Ⅰ.Trung tâm dữ liệu là gì?

Trung tâm dữ liệu thường đề cập đến việc xử lý, lưu trữ, truyền, trao đổi và quản lý dữ liệu và thông tin tập trung trong một không gian vật lý. Nó thường chứa các thiết bị chính như thiết bị máy tính, thiết bị máy chủ, thiết bị mạng, thiết bị liên lạc và thiết bị lưu trữ. Cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu đề cập đến dự án cơ bản được thiết kế và cấu hình để đảm bảo hoạt động an toàn, ổn định và đáng tin cậy của các thiết bị và thiết bị chính của trung tâm dữ liệu, còn được gọi là phòng máy tính. Việc xây dựng kỹ thuật phòng máy tính của trung tâm dữ liệu không chỉ phục vụ cho việc vận hành, quản lý các thiết bị hệ thống của trung tâm dữ liệu, cung cấp môi trường đảm bảo an toàn dữ liệu, thông tin mà còn tạo môi trường làm việc cho các vấn đề về sức khỏe.

Một trung tâm dữ liệu có thể bao gồm một nhóm các tòa nhà, tòa nhà hoặc một số tầng hoặc một phần của tòa nhà. Trong trường hợp bình thường, nó bao gồm một phòng máy tính và không gian hỗ trợ, đồng thời là trung tâm lưu trữ, xử lý và lưu thông thông tin điện tử. Thiết bị xử lý dữ liệu cốt lõi được đặt trong trung tâm dữ liệu là trung tâm thông tin của các cơ quan chính phủ, doanh nghiệp và tổ chức. Việc thành lập trung tâm dữ liệu nhằm quản lý, tối ưu hóa hạ tầng CNTT một cách toàn diện, tập trung, chủ động, hiệu quả, nhằm đạt được khả năng quản lý, độ sẵn sàng, độ tin cậy và khả năng mở rộng cao của hệ thống thông tin, đảm bảo hoạt động thông suốt của doanh nghiệp và người dùng. cung cấp dịch vụ kịp thời.

Có nhiều loại trung tâm dữ liệu để đáp ứng các yêu cầu kinh doanh cụ thể. Hai loại phổ biến nhất là trung tâm dữ liệu của công ty/doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu lưu trữ/Internet. Các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp được sở hữu và vận hành bởi các công ty và tổ chức có tư cách pháp nhân độc lập hoặc bởi các cơ quan chính phủ. Các trung tâm dữ liệu này cung cấp cho các tổ chức, đơn vị và nhân viên của riêng họ các dịch vụ xử lý dữ liệu và định hướng Web hỗ trợ mạng nội bộ và Internet. Việc vận hành và bảo trì được thực hiện bởi bộ phận CNTT nội bộ. Trung tâm dữ liệu lưu trữ/Internet được sở hữu và vận hành bởi các nhà khai thác kinh doanh viễn thông, nhà cung cấp dịch vụ Internet và nhà khai thác kinh doanh viễn thông thương mại. Họ cung cấp các dịch vụ công nghệ thông tin (CNTT) thuê ngoài được truy cập thông qua kết nối Internet. Họ cung cấp quyền truy cập Internet, lưu trữ web hoặc ứng dụng, cho thuê máy chủ và mạng lưu trữ và máy chủ được kiểm soát. Bất kể hệ thống trung tâm dữ liệu được triển khai như thế nào, có một số nguyên tắc hoặc mối quan tâm cơ bản đối với trung tâm dữ liệu, cần được chú ý đầy đủ khi lập kế hoạch cơ sở hạ tầng của mỗi trung tâm dữ liệu.

1.Khả năng quản lý
Việc xây dựng một mạng hiệu suất cao cho người dùng không phức tạp và tốn kém một cách mù quáng. Quản lý là yếu tố cơ bản nhất. Nếu không có sự quản lý, mạng dây cơ bản chỉ có thể đáp ứng nhu cầu của trung tâm dữ liệu trong thời gian ngắn. Nếu cần tăng cường kiểm soát và quản lý mạng cơ bản của trung tâm dữ liệu, thì phải xây dựng một hệ thống dây có cấu trúc để tránh sự tồn tại của một môi trường được quản lý lộn xộn bao gồm một số lượng lớn các jumper khó nhận biết.

2. Tính linh hoạt và khả năng mở rộng
Tính linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống dây cơ bản cho phép thực hiện nhanh chóng và dễ dàng mà không ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động hàng ngày của trung tâm dữ liệu, nhằm giảm rủi ro thay đổi hệ thống dây cơ bản do sử dụng ứng dụng mới công nghệ trong tương lai. Khả năng mở rộng của trung tâm dữ liệu là rất quan trọng đối với việc mở rộng hiệu suất và nâng cấp băng thông cao trong tương lai của hệ thống mà không bị gián đoạn. Do đó, chúng ta phải chú ý đến các thành phần hệ thống khác nhau được sử dụng để nhận ra cấu trúc liên kết mạng có thể cải thiện hiệu quả mạng một cách hiệu quả, tiết kiệm thời gian và chi phí.

3. Hiệu quả mạng
Do sự tăng trưởng về số lượng và quy mô của các trung tâm dữ liệu cũng như sự phát triển liên tục của mạng và sự phát triển của Ethernet 100G, tương lai sẽ tiếp tục phát triển trên băng thông cao. Do sự phát triển có thể đoán trước của các trung tâm dữ liệu, mạng dây cơ bản yêu cầu một hệ thống dây đơn giản và hiệu quả để tối đa hóa việc sử dụng không gian và giảm thời gian và chi phí lắp đặt một cách hiệu quả. Đối với một hệ thống đi dây cơ bản được lên kế hoạch tốt, người ta nên xem xét các ứng dụng có thể hỗ trợ từ 15 đến 20 năm và một số thế hệ thiết bị hệ thống mạng và tăng trưởng tốc độ dữ liệu.

Ⅱ. Thành phần hệ thống trung tâm dữ liệu

Trung tâm dữ liệu có thể được chia thành phòng máy tính và các không gian hỗ trợ khác về chức năng: phòng máy tính chủ yếu được sử dụng để cài đặt, vận hành và bảo trì các thiết bị xử lý, lưu trữ, trao đổi và truyền thông tin điện tử, bao gồm phòng máy chủ, mạng phòng, phòng lưu trữ, v.v. Các khu vực chức năng được lắp đặt thiết bị máy chủ (cũng là máy chủ hoặc máy tính mini), mạng lưu trữ (SAN) và thiết bị lưu trữ gắn mạng (NAS), hệ thống sao lưu băng từ, bộ chuyển mạch mạng và tủ/giá đỡ, dây cáp , và cấu hình Thiết bị cáp và kênh truyền hình cáp, v.v.

Không gian hỗ trợ là không gian bên ngoài phòng máy tính dành riêng cho việc lắp đặt và làm việc của các cơ sở hỗ trợ hoạt động của trung tâm dữ liệu, bao gồm phòng đường dây đến, phòng viễn thông, khu vực hành chính, khu vực phụ trợ và khu vực hỗ trợ. Đối với một trung tâm dữ liệu hoàn chỉnh, nó không chỉ bao gồm các loại khu vực chức năng. Chẳng hạn như: khu vực máy chủ, khu vực máy chủ, khu vực lưu trữ, khu vực mạng và phòng điều khiển, phòng điều hành, phòng kiểm tra, phòng thiết bị, phòng viễn thông, phòng đường dây đến, phòng dữ liệu, phòng phụ tùng, văn phòng, phòng họp, phòng chờ, v.v. . Nó cũng bao gồm hệ thống dây tích hợp, là một phần quan trọng của trung tâm dữ liệu và hỗ trợ kết nối, liên lạc và vận hành toàn bộ mạng khu vực chức năng. Hệ thống dây tích hợp thường bao gồm cáp xoắn đôi, cáp quang, thiết bị kết nối và các thiết bị dây khác nhau. Và trong khi đáp ứng nhu cầu băng thông trong một khoảng thời gian trong tương lai, nó sẽ xem xét hiệu suất chi phí. Do đó, điều cần thiết là đảm bảo rằng thiết kế của giải pháp cáp trung tâm dữ liệu có thể đáp ứng nhu cầu về tốc độ truyền dẫn cao hơn trong tương lai.

Biểu đồ 1: Phân tách không gian trung tâm dữ liệu

Trong Sơ đồ 1 ở trên:
1) Khu vực văn phòng ở khu vực bên ngoài phòng máy tính của tòa nhà có thể được kết nối với phòng viễn thông trên tầng tòa nhà và phòng vào tòa nhà bằng cáp ngang;
2) Phòng viễn thông trên tầng tòa nhà có thể được liên lạc với phòng đầu vào của tòa nhà thông qua cáp trục;
3) Khu vực hành chính, khu vực phụ trợ, khu vực hỗ trợ và không gian hỗ trợ của không gian hỗ trợ của phòng máy tính có thể được kết nối với cáp chính thông qua cáp chính;
4) Cáp chính có thể được sử dụng để liên lạc giữa không gian hỗ trợ của phòng và phòng phụ của tòa nhà;
5) Phòng máy tính hỗ trợ liên lạc giữa phòng viễn thông không gian và phòng viễn thông tòa nhà và đường dây đến thông qua cáp trục;
6) Cáp chính có thể được sử dụng để liên lạc giữa vị trí trong phòng máy tính và phòng viễn thông không gian hỗ trợ và phòng đường truyền đến.

Ⅲ．Loại trung tâm dữ liệu

1. Trung tâm dữ liệu được phân loại theo chức năng
Có bốn loại trung tâm dữ liệu chính: phòng máy tính, phòng viễn thông, phòng điều khiển, phòng được che chắn, v.v. Những phòng máy tính này có điểm chung là phòng máy tính điện tử, nhưng cũng có đặc điểm riêng của họ. Chúng bao gồm các nội dung và chức năng khác nhau.
1) Phòng máy tính
Thiết bị xử lý dữ liệu quan trọng, thiết bị lưu trữ, thiết bị truyền mạng và thiết bị bảo mật phòng máy tính được đặt trong phòng máy tính. Việc xây dựng phòng máy tính cần xem xét đến sự hoạt động bình thường của các thiết bị trên để đảm bảo an toàn thông tin, dữ liệu và đáp ứng nhu cầu về sức khỏe thể chất và tinh thần của nhân viên.
Phòng máy tính lớn thường bao gồm một phòng máy tính khu vực không người lái thường bao gồm phòng máy tính nhỏ, phòng máy chủ, phòng lưu trữ, phòng máy tính mạng, phòng lưu trữ phương tiện, phòng thiết bị điều hòa không khí, phòng thiết bị UPS, phòng phân phối điện, v.v .; phòng máy tính có người lái thường bao gồm phòng máy tính trung tâm điều khiển chính, phòng máy tính R&D và phòng kiểm tra. Phòng máy tính, phòng kiểm tra thiết bị, phòng bảo trì thiết bị, phòng đệm, phòng thay đồ, phòng nghỉ ngơi, v.v. Phòng máy tính vừa và nhỏ có thể kết hợp phòng máy tính nhỏ, phòng máy chủ, phòng lưu trữ thành một phòng máy chủ.
2) Tủ viễn thông

Phòng viễn thông là một tài nguyên quý giá cho mỗi nhà khai thác viễn thông. Việc sử dụng phòng viễn thông hợp lý, hiệu quả và đầy đủ có ý nghĩa rất lớn đối với việc vận hành, bảo dưỡng thiết bị, xử lý nhanh hỏng hóc của thiết bị, giảm thiểu chi phí, nâng cao năng lực cạnh tranh cốt lõi của doanh nghiệp. Các phòng thiết bị viễn thông thường được phân chia và bố trí theo các chức năng và nghiệp vụ khác nhau và thường được chia thành phòng thiết bị, phòng thiết bị hỗ trợ và phòng thiết bị phụ trợ.
Phòng thiết bị là một không gian tòa nhà được sử dụng để cài đặt một loại thiết bị liên lạc nhất định để thực hiện một chức năng liên lạc nhất định và thuận tiện để hoàn thành việc vận hành, bảo trì và sản xuất trong chuyên môn tương ứng. Nó thường bao gồm một phòng truyền dẫn, phòng chuyển mạch và phòng mạng. Phòng máy hỗ trợ là không gian của tòa nhà được sử dụng để lắp đặt các thiết bị nhằm đảm bảo cho các phương tiện thông tin liên lạc hoạt động bình thường, an toàn và ổn định. Nó thường bao gồm một trung tâm thanh toán, phòng giám sát quản lý mạng, phòng pin điện , phòng phân phối điện và phòng động cơ dầu.
Phòng máy phụ trợ là phòng đảm bảo nhu cầu sản xuất, văn phòng và đời sống ngoài phòng máy công trình thông tin liên lạc. Nói chung, nó bao gồm văn phòng vận hành và bảo trì, phòng trực vận hành và bảo trì, phòng dữ liệu, thư viện phụ tùng, phòng phòng cháy chữa cháy, phòng quạt gió tươi, phòng xi lanh và nhà vệ sinh, v.v. Trong các tòa nhà thông minh nói chung, phòng liên lạc thường được xây dựng cùng với phòng mạng máy tính.

3) Phòng điều khiển

Với sự phát triển của các tòa nhà thông minh, để thực hiện việc kiểm soát các thiết bị xây dựng thông minh trong các tòa nhà, cần phải thiết lập một phòng điều khiển. So với phòng dữ liệu và phòng viễn thông, phòng điều khiển có diện tích nhỏ hơn, chức năng đơn giản hơn và yêu cầu về môi trường thấp hơn. Nhưng nó liên quan đến hoạt động an toàn của các tòa nhà thông minh và việc sử dụng bình thường các thiết bị và phương tiện.
Phòng điều khiển bao gồm phòng điều khiển thông minh tòa nhà, phòng giám sát an ninh, phòng điều khiển hỏa lực, phòng thu vệ tinh, phòng điều khiển hội nghị truyền hình,… Đặc điểm chung của các phòng điều khiển này là có nhân viên vận hành làm việc trong phòng máy tính. Trong khi đảm bảo hoạt động của thiết bị điện tử, chúng cũng phải đảm bảo nhu cầu vật chất của người vận hành. Theo yêu cầu của thiết bị và hoạt động, các phòng điều khiển này cũng có các đặc điểm tương ứng.
①Xây dựng phòng điều khiển thông minh. Chủ yếu được sử dụng để đặt máy tính lớn và thiết bị điều khiển của điều khiển tòa nhà thông minh, giám sát thời gian thực hệ thống chiếu sáng công cộng, điều hòa không khí, thang máy và các thiết bị cơ điện như gió, nước và điện trong tòa nhà thông minh để đảm bảo hoạt động an toàn của tòa nhà thông minh.
②Phòng giám sát an ninh. Máy chủ giám sát tích hợp và thiết bị hiển thị đầu cuối, đến lối vào tòa nhà, nhà để xe, lối đi, thang máy, Thực hiện giám sát video, báo động chống trộm, v.v.
③Phòng điều khiển hỏa hoạn. Đây là trung tâm điều khiển của hệ thống liên kết và báo cháy tự động, đồng thời cũng là trung tâm chỉ huy và thông tin chữa cháy khi có cháy. Nó có vị trí và chức năng vô cùng quan trọng. "Quy tắc thiết kế phòng cháy chữa cháy của các tòa nhà dân dụng cao tầng" và "Quy tắc thiết kế phòng cháy chữa cháy cho các tòa nhà" quy định rõ ràng về phạm vi thiết lập, vị trí và khả năng chịu lửa của tòa nhà đối với phòng giám sát cháy, đồng thời đưa ra các yêu cầu nguyên tắc đối với chức năng chính của nó. chức năng.
④Phòng thu vệ tinh. Nó chủ yếu được sử dụng để đặt máy thu vệ tinh, modem, máy trộn, bộ khuếch đại, thiết bị truy cập cáp quang và có dây, và các màn hình nhận băng tần khác nhau. Phòng thu vệ tinh thường nằm trên tầng cao nhất của tòa nhà, thuận lợi cho việc truyền tín hiệu truyền hình vệ tinh.
⑤Phòng điều khiển hội nghị truyền hình. Chủ yếu được sử dụng để đặt bộ điều khiển chính (MCU) của hội nghị truyền hình, bộ trộn âm thanh, hệ thống tăng cường âm thanh, thiết bị truyền tín hiệu, thiết bị điều khiển, tủ nguồn tín hiệu, v.v. Tuy nhiên, do diện tích nhỏ của phòng điều khiển hội nghị truyền hình chung, các thiết bị nên được sắp xếp linh hoạt theo tình hình cụ thể của căn phòng.
4) Phòng máy tính được che chắn
Để ngăn chặn hiệu quả ảnh hưởng của nhiễu điện từ và bức xạ đối với thiết bị điện tử và dụng cụ đo lường, đồng thời ngăn chặn rò rỉ tín hiệu điện tử đe dọa đến an ninh thông tin bí mật, các cơ quan nhà nước, quân đội, công an, ngân hàng, đường sắt và các đơn vị khác cần để thiết lập các phòng máy tính được che chắn. Phòng dữ liệu có yêu cầu bảo mật phải là phòng được che chắn để đảm bảo tín hiệu không bị rò rỉ trong quá trình xử lý dữ liệu, nhằm đáp ứng các yêu cầu về bảo mật dữ liệu. Một số môi trường có yêu cầu cao về khả năng chống điện từ, chẳng hạn như phòng thí nghiệm kiểm tra thiết bị liên lạc và những nơi khác, cần xây dựng các phòng thiết bị được che chắn để ngăn tín hiệu điện từ bên ngoài.

2. Trung tâm dữ liệu được phân loại theo cấp độ
Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB50174 "Mã thiết kế phòng máy tính hệ thống thông tin điện tử", trung tâm dữ liệu có thể dựa trên vị trí của phòng máy tính, cấu trúc tòa nhà, môi trường phòng máy tính, quản lý an toàn và tính chất của phòng máy tính, cũng như sự gián đoạn hoạt động của hệ thống thông tin điện tử do sự cố của các trang thiết bị trong nền kinh tế - xã hội. Mức độ tổn thất hoặc tác động gây ra được chia thành ba cấp độ: A, B và C.
Lớp A có khả năng chịu lỗi. Trong thời gian hệ thống cần vận hành, các thiết bị tại chỗ không được làm cho hoạt động của hệ thống thông tin điện tử bị gián đoạn do lỗi vận hành, sự cố thiết bị, gián đoạn nguồn điện bên ngoài, bảo trì, đại tu.
Cấp B là loại dự phòng. Trong khoảng thời gian hệ thống cần vận hành, thiết bị hiện trường nằm trong phạm vi khả năng dự phòng và hoạt động của hệ thống thông tin điện tử không được gián đoạn do lỗi thiết bị.
Loại C là loại cơ bản. Trong điều kiện hoạt động bình thường của trang thiết bị, hoạt động của hệ thống thông tin điện tử phải được đảm bảo không bị gián đoạn

TIA942 nước ngoài chia trung tâm dữ liệu thành 4 cấp độ theo thời gian hoạt động bình thường mà trung tâm dữ liệu hỗ trợ. Các cấp độ khác nhau yêu cầu các cơ sở khác nhau trong trung tâm dữ liệu. Cấp độ càng cao, yêu cầu càng khắt khe.

Trung tâm dữ liệu T1: Loại cơ bản. Loại trung tâm dữ liệu này sử dụng một tuyến duy nhất mà không cần thiết kế dự phòng.
Trung tâm dữ liệu T2: dự phòng thành phần hoặc sử dụng một đường dẫn duy nhất để tăng dự phòng thành phần.
Trung tâm dữ liệu T3: bảo trì trực tuyến, có nhiều đường dẫn, thiết bị đơn kênh, phòng máy T3 nên dễ dàng nâng cấp lên phòng máy T4.
Trung tâm dữ liệu T4: Một hệ thống chịu lỗi với nhiều đường dẫn hoạt động để nâng cao khả năng chịu lỗi.
Trong bốn cấp độ định nghĩa khác nhau, bao gồm các yêu cầu khác nhau về kết cấu tòa nhà, điện, tiếp đất, phòng cháy chữa cháy và an toàn cơ sở hạ tầng viễn thông. Bảng 2 cho thấy chỉ số khả dụng của cấp độ trung tâm dữ liệu tiêu chuẩn TIA942.

Biểu đồ 2: Các chỉ số khả dụng của các cấp trung tâm dữ liệu khác nhau theo tiêu chuẩn TIA942

Bằng cách so sánh tính khả dụng và dự phòng của các trung tâm dữ liệu, chúng tôi đã thiết lập mối quan hệ tham chiếu giữa các trung tâm dữ liệu ở các cấp độ khác nhau được mô tả trong các tiêu chuẩn trong và ngoài nước. Xem Bảng 3 bên dưới.

Biểu đồ 3: Tương quan giữa các cấp độ trung tâm dữ liệu trong và ngoài nước