مفهوم دیتاسنتر Data Center یا همان مرکز داده

مفهوم دیتاسنتر Data Center یا همان مرکز داده

استفاده از اینترنت برای مردم عادی به‌سادگی امکان‌پذیر نبود، چراکه استفاده از امکانات اینترنت نیاز به  دانش خاصی داشت. محیط خط فرمانی (Command Line) و ساختار غیر گرافیکی اینترنت سبب شده بود که کاربران عادی علاقه چندانی به استفاده از اینترنت نداشته باشند.

در اوایل دهه ۹۰، پس از به وجود آمدن مفهوم وب در اینترنت (سال ۱۹۹۳) و پروتکل HTTP که به‌سادگی امکان به اشتراک گذاشتن مستندات در اینترنت را در اختیار کاربران قرار می‌داد، روزبه‌روز بر تعداد کاربران اینترنت افزوده شد. از سوی دیگر با اضافه شدن کاربران اینترنت، حجم مستندات نیز روزبه‌روز افزایش یافت. مسلماً خطوط سابق اینترنتی و سرورهای موجود، توانایی جوابگویی به خیل عظیم کاربران را نداشتند. همچنین با زیاد شدن کاربران و بالا رفتن حجم مستندات و نیز سادگی انتشار اطلاعات در اینترنت، مفاهیم تجاری نیز وارد عرصه اینترنت شدند. شرکت‌های تجاری نیاز به سرورهایی داشتند که این امکان را به آنها بدهد که به‌سادگی و با سرعت بتوانند اطلاعات خود را در اختیار مشتریان و کاربران خود قرار دهند.

شکل 1 : Data Center

شاید در بسیاری از شرکت‌های بزرگ و کوچک اتاقی به نام اتاق سرور وجود داشته باشد، همان‌طور که از اسم آن پیداست، این اتاق مخصوص سرور است، سرورها باید به کاربران سرویس دهند و این سرویس‌دهی باید به‌صورت بی‌وقفه اتفاق بیفتد ولی این امکان وجود نداشت که هر شرکت یا سازمانی که قصد راه‌اندازی سایت‌های اینترنتی را دارد، خود رأساً اقدام به راه‌اندازی سرور خود کند، چراکه با وجود کاربران زیاد این سایت‌ها و حجم بالای ترافیک، نیاز به اتصال‌هایی با سرعت‌های بسیار بالا وجود داشت که مسلماً حتی در صورتی که این امکان از لحاظ عملی وجود داشته باشد، هزینه بالایی را می‌طلبید. حتماً تابه‌حال برایتان پیش آمده است که درب کیس کامپیوتر خود را باز کنید، حتماً میزان زیادی از گردوغبار انباشته‌شده در کیس را مشاهده کرده‌اید، این گردوغبار معمولاً به دلیل اینکه کیس کامپیوتر روی زمین قرار می‌گیرد و کیس‌ها برای خنک کردن قطعات داخل کیس معمولاً بیش از یک فن برای جابجایی هوا در آنها تعبیه شده که حالت مکنده دارند و این امر باعث نفوذ گردوغبار به درون کیس می‌شود. در سرورهای مخصوصی که وظیفه ارائه سرویس بی‌وقفه را دارند شرایط یادشده برابر است با خرابی و فرسودگی زودرس قطعات سرور و درنتیجه اختلال در سرویس‌دهی. نکته دیگری وجود دارد که باعث اختلال در سرویس‌دهی خواهد شد، قطع شدن برق هم تهدید بزرگی برای اختلال در سرویس‌دهی است.

راه حلی که برای این مشکل به نظر رسید، راه‌اندازی مراکز خاصی تحت عنوان Data Center یا مراکز داده‌ای بود. Data Center ها با در اختیار داشتن اتصالات پرسرعت ای به اینترنت و همچنین در اختیار داشتن سرورهای قوی و متعدد، امکان راه‌اندازی سرورهای وب را برای عموم مردم ممکن ساختند.

شرکت‌های تجاری و مردم می‌توانستند با اجاره کردن فضای محدودی در این سرورها، سایت‌های وب خود را معرض دید عموم قرار دهند. برخی شرکت‌های بزرگ نیز با توجه به نیاز خود، اقدام به اجاره کردن یک سرور در مرکز داده‌ای می‌کردند و آن را از راه دور با ابزارهای خاص کنترل می‌کردند.

اکنون با توجه به رشد سریع اینترنت، روزبه‌روز به تعداد Data Center ها اضافه می‌شود به‌طوری که در حال حاضر در اکثر کشورهای پیشرفته این مراکز وجود دارند. تمرکز این مراکز بخصوص در کشور امریکا بسیار زیاد است. دلیل آن ارزان بودن نرخ اتصال به اینترنت و همچنین در دسترس بودن سرعت‌های بالا است. برخی از این Data Center از طریق خطوط مختلف فیبر نوری، پهنای باندی بیش از۴Gbps را در اختیار دارند و تعداد سرورهای این Data Center معمولاً بیش از ۱۰۰۰ است که بر اساس مشخصات به متقاضیان اجاره داده می‌شود.

پارامترهای زیادی در قیمت اجاره ماهانه یک سرور تأثیرگذار است که می‌توان به‌سرعت CPU، مقدار حافظه RAM و اندازه Hard Disk، حداکثر ترافیکی که ماهانه در اختیار هر سرور قرار می‌گیرد، سیستم‌عامل سرور و همچنین سابقه مرکز داده‌ای بستگی دارد.

 مشخصات یک Data Center

Data Center های متفاوتی در نقاط دنیا وجود دارد که با توجه به نیاز و همچنین شرایط منطقه‌ای طراحی و ساخته شده‌اند. استاندارد خاصی برای یک DataCenter وجود ندارد اما در اینجا سعی شده است به برخی از مشخصات عمومی یک مرکز داده‌ای اشاره شود.

در اختیار داشتن اتصالات مختلف به اینترنت از طریق ISP و ICP های مختلف

به‌طورمعمول یک Data Center برای اتصال به اینترنت از چندین اتصال مختلف استفاده می‌کند تا در صورتی که هر یک از اتصالات به دلیلی از کار افتادند، در سرویس‌دهی مرکز وقفه‌ای پیش نیاید.

برای اجرای بهترین نوع سرویس‌دهی در یک مرکز داده معمولاً ISP و مرکز داده در کنار هم راه‌اندازی می‌شوند، در غیر این صورت یک مرکز داده از طریق اتصالات مختلفی به اینترنت متصل باشد. ایجاد حداقل دو Link ارتباطی مستقل و مجزا برای برقراری ارتباط مرکز داده با Internet لازم است، مانند لینک زمینی و لینک ماهواره‌ای.

مشخصات ساختمان مرکز داده

• نزدیک‌ترین فاصله به Backbone مخابراتی
• دارا بودن فضای کافی جهت گسترش مرکز داده
•  مقاوم در برابر حوادث طبیعی
• مقاوم در برابر حوادث امنیتی مانند آتش‌سوزی، حملات هوایی، حملات شیمیایی و هسته‌ای، حملات الکترونیکی، بمب‌گذاری
• امکان برخورداری از ارتباطات حداقل 2 منطقه مخابراتی مستقل و متفاوت
•  امکان برخورداری از اتصال به 2 شبکه برق مستقل و متفاوت

وجود سیستم قدرت پشتیبان

یکی از مهم‌ترین مسائل در Data Center سرویس‌دهی بدون وقفه به مشتریان است. با توجه به امکان قطع برق به دلایل مختلف همچون حوادث غیرمترقبه یا جنگ، نیاز به سیستم برق پشتیبان ضروری است. معمولاً Data Center های بزرگ از UPS های مخصوصی استفاده می‌کنند که امکان سرویس‌دهی به بیش از ۱۰۰ کامپیوتر را دارند. علاوه بر سیستم UPS، ژنراتورهای قوی نیز در مرکز داده‌ای وجود دارند تا در صورت قطع بلندمدت برق، سرویس‌دهی بدون وقفه انجام شود. ژنراتورها و مولدهای قوی برق آماده تأمین نیروی برق لازم در صورت بروز اختلال می‌باشند.

وجود سرورهای متعدد

هدف اصلی یک Data Center در اختیار گذاشتن سرورهای وب برای مشتریان است. سرورهای مورد استفاده با توجه به نیاز و امکاناتData Center تعیین می‌شود. تنها تفاوت مهم، نوع سرورهای مورد استفاده توسط Data Center است. در DataCenter ها از دو نوع سرور استفاده می‌شود:

سرورهای Rackmount و یا سرورهای Desktop. با توجه به حجم کم سرورهای Rackmount این امکان برای مرکز داده‌ای فراهم می‌شود که در فضایی کوچک، تعداد زیادی سرور قرار گیرد؛ اما مسئله مهم در این نوع سرورها، قیمت بالای این سرورها نسبت به سرورهایDesktop است. علاوه بر این امکان ارتقاء سرورهای Rack Mount تنها به مقدار اندک امکان‌پذیر است. با توجه به این موضوع اکثرData Center از سرورهای Desktop استفاده می‌کنند. در کنار هر مرکز داده دو مرکز دیگر آماده انجام عملیـات هستند. یکی مرکز بازیافت اطلاعات آسیب‌دیده که وظیفه بازیابی اطلاعات آسیب‌دیده را بر عهده دارد مرکز دوم مرکز کنترل و فرمان است که مدیریت انسانی مرکز داده‌ای را به عهده دارد، در این مرکز افرادی با تخصص بالا و با دستمزدهای بسیار بالا کار می‌کنند.

مشخصات فیزیکی

با توجه به این نکته که اکثر سرورهای وب از نوع Desktop هستند، ساختمان‌های مراکز داده‌ای اکثراً با سقف‌های بلند ساخته می‌شوند که علاوه بر تهویه هوا، امکان قرار دادن سرورهای بیشتر را می‌دهند. همچنین در تمامی DataCenter ها، مسیرهایی برای گذراندن کابل‌های شبکه و همچنین کابل‌های برق وجود دارد. علاوه بر اینها، وجود سیستم تهویه قوی برای پایین نگه‌داشتن دمای سرورها ضروری است.

در این اماکن خطوط متعدد فیبر نوری با پهنای باند بالا بالاترین سرعت انتقال داده و اطلاعات را تأمین می‌کنند. تجهیزات پرسرعت مانند ابرکامپیوترها (Main Frame) و پردازنده‌های بسیار سریع و موازی بالاترین سرعت دسترسی را در اختیار می‌گذارند. سیستم‌های پیشرفته تنظیم دما و حرارت، تنظیم رطوبت و کنترل ترکیبات هوای محیط بهینه‌ترین شرایط را برای کار تجهیزات مهیا می‌سازند و تجهیزات مانیتورینگ دقیق، لحظه‌به‌لحظه وضعیت‌های مختلف را کنترل و بازنگری می‌کنند. بناهای مستحکم در اعماق زمین نه‌تنها توان تحمل شدیدترین زلزله‌ها را دارند، بلکه در مقابل قوی‌ترین بمب‌های هسته‌ای موجود آسیبی نمی‌بینند. سیستم‌های پشتیبان‌گیری، از اطلاعات در فواصل زمانی مشخص بر طبق آخرین تکنیک‌های موجود نسخه‌های پشتیبان تهیه می‌کنند

نفوذپذیری فیزیکی در مراکز داده باید از درصد امنیتی بالایی برخوردار باشد به‌طوری که گفته می‌شود دولت آمریکا به‌منظور ارتقای ضریب ایمنی مراکز اطلاعاتی خود بانک‌های اطلاعاتی و کارگزاران شبکه خود را در مکان‌های با امنیت بالا نگهداری می‌کند. بعضی از این اماکن محوطه‌های وسیعی در اعماق کوه‌های راکی، در نقاط پنهانی از اعماق صحراهای نوادا و آریزونا، در زیر یخچال‌های آلاسکا و در اعماق اقیانوس‌ها می‌باشند. این نقاط با شدیدترین تدابیر امنیتی حفاظت می‌شوند از طرف دیگر پیش‌بینی‌های ایمنی تهدیدات فیزیکی، ازجمله آتش‌سوزی و بلایای طبیعی را به حداقل رسانده است. تجهیزات حفاظتی، امکان دستبرد و یا آسیب هوشمندانه فیزیکی را کاهش داده است و پوشش‌های مخصوص، تجهیزات را از تهدید امواج مختلف از قبیل امواج ماکروویو و یا میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی یا تولیدشده از خود تجهیزات محافظت می‌کنند.

 اقدامات لازم جهت ایجاد Data Center

• طراحی اولیه platform و تهیه نقشه‌های فنی
• اخذ مجوزهای لازم
• تهیه تجهیزات سخت‌افزار (کامپیوترها، دستگاه ذخیره‌سازی اطلاعات)
• تهیه تجهیزات شبکه و کابل‌کشی
• تهیه تجهیزات برق اضطراری، ژنراتور و (UPS)
• مستندات
• برآورد هزینه
• تأمین بودجه
• سفارش، خرید و حمل
• تأمین محل بررسی مخابراتی، ساختمان مناسب، خرید ساختمان
• تأمین Link اینترنت مورد نیاز و خطوط تلفن
• تهیه نقشه‌های لازم، Cabling، معماری، عملیات بنایی، کنترل و دسترسی، اطفاء حریق، برق اضطراری، UPS، ژنراتور، نصب شبکه برق
• آماده‌سازی گروه اجرا و پشتیبانی (انتخاب، آموزش)
• مدیریت سازمانی (آماده‌سازی و تدوین چارت سازمانی، روش‌ها، گردش عملیات)
• نصب و راه‌اندازی تجهیزات
• تست‌های اولیه و Stress Testing
• ایجاد Call Center و مرکز پاسخگویی به مشترکان

 معیارهای طراحی یک دیتاسنتر

• ضریب اطمینان و دسترسی بالا (High Availability)
• سهولت در توسعه مرکز (Scalability)
• راه‌حل‌های امنیتی (Security Solutions)
• سهولت مدیریت (Manageability)
• اجزای اصلی پیاده‌سازی (Data Center)

 نحوه در اختیار گرفتن یک سرور وب

پس‌ازاینکه متقاضی سرور، با شرایط قراردادی که Data Center مفاد آن را تنظیم کرده موافقت کرد، یک سرور در اختیار وی گذاشته می‌شود. بسته به نوع قرارداد سرور می‌تواند تنها شامل سیستم‌عامل و یا نرم‌افزارهای کمکی همچون نرم‌افزارهای FTP و یا Control Panel سایت باشد. در صورتی که این نرم‌افزارها بر روی سرور نصب نشده باشد، متقاضی خود باید این نرم‌افزارها را نصب کند. متقاضی اکثراً از طریق Remote terminal ها و یا نرم‌افزارهای خاصی مانند PCAnywere سرور خود را از راه دور کنترل می‌کند. پس از نصب و تنظیمات نرم‌افزاری، سرور آماده سرویس‌دهی می‌شود و بر حسب نیاز متقاضی استفاده می‌شود.

نکته قابل‌توجه، کنترل سرورها توسط متقاضی از راه دور است. با توجه به این موضوع مسئولیت کلیه مسائل و مشکلات سرور ازجمله از کار افتادن سرویس‌ها و نرم‌افزارها و یا حملات هکری به عهده متقاضی است. البته در شرایط خاص و پرداخت مبالغ معین متقاضی می‌تواند از خدمات Data Center استفاده کند.

هرچند در شرایط بحرانی همچون حملات گسترده که منجر به از کار افتادن تمامی سرورها شود، معمولاً Data Center برای سرویس‌دهی به‌تمامی سرورها به مشکل برخورد می‌کنند که در این صورت طبق اولویت‌های خود اقدام به رفع مشکل می‌کنند.

آیا امکان راه‌اندازی چنین مرکزی در ایران وجود دارد؟ این سؤالی است که در بخش بعد به آن می‌پردازم.

شرکت‌های ایرانی از روش‌های متفاوتی برای راه‌اندازی سایت‌های خود استفاده می‌کنند. برخی از امکانات ISP های داخلی استفاده می‌کنند. این روش علیرغم این که امکان پشتیبانی مناسبی را برای مدیر سایت فراهم می‌کند، اما از سوی دیگر به دلیل پایین بودن پهنای باند ISP های ایرانی و همچنین نامتقارن بودن اتصالات (پایین‌تر بودن پهنای باند ارسال نسبت به دریافت) و همچنین بالا بودن ترافیک در برخی ساعات خاص، عملاً باعث کند شدن سایت می‌شود.

روش دیگر، استفاده از امکانات شرکت‌های خارجی است که به روش‌های مختلفی انجام می‌پذیرد، این روش‌ها علاوه بر بالا بردن هزینه‌ها، مشکلات خاصی را برای سایت‌های ایرانی به وجود آورده است که از مهم‌ترین آنها می‌توان به مسائل امنیتی اشاره کرد که برای مدتی بزرگ‌ترین دغدغه مدیران سایتهای ایرانی بود.