Data Centers: Infraestructura, Diseño y Componentes Clave

Un Data Center, o Centro de Datos, incluye edificios, instalaciones y salas que contienen servidores de empresa, equipos de comunicaciones entre servidores, equipos de refrigeración y equipos de alimentación, y que prestan algún tipo de servicio de datos.

Propósitos

  • Compilar y proteger los datos de una compañía.
  • Almacenar, procesar e intercambiar información digital.
  • Proveer aplicaciones y servicios (alojamiento web, intranet, telecomunicaciones).

Arquitectura

Arquitectura Física

  • Capacidad de Ubicación
  • Seguridad
  • Servicio de alimentación

Arquitectura Lógica

  • Routers
  • Switches
  • Virtualización de servidores
  • Sistemas de almacenamiento de respaldo

Clasificación (Tier)

  • Tier I (Infraestructura Básica)
  • Tier II (Infraestructura con componentes redundantes)
  • Tier III (Infraestructura con Mantenimiento simultáneo)
  • Tier IV (Infraestructura Tolerante a Fallas)

Características Físicas

  • Corriente Eléctrica: Generadores, baterías UPS, Transformadores
  • Sistema de enfriamiento: Sistemas que remueven el calor del data center, Aires acondicionados
  • Cableado
  • Rejillas y Estructura
  • Techos caídos y pisos levantados
  • Administración: Sistemas de administración de redes. Hardware y software de monitoreo. Efectividad del consumo energético (PUE). Mide la eficiencia con la que un Data Center utiliza la energía que consume.

Tipos de Centros de Datos

  • Centro de datos empresarial: Propiedad de la organización que los explota y exclusivamente para su propio uso.
  • Las instalaciones de hosting gestionado: Clientes alquilan capacidad de servidores en lugar de ser sus propietarios y quienes lo operan. Dedicado, uso exclusivo de los servidores o compartido.
  • Los centros de datos Colocation (Housing): Clientes pueden albergar sus propios equipos de misión crítica dentro de unas instalaciones propiedad de un tercero y presta toda la infraestructura de soporte necesaria.

Computación en la Nube

  • Software como servicio: Ofrecen el software como un servicio por Internet.
  • Plataforma como servicio: Pila de soluciones como servicio. Facilitan el despliegue de aplicaciones.
  • Infraestructura como servicio: Ofrecen normalmente un entorno de virtualización como servicio.

Impacto en el Diseño

  • Mayores niveles de seguridad y resiliencia
  • Requisitos de auditoría más exigentes

Proceso de Diseño y Proyecto

  • Aumento de la capacidad TI
  • Instrucciones del cliente: A alto nivel de las exigencias.
  • Objetivo en PUE

Impacto del Tiempo de Inactividad

Tiempo de indisponibilidad del sistema, de recuperación del sistema/empresa. (Indisponibilidad + recuperación) multiplicándolo coste total por hora para la empresa de la disponibilidad.

Consideraciones Relativas a la Selección

Riesgos ambientales, físicos, Suministros de servicios. TIA 942 y BICSI 002 disponen criterios para la selección de los emplazamientos, distancias recomendadas de separación a diversos peligros identificados.

  • 13 kilómetros de distancia: Bases o instalaciones militares, aeropuertos menores.
  • 8 kilómetros de distancia: Aeropuertos importantes, Plantas de energías.

Layout del Data Center Típico

  • Rack de Servidores
  • Sala de Operación
  • Puerta de Seguridad (dos planchas de acero gruesas, cerradura electromagnética, las bisagras de alta resistencia)
  • Cámaras de Seguridad IP
  • Aire Acondicionado de Precisión (tienen capacidad de enfriar, calentar, humidificar y deshumidificar)
  • PDU (protegen a la carga de ruidos y picos eléctricos.)
  • Piso de acceso elevado (permiten el flujo de aire hacia los equipos del DC)
  • Detección y Extinción de incendios (agentes Limpios son gases que se caracterizan por ser incoloros, inodoros, insípidos remover el calor)

Altura mínima entre piso y techo 4,5m, desde el suelo técnico 3,1 m. Paredes entre la sala informática deben tener una resistencia al fuego mínima de 1 hora. De cara al futuro – Centro de datos contenedores: Pueden albergarse en recintos portátiles. Menores costes de construcción y la portabilidad y flexibilidad para su ubicación.

Principios de Refrigeración

Ofrecer un entorno adecuado para los equipos, racks que superan los 40kW. La alimentación de los equipos de TI consume el 50% de la energía entrante. La refrigeración y las perdidas el resto. Acondicionador de aire para salas informáticas (CRAC): Evaporador refrigerante (absorber el calor procedente de la sala informática) Compresor. Filtros de aire. Manejadora de aire de salas informáticas (CRAH): Intercambiador de calor absorber el calor procedente de la sala informática y descargarlo en el agua refrigerada. Filtros de aire.

  • Pasillo frío (lado de entrada de aire): Los racks están uno frente a otro, Frontal de los racks en la línea de las losetas, Anchura mínima del pasillo: 48”
  • Pasillo caliente (lado de salida): Racks de máquinas/equipos uno contra otro, Fila de baldosas extraíbles para cableado , Parte inferior de los rack/gabinetes sellada.
  • Pasillo frío contenido: Suministro uniforme de aire frío ya que el volumen del pasillo es mucho menor que el volumen de la sala.
  • El falso techo como vía de aire de retorno para crear una cámara de aire caliente.

Tipos de Equipamiento

Equipos que generan datos (Servidores), que almacenan datos (Dispositivos de almacenamiento), que transportan datos (Dispositivos de red) Una unidad rack la altura del equipamiento para ser montado en un rack de 19 ó 23 pulgadas de ancho. Los racks son de 45U. Servidor de 1U – “Caja de Pizza”: 350W – 400W/unidad. que las aplicaciones se alojen en dispositivos físicos diferentes. Chasis de tamaño 2, 3 y 5 U disponibles. Servidor Blade chasis hasta 14U, para propósitos específicos como alojamiento web, virtualización y computación en cluster.

Tecnología de Almacenamiento

  • Direct Attached Storage: Almacenamiento compartido, basado en SCSI (Small Computers System Interface). Puede aumentar la disponibilidad de datos. RAID (Redundant Array of Independent Disks): Disposición de discos independientes. Clustering: Un grupo de dispositivos conectados por una red.
  • Network Attached Storage: Almacenamiento compartido basado en LAN, rendimiento menor que DAS, comprenden uno o más discos duros organizados en contenedores, NAS está diseñado para compartir la información en red.
  • Storage Area Network: Almacenamiento de conexión directa de alta velocidad, conexiones de fibra óptica, conmutadores de almacenamiento hacen que SAN resulte modular, nuevas tecnologías incluyen iSCSI, AoE y FcoE.

Dispositivos de Almacenamiento

Arrays de discos y los sistemas de cintas. Los arrays de discos son un sistema de almacenamiento que contiene múltiples unidades de disco, memoria caché, funcionalidades avanzadas como RAID y virtualización.

  • RAID 0 (Data Striping): Distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos, dividirá operaciones de lectura y escritura en bloques de igual tamaño, distribuirá información equitativamente.
  • RAID 1 (Mirroring): Crea una copia exacta (o espejo) de un conjunto de datos en dos o más discos, uso de controladoras de disco independientes (splitting)
  • RAID 5 (distribuido con paridad): División de datos a nivel de bloques distribuyendo la información de paridad entre todos los discos miembros del conjunto, mínimo de 3 discos, si falla un disco del conjunto, los bloques de paridad de los restantes son combinados matemáticamente.

Disco de reserva (Hot Spare): Disco duro que se puede utilizar en los sistemas RAID. Se mantiene inactivo hasta que uno de los discos activos falla.

Librería de Cintas: Contiene unidades de cintas, una serie de slots contiene cartuchos de cinta, un lector de códigos de barras, y un método automatizado para cargar las Cintas.

Una unidad de estado sólido (Solid State Drive) es un dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria en estado sólido proporcionar acceso a los datos de manera continua.

Virtualización es la creación de una versión virtual, como una plataforma de hardware, sistema operativo, recursos de red.

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