دیتاسنتر چیست و چه کاربردی دارد؟

دیتاسنتر چیست؟ هر کسب‌وکاری برای اجرای برنامه‌های کاربردی وب خود، ارائه خدمات به مشتریان، فروش محصولات، منابع انسانی و مدیریت عملیات به تجهیزات محاسباتی نیاز دارد. با رشد کسب‌وکارها، مقیاس و مقدار تجهیزات و منابع موردنیاز نیز به‌طور‌تصاعدی افزایش پیدا می‌کند. دراین‌میان، با‌توجه‌به دشواربودن نگه‌داری از تجهیزات توزیع‌شده در چندین شعبه و مکان‌، شرکت‌ها از مراکز داده یا دیتاسنتر استفاده می‌کنند تا دستگاه‌های خود را مرکزیت ببخشند و آن‌ها را مؤثرتر مدیریت کنند.
در این مقاله از بلاگ پارس پک، ابتدا توضیح می‌دهیم که دیتاسنتر چیست و درادامه درباره انواع مختلف آن‌ها، کاربردها، مزیت‌ها، اجزا، زیرساخت‌های آینده این صنعت و ویژگی های بهترین دیتاسنتر بیشتر صحبت می‌کنیم. پس تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

دیتاسنتر چیست؟

در پاسخ به سوال «مرکز داده چیست» چنین می‌توان گفت که مرکز داده یا دیتاسنتر مکانی است که تعداد زیادی سیستم کامپیوتری و دستگاه‌های ذخیره‌سازی را در خود جای می‌دهد که برای ذخیره و پردازش و مدیریت داده‌ها استفاده می‌شوند. مراکز داده در اندازه‌ و شکل‌های مختلفی وجود دارند؛ از خرید سرور واحد در دفتری کوچک گرفته تا مراکز وسیعی که به‌اندازه چندین زمین فوتبال فضا را می‌گیرند. در‌واقع، دیتاسنترها مکان متمرکزی را برای کسب‌و‌کارها و سازمان‌ها فراهم می‌کنند تا داده‌های خود را ذخیره و مدیریت و پردازش کنند.

دیتاسنتر چگونه کار می‌کند؟

عملکرد مراکز داده با دریافت، ذخیره، پردازش و انتقال داده‌ها گره خورده است و بر این مبنا کار می‌کند. دیتاسنترها معمولاً از اینترنت پرسرعت و منابع تغذیه اضافی بهره می‌برند تا از اتصال پایدار و بدون قطع‌و‌وصلی اطمینان حاصل شود. مراکز داده از ترکیب سخت‌افزار و نرم‌افزار برای مدیریت داده‌ها ازجمله سرورها، روترها، سوئیچ‌ها، فایروال‌ها، سیستم‌های ذخیره‌سازی و سیستم‌های خنک‌کننده استفاده می‌کنند تا نتیجه نهایی نزدیک به ایدئال باشد.

انواع دیتاسنتر

مراکز داده بر‌اساس اندازه و عملکرد و سطح فراوانی به چند نوع طبقه‌بندی می‌شوند. انواع اصلی مراکز داده عبارت‌اند از:

• مراکز داده سازمانی: این دیتاسنترها معمولاً متعلق به سازمان‌های بزرگ مانند شرکت‌ها یا دانشگاه‌ها یا سازمان‌های دولتی هستند. آن‌ها برای پشتیبانی از نیازهای IT سازمان طراحی شده‌اند و اغلب در محل سازمان قرار دارند.
• مراکز داده اشتراکی (Co-location): این مراکز داده متعلق به شرکت‌های شخص ثالثی هستند که فضا، نیرو، سرمایش و امنیت را برای چندین مشتری فراهم می‌کنند. مشتریان فضایی را در مرکز داده اجاره و سرورها و تجهیزات خود را مستقر می‌کنند.
• مراکز داده ابری: این مراکز داده بخشی از سرویس رایانش ابری (Cloud Computing) هستند که دسترسی به منابع محاسباتی مانند ذخیره‌سازی و قدرت پردازش و برنامه‌ها را بر‌اساس میزان استفاده به‌صورت آنلاین فراهم می‌کنند.

ساختار دیتاسنتر

دیتاسنترهای معمولی ساختار سلسله‌مراتبی (Hierarchical Structure) دارند که شامل لایه‌های متعددی از تجهیزات و سیستم‌ها می‌شود. در بالای سلسله‌مراتب، سرورهای برنامه قرار دارند که برنامه‌های نرم‌افزاری را اجرا و داده‌ها را پردازش می‌کنند. این سرورها به سیستم‌های ذخیره‌سازی متصل هستند و فضای ذخیره‌سازی داده‌ها را فراهم می‌کنند. علاوه‌بر‌این، مراکز داده از تجهیزات شبکه‌ای مانند روترها و سوئیچ‌ها بهره می‌برند که سرورها و سیستم‌های ذخیره‌سازی را به دنیای خارج متصل خواهند کرد. در‌نهایت، دیتاسنترها از سیستم‌های خنک‌کننده کمک می‌گیرند تا تجهیزات در سطوح بهینه کار کنند و افزایش دما باعث اتلاف بازده آن‌ها نشود.

کاربرد دیتاسنتر چیست؟

مراکز داده در طیف گسترده‌ای از صنایع و برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شود، از‌جمله:

• تجارت الکترونیک: خُرده‌فروشان آنلاین به دیتاسنترها برای مدیریت وب‌سایت‌های خود و پردازش سفارش‌های مشتریان و ذخیره تراکنش‌ها نیاز دارند.
• امور مالی: بانک‌ها و مؤسسه‌های مالی از دیتاسنترها برای مدیریت داده‌های مشتریان و پردازش تراکنش‌ها و اجرای برنامه‌های تجاری استفاده می‌کنند.
• مراقبت‌های بهداشتی: بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی از دیتاسنترها برای مدیریت داده‌های بیمار و اجرای برنامه‌های تصویربرداری پزشکی و ذخیره سوابق پزشکی بهره می‌ببرند.
• آموزش: مدرسه‌ها و دانشگاه‌ها از دیتاسنترها برای مدیریت داده‌های دانش‌آموزان و اجرای سیستم‌های مدیریت یادگیری و ذخیره منابع آموزشی کمک می‌گیرند.

طراحی دیتاسنتر

دیتاسنتر از چندین بخش مهم تشکیل شده است:

• سرورها: سرورها واحدهای پردازش مرکزی هستند که داده‌ها را مدیریت و ذخیره می‌کنند. اندازه سرورها می‌تواند از واحدهای کوچک استفاده‌شده در دفاتر خانگی تا مین‌فریم‌های (Mainframes) بزرگ به‌کاررفته در شرکت‌های بزرگ متغیر باشد.
• سیستم‌های ذخیره‌سازی: سیستم‌های ذخیره‌سازی برای ذخیره داده‌ها استفاده می‌شوند و شامل هارد دیسک‌ها و درایوهای حالت جامد (Solid-State Drives) و سیستم‌های پشتیبان هستند.
• تجهیزات شبکه: تجهیزات شبکه شامل روترها و سوئیچ‌ها و فایروال‌هایی هستند که ترافیک داده‌ها را در داخل و خارج از دیتاسنتر مدیریت می‌کنند.
• نرم‌افزارهای کاربردی: برای مدیریت و دسترسی به داده‌ها، از نرم‌افزارهایی مانند دیتابیس‌ها و سرورهای ایمیل و وب سرورها استفاده می‌شود.
• کابل‌ها و سیم‌کشی‌ها: این تجهیزات اجزای مختلف دیتاسنتر را به‌هم متصل و شرایط برق‌رسانی و انتقال داده را فراهم می‌کنند.

هر بخش از دیتاسنتر برای عملکرد کلی آن ضروری است؛ چراکه خرابی هر‌یک از آن‌ها ممکن است باعث خرابی و از‌دست‌رفتن داده‌ها شود.

زیرساخت‌‌ های لازم برای دیتاسنتر

مرکز داده یا دیتاسنتر برای عملکرد مؤثر به چندین مؤلفه زیرساختی نیاز دارد. در‌ادامه، این زیرساخت‌ها را معرفی می‌کنیم:

• منبع تغذیه: بهترین دیتاسنتر ها برای عملکرد کارآمد به منبع مطمئن و پایدار برق نیاز دارند. اکثر مراکز داده از منابع انرژی اضافی، از‌جمله ژنراتورها و سیستم‌های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای اطمینان از تأمین برق مداوم استفاده می‌کنند.
• سیستم‌های خنک‌کننده: دیتاسنترها گرمای زیادی تولید می‌کنند؛ بنابراین، به سیستم‌های خنک‌کننده برای نگه‌داشتن تجهیزات در سطوح بهینه نیاز دارند. این سیستم‌ها می‌توانند شامل تهویه مطبوع (Air Conditioning) و خنک‌کننده مایع (Liquid Cooling) باشند.
• امنیت فیزیکی: دیتاسنترها داده‌های حساسی را ذخیره می‌کنند؛ بنابراین، امنیت فیزیکی بسیار مهم است. مراکز داده از اقدامات امنیتی مختلفی از‌جمله دوربین‌های امنیتی و اسکنرهای بیومتریک و نگهبان‌های امنیتی برای محافظت از تجهیزات و داده‌ها استفاده می‌کنند تا این امنیت فیزیکی را به‌صورت پایدار تأمین کنند.
• شبکه‌های اضافی: برای اطمینان از در‌دسترس‌بودن (آپ‌تایم مداوم)، مراکز داده از اتصالات شبکه مختلف از چندین ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) استفاده می‌کنند. این کار باعث می‌شود درصورت اختلال در یکی از اتصالات، اتصال پشتیبان وارد عمل شود و از قطعی احتمالی جلوگیری کند.

عملکرد دیتاسنتر به چه عوامل بستگی دارد؟

عملکرد بهترین دیتاسنتر با چندین معیار از‌جمله آپ‌تایم و توان عملیاتی و تأخیر (Latency) سنجیده می‌شود. Uptime به مدت‌زمانی اشاره می‌کند که دیتاسنتر در‌دسترس کاربران قرار دارد. توان عملیاتی به مقدار داده‌هایی اشاره می‌کند که دیتاسنتر می‌تواند در هر زمان معین از آن استفاده کند. تأخیر زمان لازم را برای انتقال داده‌ها از کاربر به دیتاسنتر و بازگشت آن به کاربر را اندازه‌گیری می‌کند.

۱. تأثیر زیست‌ محیطی دیتاسنترها

دیتاسنترها انرژی بسیار زیادی مصرف می‌کنند و این مسئله می‌تواند تأثیر زیست‌محیطی چشمگیری در پی داشته باشد. برای کاهش مصرف انرژی، مراکز داده طیف وسیعی از فناوری‌های کارآمد با انرژی و شیوه‌های پایدار را اجرا می‌کنند. در‌ادامه، به برخی از نمونه‌های این فناوری‌ها و شیوه‌ها اشاره می‌کنیم:

• منابع انرژی تجدید‌پذیر: بسیاری از دیتاسنترها برای کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، به منابع انرژی تجدید‌پذیر مانند انرژی خورشیدی یا بادی یا برق‌آبی (Hydropower) روی می‌آورند.
• مجازی‌سازی سرور: مجازی‌سازی سرور شامل ادغام چندین سرور فیزیکی روی یک سرور فیزیکی واحد با هدف کاهش تعداد سرورهای مورد‌نیاز و مصرف انرژی است.
• سیستم‌های خنک‌کننده کارآمد: دیتاسنترها برای حفظ دمای مناسب تجهیزات به خنک‌کننده نیاز دارند؛ اما متأسفانه سیستم‌های خنک‌کننده سنتی بسیار پرمصرف هستند. فناوری‌های جدیدتر مانند خنک‌کننده مایع یا خنک‌کننده هوای آزاد (Free Air Cooling) می‌توانند ازنظر بازدهی و مصرف انرژی بسیار مؤثر باشند.
• مواد بازیافتی: بسیاری از دیتاسنترها در حال ادغام مواد بازیافت‌شده در طراحی‌های ساختمان خود و استفاده از آب بازیافت‌شده برای سیستم‌های خنک‌کننده خود هستند.

با اجرای این فناوری‌ها و شیوه‌های پایدار، مراکز داده می‌توانند مشکلات زیست‌محیطی خود را بسیار کاهش دهند و به آینده‌ای پایدار کمک کنند.

۲. امنیت دیتاسنترها

دیتاسنترها وظیفه ذخیره و پردازش مقادیر زیادی از اطلاعات حساس را بر‌عهده دارند و موظف‌اند تا امنیت را به‌عنوان اولویت اصلی در نظر بگیرند. برای اطمینان از امنیت داده‌ها، در مراکز داده طیف وسیعی از اقدامات امنیتی فیزیکی و سایبری به‌اجرا درمی‌آید. این اقدامات ممکن است شامل این‌ها باشد:

• کنترل‌های دسترسی (Access Controls): مراکز داده طیف وسیعی از مکانیسم‌های کنترل دسترسی را به‌کار می‌گیرند تا مطمئن شوند که فقط کارکنان مجاز می‌توانند به داده‌های حساس دسترسی داشته باشند.
• سیستم‌های اطفای حریق: دیتاسنترها به سیستم اطفای حریق برای کاهش احتمال آسیب به تجهیزات و داده‌ها مجهز هستند.
• رمزگذاری: مراکز داده از رمزگذاری برای محافظت از داده‌های حساس در‌برابر دسترسی یا سرقت غیرمجاز استفاده می‌کنند.
• تشخیص و پیشگیری نفوذ: دیتاسنترها از سیستم‌های تشخیص و پیشگیری نفوذ برای تشخیص و جلوگیری از تلاش‌های دسترسی غیرمجاز کمک می‌گیرند.

با اجرای این اقدامات امنیتی، مراکز داده می‌توانند محرمانه‌بودن و یکپارچگی و در‌دسترس‌بودن داده‌های ذخیره و پردازش شده را تضمین کنند.

نقش هوش مصنوعی در مدیریت دیتاسنترها

فناوری‌های هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) نقش پررنگی در بهینه‌سازی عملکرد دیتاسنترها و کاهش خرابی‌های آن ایفا می‌کنند. برخی مثال‌ها از مزیت‌های استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در مدیریت دیتاسنتر عبارت‌اند از:

• تعمیر و نگه‌داری پیش‌گویانه (Predictive Maintenance): از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌توان برای پیش‌بینی خرابی تجهیزات قبل از بروز علائم استفاده کرد که نهایتاً امکان نگه‌داری پیشگیرانه و کاهش خطر خرابی را فراهم می‌آورد.
• بهینه‌سازی انرژی: هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌توانند الگوهای مصرف انرژی را تجزیه‌وتحلیل و مصرف انرژی دیتاسنتر را بهینه کنند و هزینه‌های انرژی و تأثیرات زیست‌محیطی آن را کاهش دهند.
• بهینه‌سازی عملکرد: هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌توانند عملکرد تجهیزات دیتاسنتر را کنترل کنند و آن‌ها را برای بهینه‌سازی عملکرد و کاهش خرابی پیش ببرند.

با استفاده از فناوری‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین دیتاسنترها می‌توانند کارایی خود را بهبود بخشند و هزینه‌ها را کاهش دهند و تجربه کاربری بهتری برای مشتریانشان به‌ارمغان بیاورند.

دیتاسنتر اختصاصی و اشتراکی چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

منظور از اختصاصی بودن و یا اشتراکی بودن یک دیتاسنتر چیست؟ دیتاسنتر اختصاصی متعلق به سازمانی واحد است؛ در‌حالی‌که دیتاسنتر اشتراکی به شرکت‌های شخص ثالث تعلق دارد. مراکز داده اختصاصی کنترل و شخصی‌سازی بیشتری ارائه می‌دهند؛ اما به منابع و سرمایه‌گذاری بیشتری نیز نیاز خواهند داشت. علاوه‌براین، مراکز داده اشتراکی مقرون‌به‌صرفه هستند و دسترسی به زیرساخت‌های پیشرفته و منابعی را فراهم می‌کنند که ممکن است برای سازمان واحد بسیار گران و پرهزینه باشد.

آینده دیتاسنتر

با پیشرفت دنیای فناوری، آینده دیتاسنترها به‌طور‌مداوم در حال تحول خواهند بود. درادامه، برخی از روندها و پیش‌بینی‌ها برای آینده دیتاسنترها را بیان می‌کنیم:

• افزایش استفاده از محاسبات لبه‌ای (Edge Computing): محاسبات لبه‌ای شامل پردازش داده‌های نزدیک به منبع داده‌هاست، نه در مرکز داده متمرکز. این امر به‌طور فزاینده‌ای اهمیت می‌یابد؛ زیرا دستگاه‌های بیشتری به اینترنت اشیاء (IoT) متصل می‌شوند و می‌تواند تأخیر عملیاتی را نیز کاهش دهد و عملکرد را در برنامه‌های خاص بهبود ببخشد.
• مراکز داده ماژولار: دیتاسنتر ماژولار از ماژول‌های از‌پیش‌ساخته‌ای تشکیل شده‌اند که می‌توانند به‌سرعت و به‌راحتی مونتاژ شوند تا در‌صورت نیاز، افزایش یا کاهش یابند. این ویژگی می‌تواند زمان و هزینه مربوط به ساخت دیتاسنتر سنتی را کاهش دهد و امکان استقرار سریع‌تر و انعطاف‌پذیری بیشتر را فراهم کند. این ویژگی بسیار اهمیت دارد؛ زیرا مشاغل به چابکی بیشتری نیاز دارند.
• انرژی تجدیدپذیر: مراکز داده انرژی زیادی مصرف می‌کنند و نقش جایگزین‌شدن استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و باد برای کاهش ردپای کربن (Carbon Footprint) روز‌به‌روز پررنگ‌تر می‌شود.
• هوش مصنوعی: هوش مصنوعی می‌تواند برای بهینه‌سازی عملکرد دیتاسنتر وارد عمل شود و بهبود کارایی را با خودکار‌کردن وظایف و ارائه تجزیه‌و‌تحلیل پیش‌بینی‌کننده ارائه دهد.
• افزایش اتوماسیون: هرچه دیتاسنترها پیچیده‌تر می‌شوند، نیاز به اتوماسیون برای مدیریت و بهینه‌سازی آن‌ها افزایش می‌یابد. این موضوع شامل استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای خودکارسازی کارهایی مانند برنامه‌ریزی ظرفیت و عیب‌یابی و امنیت نیز می‌شود.

بهترین دیتاسنتر جهان

بعد از اینکه بررسی کردیم Data Center چیست، بد نیست با بهترین دیتاسنتر نیز آشنا شویم:

• دیتاسنتر گوگل: Google برای پشتیبانی از زیرساخت‌های گسترده و خدمات آنلاین در سراسر جهان، مراکز داده را اداره می‌کند.
• دیتاسنتر مایکروسافت: مایکروسافت چندین مرکز داده را در سراسر جهان برای پشتیبانی از خدمات محاسبات ابری و برنامه‌های آنلاین خود اداره می‌کند.
• دیتاسنتر خدمات وب آمازون:  AWS یکی از ارائه‌دهندگان بزرگ خدمات محاسبات ابری در جهان به‌شمار می‌آید که مراکز داده آن در چندین کشور واقع شده است.

رایانش ابری یا دیتاسنتر: انتخاب زیرساخت مناسب برای تجارت شما

رایانش ابری و دیتاسنتر اغلب مقایسه می‌شوند؛ اما این دو هر‌کدام اهداف مختلفی دارند. به‌طور‌کلی، Cloud Computing به ارائه خدمات محاسباتی از‌طریق اینترنت اشاره می‌کند؛ در‌حالی‌که دیتاسنترها امکانات فیزیکی هستند که برای ذخیره و مدیریت داده‌ها استفاده می‌شوند.

برخی از تفاوت‌های دیگر بین رایانش ابری و مراکز داده ازاین‌قرارند:

• هزینه: رایانش ابری می‌تواند مقرون‌به‌صرفه‌تر از ساخت و نگه‌داری از دیتاسنتر باشد؛ زیرا شما هزینه را فقط برای منابعی که استفاده می‌کنید، پرداخت می‌کنید.
• مقیاس‌پذیری: رایانش ابری به شما امکان می‌دهد تا در‌صورت لزوم، به‌راحتی مقیاس کسب‌وکار خود را افزایش یا کاهش دهید؛ در‌حالی‌که مرکز داده به برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری مقدماتی نیاز دارد.
• امنیت: هم رایانش ابری و هم مراکز داده برای محافظت از داده‌ها به اقدامات امنیتی قوی نیاز دارند؛ اما مسئولیت امنیت متفاوت است. با رایانش ابری، ارائه‌دهنده Cloud مسئولیت امنیت زیرساخت‌های ابری را بر‌عهده دارد؛ اما در مرکز داده، مسئولیت با مالک است.
• کنترل: با دیتاسنتر شما کاملاً زیرساخت‌ها و داده‌های خود را می‌توانید مدیریت کنید؛ ولی با رایانش ابری برای مدیریت و نگه‌داری زیرساخت‌ها به ارائه‌دهنده ابری متکی خواهید بود.

جمع‌بندی

دیتاسنتر چیست؟ دیتاسنتر یا مرکز داده مکانی فیزیکی شامل زیرساخت‌های محاسباتی مورد‌نیاز سیستم‌های فناوری اطلاعات مانند سرورها و درایوهای ذخیره‌سازی داده‌ها و تجهیزات شبکه است. این تسهیلات فیزیکی هستند و داده‌های دیجیتالی هر شرکتی را ذخیره می‌کنند. در این مطلب از بلاگ پارس پک، توضیح دادیم که دیتاسنتر چیست و گفتیم که نقش مهمی در مدیریت مقدار زیادی از داده‌های تولید‌شده در عصر دیجیتال امروز ایفا می‌کند. دیتاسنترها در اندازه‌ها و انواع متنوعی با برنامه‌های مختلف، مزیت‌ها، مؤلفه‌ها و زیرساخت‌های لازم وجود دارند. ناگفته نماند درک جنبه‌های مختلف بهترین دیتاسنتر می‌تواند به سازمان‌ها کمک کند تا تصمیمات آگاهانه‌ای درباره چگونگی مدیریت مؤثر داده‌های خود بگیرند.

سوالات متداول

۱. کاربرد دیتاسنترها برای دنیای تکنولوژی چیست؟

تقریباً همه مشاغل دنیا به مکانی برای ذخیره‌سازی داده‌های خود (درون حافظه‌ای به نام سرور) دارند.

۲. ارزان‌ ترین روش برای خرید سرور نسبتاً قدرتمند چیست؟

دیتاسنتر ابری یا کلود ارزان‌ترین روش برای خرید سرور نسبتاً‌ قدرتمند به‌حساب می‌آید.

۳. مزایای دیتاسنترهای جدید در مقایسه‌ با دیتاسنترهای قدیمی‌ چیست؟

استفاده حداکثری از فضای فیزیکی با تأمین بیشترین قدرت پردازشی مهم‌ترین مزیت دیتاسنترهای جدید درمقایسه‌با دیتاسنترهای قدیمی‌ است.