Data Center: Todo sobre como funcionan

Data Center o Centros de Datos

Un data center o centro de datos es una instalación que centraliza las operaciones y equipos de TI de una organización, así como donde almacena, administra y difunde sus datos. Los centros de datos albergan los sistemas más críticos de una red y son vitales para la continuidad de las operaciones diarias. Consecuentemente, la seguridad y fiabilidad de los centros de datos y su información es una prioridad para las organizaciones.

data center

data center

Aunque los diseños de centros de datos son únicos, generalmente se pueden clasificar como centros de datos orientados a Internet, lo que se conoce como internet data center (o “internos”). Los centros de datos orientados a Internet suelen soportar relativamente pocas aplicaciones, suelen estar basados en navegador y tienen muchos usuarios, normalmente desconocidos. Por el contrario, los centros de datos empresariales prestan servicios a menos usuarios, pero reciben más aplicaciones que varían desde aplicaciones estándar a aplicaciones personalizadas.

Las arquitecturas y los requisitos del data center pueden diferir significativamente. Por ejemplo, un centro de datos construido para un proveedor de servicios en la nube (cloud as a service) como Amazon® EC2 satisface los requisitos de instalaciones, infraestructura y seguridad que difieren significativamente de un centro de datos completamente privado, como el construido para el Pentágono dedicado a asegurar datos clasificados.

Independientemente de la clasificación, se logra una operación eficaz del centro de datos a través de una inversión equilibrada en la instalación y el equipo alojado. Los elementos de un centro de datos se descomponen de la siguiente manera:

Instalación

La ubicación y “espacio en blanco”, o espacio utilizable, que está disponible para el equipo de TI. Proporcionar el acceso ininterrumpido a la información hace de los centros de datos algunas de las instalaciones más consumidoras de energía del mundo. Se hace hincapié en el diseño para optimizar el espacio en blanco y el control ambiental para mantener el equipo dentro del rango de temperatura / humedad especificado por el fabricante.

Infraestructura de apoyo

Equipos que contribuyen a mantener con seguridad el más alto nivel de disponibilidad posible. El Uptime Institute definió cuatro niveles de centros de datos que pueden caer bajo, con una disponibilidad que oscila entre 99.671% y 99.995%. Algunos de los componentes de la infraestructura de soporte son:

Fuentes de alimentación ininterrumpibles (SAI): bancos de baterías, generadores y fuentes de alimentación redundantes.

Control ambiental – acondicionadores de aire de sala de ordenadores (CRAC), sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y sistemas de escape.

Sistemas de Seguridad Física – sistemas biométricos y de videovigilancia.

Equipo informático

Equipo real para operaciones de TI y almacenamiento de los datos de la organización. Esto incluye servidores, hardware de almacenamiento, cables y bastidores, así como una variedad de elementos de seguridad de la información (Data Security), como cortafuegos.

Personal de operaciones – para monitorear las operaciones y mantener IT y equipos de infraestructura todo el día.

Los Data Center han evolucionado significativamente en los últimos años, adoptando tecnologías como la virtualización para optimizar la utilización de los recursos y aumentar la flexibilidad de TI. A medida que las necesidades de TI de las empresas continúan evolucionando hacia servicios a demanda, muchas organizaciones están avanzando hacia servicios e infraestructura basados en la nube (infrastructure as a service). También se ha puesto énfasis en iniciativas para reducir el enorme consumo de energía de los centros de datos mediante la incorporación de tecnologías y prácticas más eficientes en la gestión de centros de datos. Los centros de datos construidos a estos estándares han sido acuñados “centros de datos verdes”.

Cómo trabajan los data center

Es el cerebro de una empresa y el lugar donde se ejecutan los procesos más críticos. Averigüe por qué los centros de datos son necesarios y, por ejemplo, en el centro de datos de SAP en St. Leon-Rot, qué contienen y cómo se manejan.

Los sistemas informáticos a gran escala han existido por un tiempo, y muchas personas ya están familiarizados con el término centro de datos. En la década de 1940, las computadoras eran tan grandes que las habitaciones individuales tuvieron que ser especialmente reservadas para albergarlos. Incluso la miniaturización constante de la computadora no cambió inicialmente esta disposición porque el alcance funcional aumentó hasta tal punto que los sistemas todavía requerían la misma cantidad de espacio. Incluso hoy en día, con cada PC es mucho más potente que cualquier sistema de mainframe de aquellos días, cada operación a gran escala tiene complejas infraestructuras de TI con una cantidad sustancial de hardware – y todavía están alojados en habitaciones adecuadamente equipadas. Dependiendo de su tamaño, se denominan “salas de servidores” o “centros de datos”.

Los data center son comúnmente administrados por grandes empresas o agencias gubernamentales. Sin embargo, también se utilizan cada vez más para proporcionar un servicio de solución en nube de rápido crecimiento para aplicaciones privadas y empresariales.
Las características básicas son las mismas, independientemente del tamaño de los datos, porque el éxito de cada empresa depende invariablemente de operaciones de software suaves, y éstas tienen que ser salvaguardadas.

Computadoras, por supuesto, requieren electricidad, así como la protección contra el robo y la manipulación accidental o intencional de hardware. En pocas palabras, uno tiene que proteger los centros de datos contra influencias externas y proporcionarles suficiente enfriamiento. Después de todo, hay un montón de hardware potente sentado en un solo lugar. Además de estos factores “duros”, también hay que tener en cuenta las medidas organizativas, como las copias de seguridad periódicas que aseguran la operabilidad. Por regla general, cuanto más extenso y crítico sea el hardware y el software, más tiempo y esfuerzo se requieren para proporcionar una protección óptima.

Por este motivo, un centro de datos consiste preferentemente en un edificio robusto y bien construido que alberga servidores, dispositivos de almacenamiento, cables y una conexión a Internet. Además, el centro también tiene una gran cantidad de equipo asociado con el suministro de energía y refrigeración, ya menudo sistemas automáticos de extinción de incendios.

Un indicador del nivel de seguridad es proporcionado por la clasificación “nivel” según lo definido por el American National Standards Institute (ANSI).

Durante el diseño del centro de datos SAP, los requisitos de nivel 4 se utilizaron como principios rectores.

La clave del éxito radica en el diseño robusto de cada componente individual y especialmente en la redundancia de todos los componentes críticos. Esto asegura que SAP puede contar con su “cerebro” en cualquier momento, y los clientes de SAP pueden confiar en la disponibilidad contractualmente garantizada de las aplicaciones en la nube que se ejecutan en el centro de datos.

Fuente de alimentación

El centro de datos está conectado a dos sectores separados de la red operados por la compañía local de servicios públicos. Si un sector fallara, entonces el segundo se asegurará de que la energía todavía se suministra.

Además, el centro de datos cuenta con 13 generadores diesel, que se alojan en un edificio separado. Juntos, pueden producir un total de 29 megavatios, una salida que es suficiente para cubrir la demanda de electricidad del data center en una emergencia. Los motores diesel están configurados para operaciones continuas y siempre están en un estado precalentado para que puedan ser arrancados rápidamente en caso de un incidente. Sólo se necesita un corte en uno de los sectores externos de la red para activar automáticamente los generadores.
Tanto la empresa de servicios públicos local como los generadores diesel suministran electricidad con un voltaje de 20 kilovoltios (kV), que luego se transforma en el centro de datos a 220 o 380 voltios.

Dentro del centro de datos, las baterías de bloque garantizan que todas las aplicaciones operativas puedan funcionar durante 15 minutos. Este sistema de respaldo hace posible suministrar energía desde el momento en que una compañía de servicios públicos experimenta un apagón total hasta el momento en que los generadores diesel comienzan a funcionar.

La fuente de alimentación ininterrumpida (UPS Uninterruptible Power Supply) también asegura que la calidad permanezca constante. Compensa las fluctuaciones de voltaje y frecuencia y por lo tanto protege eficazmente los componentes y sistemas electrónicos sensibles de la computadora. Un sistema de suministro de energía de diseño redundante es otra característica del centro de datos. Esto permite realizar reparaciones en una red, por ejemplo, sin tener que apagar servidores, bases de datos o equipos eléctricos.

Varios servidores o unidades de almacenamiento tienen múltiples unidades de fuente de alimentación redundantes, que transforman la tensión de alimentación de los dos sectores de rejilla a la tensión de funcionamiento. Esto asegura que un fallo de una o dos unidades de fuente de alimentación no cause ningún problema.

Enfriamiento o Cooling

Todos los componentes electrónicos y especialmente los procesadores generan calor cuando están en funcionamiento. Si no se disipa, la eficiencia del procesador disminuye, en casos extremos, hasta el punto de que el componente podría fallar. Por lo tanto, el enfriamiento de un centro de datos es esencial, y debido a la potencia de computación concentrada, los costos para hacerlo son considerables.

Por esta razón, los servidores se instalan en bastidores, que básicamente se asemejan estanterías especialmente estandarizadas. Se disponen de manera que dos filas de estantes se enfrentan entre sí, creando de este modo un pasillo desde el que es accesible el lado frontal del servidor. Los pasillos están cubiertos por encima y cerrados en los extremos por las puertas. El aire frío a una temperatura de 24 a 26 ° C es soplado a través de agujeros en el piso, fluye a través de los estantes y disipa el calor emitido por los servidores.

Generalmente, una sala de servidores contendrá varias de estas filas de servidores “cerradas”. El aire caliente de la sala de servidores es eliminado por el sistema de aire acondicionado. Sin embargo, incluso el sistema de aire acondicionado tiene que disipar el calor. Cuando la temperatura exterior es inferior a 12 a 13 ° C, se puede utilizar aire exterior para enfriar eficazmente el calor absorbido por los sistemas de aire acondicionado.

A temperaturas exteriores más altas, los sistemas de aire acondicionado se enfrían con agua, gracias a seis unidades de refrigeración. No todos se utilizan para enfriar el centro de datos, dado que algunos se utilizan como unidades de reserva. Si falla un sistema de enfriamiento, debe cubrirse el tiempo hasta que la unidad de respaldo esté operativa. Con este fin, 300.000 litros de agua helada (4 ° C) están disponibles para absorber el calor de los sistemas de aire acondicionado durante este período.

Para rematar, las unidades turbo-refrigeración también tienen que disipar el calor. Hay 18 intercambiadores de calor en el techo del centro de datos para este propósito, que liberan aire caliente al ambiente.

A temperaturas exteriores superiores a 26 ° C, los intercambiadores de calor se espolvorean con agua para que la disipación del calor sea más efectiva mediante el enfriamiento evaporativo. Las grandes cantidades de agua consumidas en el verano están cubiertas por obras de agua asignadas al centro de datos. El sistema de abastecimiento de agua municipal proporciona una reserva de suministro en este caso y actúa como una seguridad a prueba de fallos.

Leave a Reply