Как работает хранилище интернета: 13 вопросов и ответов о том, как устроены дата-центры

90% информации было создано человечеством всего за последние 2 года. Это триллионы гигабайтов музыки, текстов, цифр и видео. Все это нужно где-то хранить и обрабатывать. Для этого необходимы дата-центры. Что это и как они работают?

Недавно мы побывали на презентации новенького дата-центра компании De Novo

Дата-центры — это важный элемент мировой инфраструктуры, без которого не было бы интернета и многих программ, которыми ты пользуешься.   

Что же такое дата-центры?

Дата-центры или центры обработки данных (ЦОДы) — это специальное помещение или здание, в котором размещаются сервера. Выглядит это все почти как библиотека: стеллажи, шкафы, только вместо книг —  провода, мигающие лампочки и компьютеры, много компьютеров. На них же хранится и обрабатывается информация.

Дата-центр изнутри

Дата-центр изнутри, фото: Leonardo Rizzi

А почему дата-центры — хранилища интернета?

Представь, что интернет — это огромная железная дорога планетарного масштаба. А информация —  это поезда с вагонами, которые загружены гифками, видео, текстами и играми. Поезда доставляют груз от одной станции к другой. Дата-центры и являются этими станциями. За состоянием станций и поездов следят сотрудники железной дороги — это компании-операторы дата-центров.

Именно на этих станциях-дата-центрах и хранятся твои посты в Фейсбуке, фото с дней рождений и история поиска в Google (даже та, которую ты хотел бы скрыть).  

И как устроены эти станции-дата-центры?

В дата-центрах есть серверы и накопители данных, которые хранят и обрабатывают всю информацию в интернете.

По каналам связи и с помощью сетевого оборудования данные попадают в дата-центр и передаются пользователям.

Специальные инженерные системы обеспечивают бесперебойную работу дата-центров: поставляют им электричество, охлаждают их, заботятся о физической безопасности.  

А они большие?  

Бывают как совсем мелкие дата-центры, "упакованные" в грузовой контейнер 6х12 метров — их можно транспортировать. А бывают и мастодонты до 11 этажей в высоту и площадью в сотни тысяч квадратных метров.

Например, на графике ниже, не самый крупный ЦОД Google. А по площади он как 13 НСК "Олимпийский".

Размеры дата-центров

И сколько в мире дата-центров?

Сейчас их больше 4 миллионов, и количество растет, хоть и не очень быстро. За последние пять лет в мире было построено всего 80 тыс. новых дата-центров. Третья часть которых используется для колокейшна — это когда ты приносишь в дата-центр собственное оборудование, и аренды стоек с серверами ЦОДа. Остаток используется для запуска и поддержки облаков, бэкапов и прочего.

По прогнозам, с 2017 до 2023 года рынок ЦОДов вырастет в 2 раза.  

Рынок дата-центров

Неужели информации настолько много, что нужно так много места для ее хранения?  

В 2017 количество пользователей интернета достигло 3,7 миллиардов. Каждый из них оставляет следы в сети: пост, фотку, файл, залитый на файлообменник.

За те 4 минуты, пока ты будешь читаешь эту статью, в интернете появятся 1,6 млн твитов, 160 тыс. фоток в Instagram, будет отправлено 12 млн поисковых запросов в Google, просмотрено 16 млн роликов на Youtube, а Amazon заработает почти миллион долларов на продажах.  

Сколько данных производится в минуту

Сколько данных производится в минуту, источник: Domo

Жесть. Всего за 4 минуты так много информации!

Да, и ее становится только больше. Смотри на график ниже — он показывает, как растет объем информации на планете.  

Количество информации растет

Чтобы было понятнее: тот объем цифровой информации, который будет в 2025 году, можно записать на 625 миллиардов IPhone X (с объемом памяти 256 Гб) или сохранить ее в мозгу 64 миллионов человек. Это как население Франции или Британии.

За сутки средний ЦОД обрабатывает огромное количество данных. Снова сравнение, чтобы было понятнее: за сутки он может обработать 1,6 млрд копий "Титаника" в HD-качестве.

Что происходит в дата-центре за сутки

А что если нам не хватит дата-центров?

По прогнозам Cisco, мы заполним информацией только половину ЦОДов к 2020 году.

 

Системы хранения в ЦОДах

График: ColoBridge

А какие услуги предоставляют центры обработки данных?

Они сдают в аренду стойки или шкафы с сетевым оборудованием, сервера, поддерживают виртуальный хостинг. Также можно принести в дата-центр собственное "железо", где о нем позаботится оператор — это называется колокейшн.  

Помимо этих услуг, операторы могут, по желанию клиентов, делать бэкап информации, вести поддержку административных серверов или же предоставлять облачные решения: IaаS, PaаS, SaаS. То есть на базе дата-центра могут функционировать, например, твои любимое приложение: Instagram, Facebook, Messenger, Telegram.

"Облака" — самый быстрорастущий сегмент рынка услуг ІТ в мире. У них есть преимущества для малого и среднего бизнеса: они дешевле, подлежат масштабированию и с ними можно быстро начать работать. Согласно прогнозам Cisco, к 2021 году 94% рабочей нагрузки и вычислений будет производится именно в "облаках".

 

Большинство информации в дата-центрах — расчеты, базы данных и аналитика

Раз дата-центры хранят информацию, значит они хорошо охраняются?

Конечно. Здания дата-центров проектируются и оснащаются в соответствии с определенными стандартами. Согласно стандарту, дата-центр должны быть самодостаточны и защищены. То есть оборудование должно иметь постоянный доступ к электричеству, охлаждению и сети интернету. А сервера также должны быть защищены — как от взлома хакерами, так и от рейдерских атак и краж.

У крутых дата-центров любые регламентные работы вообще никак не отражаются на пользователях, пользователи всегда имеют доступ к своим данным.  

На данный момент в мире насчитывается всего 107 дата-центров, сертифицированных по самому крутому стандарту Tier 4. Больше всего их в Саудовской Аравии — 12.

Сотрудникам дата-центров, наверное, очень скучно? Там только длинные ряды оборудования и никаких развлечений

Вовсе нет, например, некоторые дата-центры — произведения о искусства. Они могут размещаться на берегу Балтийского моря, в Аризонской пустыне или же на самом холодном материке на планете —  в Антарктиде, там точно не заскучаешь.

Существуют ЦОДы в ядерных бункерах и часовнях: с фонтанами, парками, кофейнями и лавочками внутри, или же на морских платформах времен Второй мировой войны.   

Их фасады могут быть экологичными.

Дата-центр во Франкфурте

Дата-центр Citigroup, Франкфурт — считается самым "зеленым" в мире, фото: ttsp hwp seidel

Или же футуристичными.

Дата-центр в Пекине

Digital Beijing, Пекин — огромный бетонный дата-центр в форме куба. Его стены изрезаны каналами, которые напоминают штрих-код, фото: Daniel Case

А некоторые могут напоминать курятник.

Вычислительные курятник

"Вычислительный курятник Yahoo", фото: Data Center Knowledge

Такие громадины, наверное, жрут много электроэнергии…

Да, очень много. Все ЦОДы мира потребляют в 5 раз больше электроэнергии, чем вся Украина.

До 2% выбросов парниковых газов приходится на дата-центры — это цена за мемы, гифки и стримы "Майнкрафта".

Потребление э/э дата-центрами

Я за природу! Будем закрывать ЦОДы?

Не спеши. Одним из трендов в индустрии услуг IT является экологичность. Например, больше половины серверов и систем охлаждения дата-центра Apple в Северной Каролине питаются электричеством от 400 тыс. квадратных метров солнечных батарей, расположенных вокруг центра. Остаток энергию вырабатывает станция, работающая на биотопливе.  

Солнечная ферма дата-центра Эпл

Так выглядит солнечная ферма Apple в Северной Каролине, фото: WCNC-TV

Еще в 1998 была запущена частная программа сертификации зеленого строительства — LEED. Компании, которые выполняют нормативы LEED, получают льготы от государства, а также экономят от 25 до 65% электроэнергии. Сегодня всего около 25 дата-центров имеют наивысший — платиновый статус LEED.

 

В целом, к 2025 рынок "зеленых" дата-центров вырастет в 2 раза.  

Зеленые дата-центры

А в Украине есть дата-центры?  

Конечно! На рынке представлено 35 операторов. Чуть меньше половины из них —  небольшие компании с незначительной долей рынка.

70% украинского рынка дата-центров принадлежит трем операторам: De Novo (к ним мы ходили на экскурсию), Be Mobile и "Парковый".

Рынок дата-центров в Украины



Ты каждый день узнаешь новости из ленты в Фейсбуке, покупаешь билеты через онлайн-сервисы, бронируешь гостиницу в два клика, залипаешь в свободное время в играх, читаешь эту статью — и все это в интернете. Это все возможно благодаря дата-центрам. Которые, как неизвестные герои, остаются в тени. Но теперь ты знаешь о них все (или почти все).

Понравилось? Лайкни нас на Facebook