دیتاسنتر چیست؟ آشنایی با Data Center، اجزا، انواع و کاربردها

دیتاسنتر یا Data Center یک فضای فیزیکی تخصصی برای نگهداری و راه‌اندازی سرورها، تجهیزات ذخیره‌سازی، تجهیزات شبکه و زیرساخت‌های موردنیاز برای پردازش، ذخیره و انتقال داده است. وب‌سایت‌ها، نرم‌افزارهای سازمانی، سرویس‌های ابری، سامانه‌های ارتباطی و بسیاری از خدمات آنلاین برای فعالیت پایدار به زیرساخت مراکز داده وابسته‌اند.

اما یک دیتاسنتر فقط مجموعه‌ای از سرورها نیست. تأمین برق پایدار، سیستم سرمایش، ارتباط شبکه، امنیت فیزیکی و سایبری، مانیتورینگ و تجهیزات پشتیبان نیز بخشی از زیرساخت آن هستند.

در این راهنما بررسی می‌کنیم دیتاسنتر چیست، چگونه کار می‌کند، چه اجزایی دارد، انواع Data Center کدام‌اند و هنگام ارزیابی یک مرکز داده باید به چه معیارهایی توجه کرد.

دیتاسنتر چیست؟

دیتاسنتر یا مرکز داده، ساختمانی یا فضای اختصاصی است که زیرساخت‌های محاسباتی و شبکه در آن مستقر می‌شوند تا داده‌ها و سرویس‌های دیجیتال به‌صورت متمرکز پردازش، ذخیره و در دسترس کاربران قرار گیرند.

سرورها قلب محاسباتی یک دیتاسنتر هستند؛ اما برای فعالیت پایدار آنها به تجهیزات دیگری مانند سیستم‌های ذخیره‌سازی، سوئیچ، روتر، فایروال، رک، UPS، ژنراتور، سیستم سرمایش و تجهیزات مانیتورینگ نیاز است.

برای مثال، زمانی که کاربری یک وب‌سایت را باز می‌کند، درخواست او از طریق شبکه به سروری می‌رسد که ممکن است در یک دیتاسنتر قرار داشته باشد. سرور درخواست را پردازش می‌کند و اطلاعات موردنیاز دوباره از طریق شبکه برای کاربر ارسال می‌شود.

به همین دلیل عملکرد Data Center مستقیماً با پایداری بسیاری از سرویس‌های دیجیتال ارتباط دارد.

دیتاسنتر چگونه کار می‌کند؟

برای درک بهتر عملکرد دیتاسنتر می‌توان مسیر یک درخواست ساده را بررسی کرد.

زمانی که کاربر به یک سرویس آنلاین متصل می‌شود، درخواست او از طریق اینترنت یا شبکه خصوصی به زیرساخت شبکه مرکز داده می‌رسد. تجهیزات شبکه درخواست را به سرور مناسب هدایت می‌کنند. سرور نیز در صورت نیاز اطلاعات را از سیستم ذخیره‌سازی یا پایگاه داده دریافت کرده، پردازش لازم را انجام می‌دهد و نتیجه را به کاربر بازمی‌گرداند.

در این فرایند چند زیرساخت باید به‌صورت هم‌زمان کار کنند:

• سرورها وظیفه پردازش را بر عهده دارند.
• Storage اطلاعات را نگهداری می‌کند.
• تجهیزات شبکه ارتباط میان سیستم‌ها و کاربران را برقرار می‌کنند.
• تجهیزات امنیتی ترافیک و دسترسی‌ها را کنترل می‌کنند.
• سیستم برق، انرژی موردنیاز تجهیزات را تأمین می‌کند.
• سیستم سرمایش دمای مناسب تجهیزات را حفظ می‌کند.
• سیستم‌های مانیتورینگ وضعیت زیرساخت را به‌صورت مداوم بررسی می‌کنند.

در معماری‌های بزرگ، طراحی مسیرهای ارتباطی نیز اهمیت زیادی دارد. برای آشنایی بیشتر با نحوه اتصال اجزای شبکه می‌توانید مقاله توپولوژی شبکه چیست را مطالعه کنید.

اجزای اصلی دیتاسنتر چیست؟

عملکرد یک Data Center حاصل همکاری مجموعه‌ای از زیرساخت‌های IT و Facility است. خرابی هر بخش می‌تواند روی دسترسی کاربران به سرویس‌ها تأثیر بگذارد.

1. سرورها

Server سیستم محاسباتی اصلی در دیتاسنتر است. برنامه‌ها، وب‌سایت‌ها، پایگاه‌های داده و سرویس‌های مختلف روی سرورها اجرا می‌شوند.

بسته به کاربرد، یک مرکز داده ممکن است از تعداد محدودی سرور تا هزاران سرور فیزیکی استفاده کند. فناوری مجازی‌سازی نیز امکان تقسیم منابع یک سرور فیزیکی میان چند ماشین مجازی را فراهم می‌کند.

2. تجهیزات ذخیره‌سازی

اطلاعات باید روی زیرساخت Storage نگهداری شوند. انتخاب نوع ذخیره‌سازی به حجم اطلاعات، سرعت موردنیاز، معماری سرویس و سیاست‌های Backup و بازیابی اطلاعات بستگی دارد.

در محیط‌های سازمانی معمولاً علاوه بر ظرفیت ذخیره‌سازی، عواملی مانند Redundancy، سرعت دسترسی و امکان بازیابی اطلاعات نیز اهمیت دارند.

3. تجهیزات شبکه

سرورها بدون شبکه نمی‌توانند با یکدیگر یا کاربران ارتباط برقرار کنند.

سوئیچ‌ها، روترها، فایروال‌ها و سایر تجهیزات شبکه مسئول انتقال و کنترل ترافیک هستند. طراحی صحیح این بخش بر ظرفیت ارتباطی، امنیت، تأخیر و پایداری سرویس اثر می‌گذارد.

اگر می‌خواهید اجزای فعال این زیرساخت را دقیق‌تر بشناسید، مقاله اکتیو شبکه چیست توضیح کامل‌تری درباره تجهیزات فعال شبکه ارائه می‌دهد.

4. رک و کابل‌کشی

سرورها، سوئیچ‌ها و بسیاری از تجهیزات دیتاسنتر در رک‌های استاندارد نصب می‌شوند. رک علاوه بر سازمان‌دهی تجهیزات، مدیریت کابل‌ها، جریان هوا و دسترسی فنی را ساده‌تر می‌کند.

کابل‌کشی ساختاریافته نیز برای برقراری ارتباط پایدار میان تجهیزات اهمیت زیادی دارد.

5. برق، UPS و ژنراتور

یکی از مهم‌ترین الزامات مرکز داده، تأمین برق پایدار است.

UPS در زمان اختلال یا قطع برق می‌تواند برای مدت مشخصی انرژی موردنیاز تجهیزات را تأمین کند و زیرساخت ژنراتور نیز برای قطعی‌های طولانی‌تر به کار می‌رود.

در دیتاسنترهای حساس، طراحی Redundancy باعث می‌شود خرابی یک جزء الزاماً به توقف کامل سرویس منجر نشود.

6. سیستم سرمایش

سرورها هنگام فعالیت گرمای زیادی تولید می‌کنند. افزایش بیش از حد دما می‌تواند عملکرد و عمر تجهیزات را تحت تأثیر قرار دهد.

به همین دلیل دیتاسنترها از سیستم‌های سرمایش و مدیریت جریان هوا استفاده می‌کنند تا دما و شرایط محیطی در محدوده مناسب باقی بماند.

7. امنیت فیزیکی و شبکه

امنیت دیتاسنتر فقط به Firewall محدود نیست.

کنترل ورود و خروج، دوربین‌های نظارتی، سیستم تشخیص و اطفای حریق و محدود کردن دسترسی فیزیکی به تجهیزات بخشی از امنیت Facility محسوب می‌شوند.

در سطح شبکه نیز فایروال، کنترل دسترسی، تقسیم‌بندی شبکه و ابزارهای امنیتی برای محافظت از زیرساخت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

8. مانیتورینگ

در یک مرکز داده حرفه‌ای باید وضعیت تجهیزات و زیرساخت به‌صورت مداوم بررسی شود.

مصرف منابع سرور، وضعیت لینک‌های شبکه، دما، تجهیزات برق و بسیاری از شاخص‌های دیگر قابل مانیتور شدن هستند تا اختلال‌ها سریع‌تر شناسایی شوند.

برای شناخت دقیق‌تر این فرایند می‌توانید راهنمای مانیتورینگ شبکه چیست را مطالعه کنید.

انواع دیتاسنتر چیست؟

همه مراکز داده ساختار یکسانی ندارند. نوع دیتاسنتر به مالکیت، نحوه مدیریت، مقیاس و مدل ارائه سرویس بستگی دارد.

1.دیتاسنتر سازمانی یا Enterprise Data Center

این نوع مرکز داده توسط یک سازمان برای نیازهای داخلی خودش ایجاد می‌شود.

سازمان کنترل زیادی روی سخت‌افزار، امنیت و معماری زیرساخت دارد؛ اما در مقابل باید هزینه ساخت، تجهیزات، برق، سرمایش، امنیت و نیروی متخصص را نیز بپردازد.

2.دیتاسنتر کولوکیشن یا Colocation

در مدل Colocation، سازمان به‌جای ساخت یک مرکز داده مستقل، فضای موردنیاز برای تجهیزات خود را در یک دیتاسنتر اجاره می‌کند.

در این مدل ممکن است Rack، Cage یا فضای مشخصی در اختیار مشتری قرار گیرد، در حالی که زیرساخت‌هایی مانند برق، سرمایش، امنیت فیزیکی و ارتباطات توسط ارائه‌دهنده مرکز داده فراهم می‌شوند.

3.Managed Data Center

در مدل Managed، بخشی از مسئولیت مدیریت زیرساخت نیز به ارائه‌دهنده خدمات سپرده می‌شود.

میزان مدیریت می‌تواند بسته به قرارداد متفاوت باشد و از نگهداری زیرساخت تا مدیریت بخش‌هایی از سرورها و شبکه را شامل شود.

4.Cloud Data Center

در رایانش ابری، کاربران معمولاً به‌جای مدیریت مستقیم سرور فیزیکی، منابع محاسباتی، Storage و شبکه را به‌صورت سرویس دریافت می‌کنند.

زیرساخت فیزیکی Cloud همچنان در دیتاسنترها قرار دارد، اما لایه مجازی‌سازی و مدیریت ابری باعث می‌شود منابع با انعطاف بیشتری در اختیار کاربران قرار گیرند.

5. Edge Data Center

Edge Data Center معمولاً در فاصله جغرافیایی کمتری از کاربران یا محل تولید داده قرار می‌گیرد.

هدف اصلی این معماری کاهش مسیر انتقال اطلاعات و پاسخ سریع‌تر برای کاربردهایی است که Latency در آنها اهمیت زیادی دارد.

تفاوت دیتاسنتر اختصاصی و اشتراکی چیست؟

در یک دیتاسنتر اختصاصی، زیرساخت برای یک سازمان مشخص طراحی یا استفاده می‌شود و کنترل بیشتری در اختیار همان سازمان قرار دارد.

در مقابل، یک مرکز داده اشتراکی می‌تواند زیرساخت خود را در اختیار چند مشتری قرار دهد. Colocation یکی از نمونه‌های رایج این مدل است.

انتخاب بین این دو مدل به حساسیت داده، بودجه، مقیاس، منابع فنی و الزامات کسب‌وکار بستگی دارد.

Tier دیتاسنتر چیست؟

یکی از مفاهیمی که هنگام بررسی مراکز داده با آن روبه‌رو می‌شوید، Tier است.

Uptime Institute سیستم Tier را برای ارزیابی قابلیت‌های زیرساخت سایت مراکز داده تعریف کرده و آن را به چهار سطح تقسیم می‌کند:

Tier I؛ Basic Capacity

سطح پایه زیرساخت مرکز داده است. تجهیزات اصلی برای پشتیبانی از محیط IT وجود دارند، اما افزونگی و قابلیت نگهداری زیرساخت محدودتر است.

Tier II؛ Redundant Capacity Components

در این سطح برای برخی اجزای مهم برق و سرمایش ظرفیت افزونه در نظر گرفته می‌شود تا ریسک اختلال نسبت به Tier I کاهش پیدا کند.

Tier III؛ Concurrently Maintainable

زیرساخت به شکلی طراحی می‌شود که اجزای ظرفیت و مسیرهای توزیع مشخص بتوانند برای تعمیر یا نگهداری برنامه‌ریزی‌شده از سرویس خارج شوند، بدون اینکه عملیات IT متوقف شود.

Tier IV؛ Fault Tolerant

علاوه بر قابلیت‌های سطوح قبلی، طراحی زیرساخت برای تحمل برخی خرابی‌های منفرد نیز انجام می‌شود تا خرابی یک جزء یا مسیر به عملیات IT منتقل نشود.

نکته مهم این است که Tier بالاتر لزوماً برای هر کسب‌وکاری انتخاب مناسب‌تری نیست. سطح زیرساخت باید با حساسیت سرویس، بودجه و نیاز واقعی سازمان هماهنگ باشد.

دیتاسنتر چه کاربردهایی دارد؟

کاربرد مرکز داده فقط میزبانی وب‌سایت نیست. بسیاری از زیرساخت‌های دیجیتال سازمان می‌توانند در مراکز داده اجرا شوند، از جمله:

• میزبانی وب‌سایت و اپلیکیشن
• اجرای پایگاه‌های داده
• ذخیره و پردازش اطلاعات
• Backup و Disaster Recovery
• اجرای ماشین‌های مجازی
• میزبانی سرویس‌های سازمانی
• زیرساخت رایانش ابری
• پردازش داده و هوش مصنوعی
• سرویس‌های ارتباطی
• زیرساخت VoIP و Unified Communications

به همین دلیل انتخاب زیرساخت مناسب می‌تواند مستقیماً بر دسترس‌پذیری سرویس‌های یک سازمان اثر بگذارد.

تفاوت دیتاسنتر، اتاق سرور و Cloud چیست؟

این سه اصطلاح گاهی به اشتباه به جای یکدیگر استفاده می‌شوند.

اتاق سرور معمولاً فضای کوچک‌تری در داخل یک سازمان است که تعداد محدودی سرور و تجهیزات شبکه در آن نگهداری می‌شود.

دیتاسنتر Facility تخصصی‌تری است که علاوه بر تجهیزات IT، زیرساخت‌های برق، سرمایش، امنیت، ارتباطات و مانیتورینگ را نیز در مقیاس بالاتر فراهم می‌کند.

Cloud مدل ارائه منابع محاسباتی است. سرویس ابری می‌تواند روی زیرساخت فیزیکی یک یا چند دیتاسنتر اجرا شود.

بنابراین Cloud جای فیزیکی دیتاسنتر را نمی‌گیرد؛ بلکه از زیرساخت مراکز داده برای ارائه منابع به شکل سرویس استفاده می‌کند.

یک دیتاسنتر خوب چه ویژگی‌هایی دارد؟

برای ارزیابی یک مرکز داده نباید فقط تعداد سرورها یا اندازه ساختمان را در نظر گرفت.

معیارهای مهم عبارت‌اند از:

• پایداری زیرساخت برق
• وجود UPS و راهکار برق اضطراری
• طراحی مناسب سیستم سرمایش
• ظرفیت و Redundancy شبکه
• امنیت فیزیکی
• امنیت شبکه
• مانیتورینگ مداوم
• سیستم تشخیص و اطفای حریق
• برنامه Backup و بازیابی متناسب با سرویس
• دسترسی فنی و فرایندهای نگهداری
• قابلیت توسعه متناسب با رشد کسب‌وکار

اهمیت هر معیار نیز به نوع سرویس بستگی دارد. برای مثال یک سامانه مالی حساس ممکن است الزامات متفاوتی با یک وب‌سایت کم‌ترافیک داشته باشد.

آیا همه کسب‌وکارها به دیتاسنتر اختصاصی نیاز دارند؟

خیر.

تقریباً هر کسب‌وکار دیجیتال به نوعی از زیرساخت دیتاسنتر استفاده می‌کند، اما این به معنای ساخت Data Center اختصاصی نیست.

کسب‌وکارها بسته به نیاز خود می‌توانند از مدل‌های مختلفی مانند Colocation، Managed Infrastructure یا Cloud استفاده کنند.

ساخت دیتاسنتر اختصاصی معمولاً زمانی توجیه بیشتری پیدا می‌کند که مقیاس، الزامات امنیتی، سیاست‌های سازمانی یا نیاز به کنترل مستقیم زیرساخت، سرمایه‌گذاری موردنیاز را توجیه کند.

ارتباط دیتاسنتر با VoIP و ارتباطات سازمانی

زیرساخت ارتباطی سازمان نیز می‌تواند به سرورها، شبکه و سرویس‌های مستقر در دیتاسنتر وابسته باشد.

در سیستم‌های VoIP و ارتباطات یکپارچه، سرورهای تلفنی، نرم‌افزارهای ارتباطی، پایگاه‌های داده، سرویس‌های گزارش‌گیری و سایر اجزا برای عملکرد صحیح به زیرساخت شبکه پایدار نیاز دارند. عواملی مانند Latency، Jitter، Packet Loss، امنیت و دسترس‌پذیری شبکه نیز می‌توانند بر کیفیت سرویس‌های Real-Time اثر بگذارند.

به همین دلیل طراحی زیرساخت IT و ارتباطات سازمان باید به‌صورت یکپارچه انجام شود، نه به شکل مجموعه‌ای از سیستم‌های جدا از هم.

ماهان ویپ در حوزه ارتباطات سازمانی و VoIP فعالیت می‌کند و سازمان‌هایی که قصد طراحی یکپارچه زیرساخت‌های ارتباطی خود را دارند می‌توانند با راهکارهای جامع ارتباطی ماهان ویپ آشنا شوند.

جمع‌بندی

دیتاسنتر یا Data Center زیرساخت فیزیکی و فنی لازم برای اجرای بسیاری از سرویس‌های دیجیتال را فراهم می‌کند. سرورها تنها یکی از اجزای این محیط هستند و تجهیزات شبکه، Storage، برق، UPS، سرمایش، امنیت و مانیتورینگ نیز برای فعالیت پایدار مرکز داده ضروری‌اند.

مراکز داده می‌توانند به شکل سازمانی، Colocation، Managed، Cloud یا Edge طراحی شوند و انتخاب میان آنها باید بر اساس نیاز فنی، حساسیت سرویس، بودجه و میزان کنترل موردنیاز انجام شود.

در نهایت، هنگام انتخاب زیرساخت مناسب بهتر است به جای تمرکز صرف بر تعداد سرورها یا عناوین تبلیغاتی، عواملی مانند Redundancy، امنیت، کیفیت شبکه، سیستم برق و سرمایش، مانیتورینگ و قابلیت بازیابی سرویس بررسی شوند.

سوالات متداول

1.دیتاسنتر چیست؟

دیتاسنتر یا مرکز داده یک فضای تخصصی برای نگهداری و راه‌اندازی سرورها، تجهیزات ذخیره‌سازی و شبکه است که زیرساخت‌هایی مانند برق پایدار، سرمایش، امنیت و مانیتورینگ نیز در آن فراهم می‌شود.

2.Data Center چه کاری انجام می‌دهد؟

دیتاسنتر زیرساخت لازم برای پردازش، ذخیره و انتقال داده و اجرای سرویس‌هایی مانند وب‌سایت‌ها، اپلیکیشن‌ها، پایگاه‌های داده، سرویس‌های ابری و سامانه‌های سازمانی را فراهم می‌کند.

3. مهم‌ترین تجهیزات دیتاسنتر چیست؟

سرور، سیستم ذخیره‌سازی، Switch، Router، Firewall، Rack، UPS، ژنراتور، تجهیزات سرمایش و سیستم‌های امنیت و مانیتورینگ از مهم‌ترین اجزای یک مرکز داده هستند.

4. تفاوت دیتاسنتر و سرور چیست؟

سرور یک سیستم محاسباتی است؛ اما دیتاسنتر محیطی است که سرورها و سایر تجهیزات IT همراه با زیرساخت برق، شبکه، سرمایش و امنیت در آن مستقر می‌شوند.

5. تفاوت دیتاسنتر و Cloud چیست؟

دیتاسنتر زیرساخت فیزیکی است، در حالی که Cloud مدلی برای ارائه منابع محاسباتی، ذخیره‌سازی و سایر سرویس‌هاست. زیرساخت فیزیکی سرویس‌های Cloud نیز در مراکز داده قرار دارد.

6. Tier دیتاسنتر چیست؟

Tier سیستم طبقه‌بندی زیرساخت مراکز داده است که توسط Uptime Institute در چهار سطح Tier I تا Tier IV تعریف شده است. این سطوح قابلیت‌های زیرساخت در زمینه‌هایی مانند افزونگی، نگهداری و تحمل خرابی را توصیف می‌کنند.

7. Colocation چیست؟

Colocation مدلی است که در آن سازمان تجهیزات خود را در فضای یک دیتاسنتر مستقر می‌کند و از زیرساخت‌هایی مانند برق، سرمایش، امنیت فیزیکی و ارتباط شبکه آن مرکز استفاده می‌کند.

8. آیا هر شرکت باید دیتاسنتر اختصاصی داشته باشد؟

خیر. بسیاری از کسب‌وکارها می‌توانند به جای ساخت دیتاسنتر اختصاصی از Colocation، زیرساخت مدیریت‌شده یا سرویس‌های Cloud استفاده کنند.