ЦОД — специализированный объект для размещения серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования. В отличие от обычной серверной, центр обработки данных располагает собственной инженерной инфраструктурой: резервным электроснабжением, охлаждением, каналами связи, системами пожарной и физической безопасности, а также круглосуточным мониторингом. Серверы в ЦОД работают, пока работают питание, охлаждение и связь.
Содержание:
- Что такое ЦОД простыми словами
- Зачем нужен дата-центр
- Как устроен центр обработки данных
- Какие бывают ЦОД
- Уровни надежности Tier I–IV
- Какие услуги оказывает ЦОД
- Сколько стоит размещение в дата-центре
- Как выбрать дата-центр: чек-лист
- История и тренды рынка ЦОД
- Коротко о главном
- Частые вопросы
Что такое ЦОД простыми словами
Центр обработки данных представляет собой здание или специализированный комплекс помещений, созданный для непрерывной работы вычислительного оборудования. В машинных залах устанавливают серверные стойки, системы хранения данных, коммутаторы, маршрутизаторы и другое оборудование клиентов или владельца площадки.
Главное отличие ЦОД от комнаты с серверами — инженерная инфраструктура. Если пропадет внешнее электричество, питание поддерживают источники бесперебойного питания и резервные генераторы. При отказе одного элемента системы охлаждения нагрузку могут принять резервные агрегаты, если такая схема предусмотрена проектом.
Расшифровка: ЦОД, дата-центр, data center
Аббревиатура ЦОД расшифровывается как «центр обработки данных». Термин «дата-центр» происходит от английского data center и используется как равнозначное название.
В технических и официальных материалах чаще встречается «центр обработки данных». В коммерческих описаниях распространены оба варианта.
Чем ЦОД отличается от серверной в офисе
Серверная может быть достаточно надежной, однако обычно она является частью офисного здания и зависит от его инженерных систем. ЦОД проектируют специально для размещения вычислительной инфраструктуры.
| Параметр | Офисная серверная | ЦОД |
| Электропитание | От сети здания | Выделенная схема с резервированием |
| Охлаждение | Локальные кондиционеры | Специализированная климатическая система |
| Контроль доступа | Общий для всего офиса | Многоуровневый контроль доступа |
| Каналы связи | 1–2 оператора | Несколько операторов, разные точки ввода |
| Персонал | Системные администраторы компании | Специалисты по ИТ и инженерным системам |
| Стоимость входа | Низкая | Высокая при строительстве, низкая при аренде |
| Масштабирование | Ограничено помещением | Добавляют стойки и мощность по договору |
| Резервирование инженерных систем | Как правило, отсутствует | N+1 или 2N по питанию и охлаждению |
ЦОД, облако и хостинг: в чем разница
ЦОД — физическая инфраструктура, в которой находится оборудование. Облачная инфраструктура — вычислительные ресурсы по запросу. Гипервизор делит физические серверы на виртуальные машины, а платформа управления выдает их клиентам через портал или API.
Хостинг — услуга по размещению сайтов, приложений или серверов на инфраструктуре провайдера. Хостинговая компания может эксплуатировать собственный ЦОД или арендовать мощности у другого оператора.
Поэтому облако и хостинг не являются альтернативным названием дата-центра. Они используют вычислительную инфраструктуру, которая физически где-то размещена.
Зачем нужен дата-центр
ЦОД создает контролируемые условия для работы критичного ИТ-оборудования. Бизнес получает электроэнергию, охлаждение, сетевую связность, физическую защиту и возможность резервирования основных инженерных систем.
Централизация также упрощает эксплуатацию. Серверы, системы хранения и сетевое оборудование размещаются в подготовленном помещении, где параметры среды и состояние инфраструктуры постоянно контролируются.
Какие задачи бизнеса он решает
На площадке ЦОД можно размещать:
- корпоративные системы: ERP, CRM, 1С, почта;
- базы данных и системы хранения;
- виртуальную инфраструктуру и VDI;
- сайты и интернет-сервисы;
- резервные копии и площадку аварийного восстановления.
Для распределенного бизнеса дата-центр может стать центральной площадкой, к которой подключаются филиалы и удаленные сотрудники.
Кому нужен ЦОД, а кому хватит серверной
Собственная серверная подходит, если оборудования немного, требования к непрерывности умеренные, а компания способна самостоятельно обеспечить приемлемые условия эксплуатации.
Размещение в ЦОД становится более оправданным, когда простой ИТ-сервисов непосредственно влияет на работу бизнеса, требуется резервирование электропитания и связи, быстро растет количество оборудования или необходимо обеспечить высокий уровень физической защиты.
Строить собственный дата-центр требуется далеко не всегда. Даже крупная компания может использовать коммерческий ЦОД, если владение инженерной площадкой не относится к ее основным задачам.
Как устроен центр обработки данных
ЦОД состоит из вычислительного оборудования и комплекса обеспечивающих инженерных систем. Серверы не смогут работать стабильно без питания, отвода тепла, сетевой связи, противопожарной защиты и постоянного контроля состояния инфраструктуры.
Здание и машинный зал
В машинных залах устанавливают серверные шкафы и стойки. Планировка должна учитывать распределение нагрузки на перекрытия, прокладку силовых и сетевых кабелей, подачу охлажденного воздуха и обслуживание оборудования.
Стойки располагают так, чтобы организовать предсказуемое движение воздушных потоков. Распространенная схема предусматривает чередование холодных и горячих коридоров: оборудование забирает холодный воздух с одной стороны и выбрасывает нагретый с другой.
В крупных ЦОД отдельные помещения выделяют под электротехническое оборудование, аккумуляторные системы, сетевые узлы, склад запасных компонентов и инженерные установки.
Электроснабжение и резервное питание
Серверное оборудование чувствительно даже к кратковременным нарушениям питания. Поэтому между внешней сетью и ИТ-нагрузкой устанавливают источники бесперебойного питания.
При пропадании внешней сети ИБП мгновенно переходит на питание от аккумуляторов. Одновременно запускается дизель-генераторная установка (ДГУ): она выходит на рабочий режим за десятки секунд. После этого устройство автоматического ввода резерва (АВР) переключает нагрузку на генератор. Аккумуляторы рассчитывают с запасом на это время, топливо для ДГУ — на часы или сутки автономной работы.
Степень резервирования обозначают формулами. N — ровно столько оборудования, сколько нужно для нагрузки. N+1 — один запасной элемент: например, 4 ИБП там, где хватило бы 3. 2N — две полностью независимые системы, каждая способна держать всю нагрузку.
Архитектура может включать несколько независимых линий питания. Серверы с 2 блоками питания подключают к разным линиям, чтобы отказ одного пути не обязательно приводил к остановке оборудования.
Резервирование само по себе не гарантирует непрерывность. Если обе линии зависят от общего незащищенного элемента, его отказ способен отключить сразу несколько ветвей.
Охлаждение и микроклимат
Практически вся электроэнергия, которую потребляют серверы, превращается в тепло, которое необходимо непрерывно отводить. Перегрев повышает риск сбоев и может привести к аварийному отключению оборудования.
Тепло из зала забирают прецизионные кондиционеры. Они работают на фреоне или на охлажденной воде, которую готовят чиллеры. В холодное время года часть установок охлаждает воздух или воду наружным воздухом без работы компрессора — это фрикулинг, он снижает энергопотребление. Схему охлаждения выбирают по мощности объекта, климату, плотности оборудования и требованиям к резервированию.
Контролируются не только температура, но и влажность, состояние воздушных потоков и работа климатического оборудования. При высокой плотности вычислений могут применяться более эффективные способы теплоотвода, включая жидкостное охлаждение.
Эффективность площадки оценивают коэффициентом PUE — отношением всей потребляемой мощности к мощности ИТ-оборудования. Чем ближе PUE к 1, тем меньше энергии уходит на охлаждение и потери.
Сеть и каналы связи
ЦОД должен обеспечивать связь серверов друг с другом, с корпоративными сетями и интернетом. Для этого используются маршрутизаторы, коммутаторы, оптические линии и оборудование операторов связи.
Надежная площадка не должна зависеть от одного физического маршрута передачи данных. Поэтому применяют несколько каналов и, когда это необходимо, разные точки ввода линий связи.
Наличие 2 операторов само по себе не гарантирует независимость. Их кабели могут проходить через один коллектор или общий узел, поэтому при выборе площадки важно оценивать физическое разнесение маршрутов.
Пожарная безопасность
В ЦОД устанавливают системы раннего обнаружения пожара, сигнализацию и средства пожаротушения. Аспирационные извещатели прокачивают воздух из зала через датчик и замечают дым на стадии тления изоляции. В машинных залах обычно применяют газовое пожаротушение: газ вытесняет кислород или прерывает реакцию горения и не повреждает оборудование, в отличие от воды.
Пожарная защита охватывает не только машинные залы. Источниками риска также могут быть аккумуляторные, электрические установки, кабельные трассы и вспомогательные помещения.
Физическая безопасность и контроль доступа
Доступ к оборудованию ограничивают по зонам. В дата-центрах применяют электронные пропуска, видеонаблюдение, охранную сигнализацию, шлюзовые кабины и другие средства в зависимости от уровня защиты объекта.
Для коммерческого ЦОД особенно важно разделение оборудования разных клиентов. Серверы могут находиться в отдельных стойках, закрытых шкафах или изолированных клетках.
Физическая безопасность включает и процедуры: регистрацию посетителей, сопровождение, учет работ и контроль доступа технического персонала.
Мониторинг и управление
Инженерные системы контролируются круглосуточно. Диспетчеризация собирает сведения об электропитании, температуре, охлаждении, состоянии ИБП, генераторов и других компонентов.
Системы диспетчеризации здания (BMS) и управления инфраструктурой ЦОД (DCIM) помогают обнаружить отклонение до того, как оно приведет к остановке серверов. Для ИТ-оборудования применяются отдельные средства сетевого мониторинга.
Одного сбора показателей недостаточно. Для аварийных событий должны быть определены пороги, оповещения, ответственные сотрудники и порядок действий.
Кто работает в ЦОД
Эксплуатацией занимаются несколько групп специалистов. Инженеры отвечают за энергоснабжение, охлаждение и другие системы здания, сетевые специалисты — за связность, а администраторы — за серверную инфраструктуру.
ГОСТ Р 58812-2020 требует выделить диспетчерскую службу в отдельное подразделение или передать эти задачи подрядчику. Диспетчерская служба организует работу дежурной смены, контролирует состояние объекта и запускает процедуры оповещения и эскалации при отклонениях.
Часть работ выполняют специалисты производителей оборудования и сервисных подрядчиков — по договору на техническое обслуживание и ремонт.
Какие бывают ЦОД
Дата-центры различаются по владельцу, назначению, размеру и способу строительства. Архитектура определяется задачами и требованиями к размещаемой инфраструктуре.
По принадлежности: корпоративные, коммерческие, государственные
- Корпоративный ЦОД принадлежит организации и обслуживает ее собственные системы. Такой вариант дает высокий уровень контроля, но требует капитальных вложений и собственной эксплуатации.
- Коммерческий ЦОД предоставляет площади, стойки, питание, связь и другие услуги сторонним клиентам. Один объект может обслуживать множество компаний.
- Отдельно выделяют государственные ЦОД. Формально это корпоративные площадки органов власти, но к ним предъявляют особые требования: информационные системы в них аттестуют по приказам ФСТЭК №17 и №21.
По исполнению: капитальные, модульные и контейнерные, периферийные
- Капитальный ЦОД размещается в специально построенном или подготовленном здании. Такая схема позволяет создавать крупные площадки и заранее проектировать инженерные системы.
- Модульный ЦОД собирается из стандартизированных блоков, которые можно добавлять по мере роста нагрузки. Контейнерные решения размещают оборудование и инженерные системы в готовых транспортабельных модулях.
- Периферийные, или edge-ЦОД, располагают ближе к месту возникновения и потребления данных. Это позволяет уменьшить задержку для сервисов, которым важна близость вычислительных ресурсов к пользователям или оборудованию.
Уровни надежности Tier I–IV
Классификация Tier, разработанная Uptime Institute, описывает возможности инженерной инфраструктуры ЦОД. Уровни идут от Tier I до Tier IV и различаются требованиями к резервированию, обслуживанию без остановки и устойчивости к отдельным отказам.
Кроме Tier есть стандарт ANSI/TIA-942 с уровнями Rated 1–4. В России действует серия национальных стандартов ТК 120: ГОСТ Р 58811-2020 описывает стадии создания инженерной инфраструктуры, ГОСТ Р 58812-2020 — процессы ее эксплуатации. Уровней надежности по образцу Tier они не вводят.
Сравнение уровней
| Уровень | Что зарезервировано | Плановое обслуживание | Одиночный отказ | Для каких задач |
| Tier I | Ничего | Останавливает ИТ-нагрузку | Останавливает площадку | Некритичные системы |
| Tier II | Компоненты (N+1): ИБП, кондиционеры, генераторы | Останавливает ИТ-нагрузку | Отказ тракта распределения останавливает площадку | Умеренные требования |
| Tier III | Компоненты и тракты распределения; питание двумя путями | Любой элемент выводят в ремонт без остановки | Часть отказов все же останавливает площадку | Большинство критичных бизнес-систем |
| Tier IV | Две независимые системы (2N), физически разделенные | Без остановки | Не нарушает работу ИТ | Максимальные требования |
В старых публикациях уровням Tier иногда приписывают конкретное количество часов допустимого простоя в год. Uptime Institute исключил такие прогнозы из стандарта еще в 2009 году, поэтому современную классификацию некорректно сводить к фиксированным значениям доступности.
Сертификация Uptime Institute: что означает и как проверить
Tier — не просто произвольное обозначение уровня дата-центра. Uptime Institute проводит сертификацию проектной документации и построенной инфраструктуры по собственному стандарту.
Если оператор заявляет наличие сертификации, следует проверять не только упоминание Tier на сайте, но и конкретный объект, вид сертификата и его статус. Uptime Institute публикует перечень сертифицированных площадок.
Формулировки вроде «соответствует Tier III» и официальная сертификация Tier III — не одно и то же. Самооценка оператора не заменяет процедуру сертификации.
Какие услуги оказывает ЦОД
Коммерческий дата-центр может предоставлять от простого места в стойке до полностью виртуальной инфраструктуры с управлением и резервным копированием.
Colocation: стойка, юнит, выделенная клетка
Colocation — размещение оборудования клиента на площадке оператора ЦОД. Компания привозит собственные серверы, а оператор предоставляет место, электропитание, охлаждение и сетевую инфраструктуру.
Можно арендовать отдельные юниты в шкафу, целую стойку или изолированную зону. Чем больше оборудования и выше требования к физическому разграничению, тем больше пространства требуется клиенту.
Аренда выделенного сервера
При аренде выделенного сервера оборудование принадлежит провайдеру, но физический сервер предоставляется одному клиенту. Клиенту не нужно закупать сервер и самостоятельно размещать его в стойке.
Виртуальная инфраструктура
Виртуальная инфраструктура предоставляет вычислительные ресурсы без привязки клиента к конкретному физическому серверу. Можно арендовать виртуальные машины, процессорные ресурсы, оперативную память, дисковое пространство и сети.
Резервное копирование и аварийное восстановление
ЦОД или облачный провайдер может предоставлять площадку для хранения резервных копий и восстановления систем после аварии. Для критичных сервисов резервную инфраструктуру размещают отдельно от основной, чтобы единичное событие не затронуло обе площадки.
Дополнительные услуги
Операторы могут предоставлять интернет-каналы, защиту от сетевых атак, администрирование, мониторинг и услуги удаленных технических специалистов. Состав сервиса зависит от конкретного дата-центра и договора.
Сколько стоит размещение в дата-центре
Цена зависит не только от физического места в стойке. Существенную часть стоимости формируют потребляемая мощность, резервирование и телекоммуникационные услуги.
От чего зависит цена
На стоимость обычно влияют:
- число занимаемых юнитов или стоек;
- выделенная электрическая мощность;
- фактическое или расчетное энергопотребление;
- число и скорость каналов связи;
- требования к резервированию;
- объем сетевого трафика;
- дополнительные IP-адреса;
- работы технического персонала;
- резервное копирование и администрирование.
Два одинаковых по размеру сервера могут иметь разную стоимость размещения, если значительно различаются по энергопотреблению и сетевой нагрузке.
Свой ЦОД или коммерческий: что сравнивать
| Параметр | Собственный ЦОД | Коммерческий ЦОД |
| Структура затрат | Крупные разовые вложения в стройку и оборудование | Ежемесячный платеж по договору |
| Инженерное оборудование | Покупает и обновляет компания | Предоставляет оператор |
| Эксплуатация | Своя круглосуточная смена инженеров | Инженерка на операторе, серверы на клиенте |
| Срок запуска | От года до нескольких лет | Недели |
| Масштабирование | Ограничено заложенной мощностью | Дополнительные стойки и мощность по договору |
| Ответственность за простой | Внутренняя, компенсаций нет | SLA с финансовой ответственностью оператора |
| Контроль | Полный | В рамках договора |
Собственный объект оправдан, когда масштаб, требования безопасности или особенности бизнеса делают постоянное владение инфраструктурой рациональным. В остальных случаях аренда позволяет превратить крупные капитальные затраты в регулярные расходы.
Как выбрать дата-центр: чек-лист
Оценивать площадку следует не по одному показателю Tier или цене. Для выбора полезно проверить:
- расположение объекта и доступность для специалистов;
- схему и резервирование электропитания;
- организацию охлаждения;
- количество и независимость каналов связи;
- возможности увеличения мощности;
- физическую защиту и порядок доступа;
- пожарную безопасность;
- наличие подтвержденных сертификатов;
- условия соглашения об уровне сервиса;
- порядок проведения аварийных работ;
- техническую поддержку;
- стоимость дополнительных услуг.
Перед переносом критичных систем полезно осмотреть площадку и уточнить, какие элементы инфраструктуры действительно зарезервированы. Маркетинговое слово «резервирование» без описания схемы мало говорит о реальной устойчивости.
История и тренды рынка ЦОД
Первые центры обработки данных выросли из специализированных машинных залов, где размещались крупные вычислительные системы. С развитием интернета и серверной инфраструктуры появились коммерческие площадки, позволившие компаниям размещать оборудование вне собственных офисов.
Современные ЦОД становятся крупнее и одновременно распределеннее. Растет плотность вычислений, увеличивается значение энергоэффективности, развиваются жидкостное охлаждение, модульные площадки и периферийные вычисления.
Дополнительным фактором становится рост высокопроизводительных вычислений и систем искусственного интеллекта. Они требуют высокой мощности на стойку и заставляют пересматривать традиционные подходы к электроснабжению и отводу тепла.
Коротко о главном
ЦОД — комплекс вычислительных и инженерных систем. Его работа зависит от электропитания, охлаждения, сетевой связности, пожарной и физической безопасности.
Уровни Tier описывают архитектурные возможности инженерной инфраструктуры, а не гарантированное число часов безотказной работы. Для бизнеса выбор между собственной серверной, коммерческим ЦОД и облаком определяется критичностью систем, масштабом инфраструктуры, бюджетом и требованиями к контролю.
Частые вопросы
Что произойдет с ЦОД при отключении электричества?
Кратковременный разрыв питания компенсируют источники бесперебойного питания. При более длительном отключении нагрузка переводится на резервные генераторы, если такая схема предусмотрена проектом и оборудование находится в исправном состоянии.
Может ли ЦОД полностью работать без людей?
Автоматизация позволяет контролировать большинство параметров удаленно, и часть площадок работает без постоянной смены. Но инженеры все равно приезжают на регламентное обслуживание, замену компонентов и аварии.
Почему серверы в ЦОД размещают в стойках?
Стандартные стойки позволяют компактно размещать совместимое оборудование, организовывать кабели, питание и воздушные потоки. Они также упрощают обслуживание и учет занимаемого пространства.
Что такое юнит в ЦОД?
Юнит, обозначаемый U, — единица высоты оборудования в стандартной 19-дюймовой стойке, 44,45 мм. Типовая стойка вмещает 42–47U. Сервер может занимать 1, 2, 4 и более юнитов в зависимости от корпуса.
Можно ли приехать в ЦОД и самостоятельно работать со своим сервером?
При размещении собственного оборудования такая возможность обычно существует, но доступ регулируется правилами площадки. Посетителю могут потребоваться предварительная заявка, документы, электронный пропуск и сопровождение.
Где физически хранятся данные при использовании облака?
Облачные данные находятся на физических накопителях в одном или нескольких ЦОД. Пользователь работает с виртуальным ресурсом, поэтому конкретный сервер или диск обычно скрыт уровнем облачной платформы.
