規模な企業にスペースを貸し出すことができ、両者に経済的利点をもたらします。多くの場合、データセンターは特注の施設内にあります。ただし、使用されていないオフィス スペースを再利用するものもあれば、古い新しい核バンカーにあるものもあります。