مراکز داده سنتی چگونه کار می‌کنند و چه تفاوتی با نمونه‌های ابرمحور دارند؟

مرکز داده چیست؟

مرکز داده به محیط سربسته‌ای متشکل از سرورها و تجهیزات شبکه اشاره دارد که سازمان‌ها از آن برای نگه‌داری داده‌ها، برنامه‌های کاربردی مهم خود یا شرکت‌های دیگر استفاده می‌کنند. حفظ امنیت، دسترس‌پذیری بالا و قابلیت اطمینان، چالش‌های مهم سازمان‌هایی هستند که میزبان مراکز داده‌‌ای هستند که سرویس‌های مختلفی را به کاربران و شرکت‌های مختلف ارائه می‌دهند. یک مرکز داده از مولفه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مختلفی تشکیل شده که این مولفه‌ها را می‌توان به سه گروه کلی زیر تقسیم کرد:

• محاسبات (Compute): در این بخش، مولفه‌های سخت‌افزاری مثل حافظه اصلی و پردازنده مرکزی و البته پردازنده گرافیکی قرار دارند که توان پردازشی موردنیاز برای اجرای برنامه‌های کاربردی را ارائه می‌کنند. به‌طور معمول، این توان پردازشی از طریق سرورهای کارآمدی مثل سرورهای پرولیانت DL380 شرکت اچ‌پی تامین می‌شود. 
• ذخیره‌سازی (Storage): داده‌های مهم سازمانی مرکز داده روی رسانه‌های ذخیره‌سازی مختلفی، مثل حافظه‌های حالت جامد، هارددیسک‌ها و نوارهای مغناطیسی ذخیره‌سازی می‌شوند. 
• شبکه‌سازی (Networking): این بخش شامل تمامی کانال‌ها و پروتکل‌های ارتباطی و تجهیزات ارتباطی مثل روترها، سوئیچ‌ها، کابل‌های شبکه و لینک‌های ارتباطی است که ارتباط مرکز داده با دنیای خارج را برقرار کرده و به کارمندان سازمان اجازه می‌دهد با یک‌دیگر در ارتباط باشند. 

مطلب پیشنهادی

آشنایی با رشته داده‌محور علم داده‌ها

علم داده‌ها چیست، چه کاری انجام می‌دهد و چرا مورد توجه شرکت‌ها قرار دارد؟

این سه مولفه اصلی، برای استمرار فعالیت‌های تجاری سازمان‌ها نقش کلیدی دارند. به همین دلیل، قابلیت اطمینان، دسترس‌پذیری، امنیت و یکپارچگی مولفه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مراکز داده اهمیت زیادی دارد. در کنار موارد یادشده، نکته مهم دیگری که باید به آن اشاره کنیم این است که نرم‌افزارها و سخت‌افزارها باید با یک‌دیگر سازگار باشند تا سرویس‌ها به‌شکل مطلوبی در اختیار کاربران قرار بگیرند. به‌‌طور مثال، اگر روی سرورهای قدیمی، نسخه‌های جدیدی از نرم‌افزارهای کاربردی مثل محصولات مجازی‌سازی را نصب کنید، بار کاری سنگینی که به سرور وارد می‌شود، ممکن است خدمت‌رسانی را مختل کند. 

مراکز داده علاوه بر تجهیزات فنی، به زیرساختی برای راه‌اندازی و نگه‌داری سخت‌افزار‌ها و نرم‌افزارها نیاز دارند که شامل سیستم‌های تامین انرژی، تجهیزات تامین برق اضطراری، سیستم‌های تهویه و سرمایشی، ژنراتورهای پشتیبان و کابل‌کشی‌های چندگانه با هدف دستیابی به اصل افزونگی هستند. 

چرا مراکز داده نقش مهمی برای سازمان‌ها دارند؟

مراکز داده با هدف انعطاف‌پذیری در انجام فعالیت‌های تجاری و البته کسب درآمد پیاده‌سازی می‌شوند. به‌طور کلی، مراکز داده خدمات کاربردی زیر را ارائه می‌دهند: 

•  ارائه مکانیزم ایمیل‌رسانی و اشتراک‌گذاری فایل‌ها.
•  میزبانی برنامه‌های کاربردی.
•  مدیریت ارتباط با مشتری (CRM).
•  برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) و پایگاه‌های داده.
•  ارائه زیرساخت لازم برای پردازش و نگه‌داری از کلان‌داده‌ها با هدف تغذیه و آموزش مدل‌های یادگیری ماشین.
•  ارائه سرویس‌های مجازی مثل دسکتاپ مجازی، سرور مجازی، شبکه مجازی و غیره. 
•  ارائه زیرساخت‌های لازم برای میزبانی وب‌سایت‌های فعال در زمینه تجارت الکترونیک. 

درواقع، مهم نیست حوزه کاری یک سازمان یا شرکت چیست، زیرا کوچک‌ترین فعالیت‌های درون‌سازمانی یا برون‌سازمانی شرکت‌ها به مراکز داده وابسته است. همین مسئله باعث شده تا بیشتر شرکت‌ها برای داشتن مراکز داده قابل اعتماد، روی آن‌ها سرمایه‌گذاری کلانی انجام دهند و از پیشرفته‌ترین تجهیزات شبکه، محاسباتی و ذخیره‌سازی استفاده کنند.

مراکز داده بر مبنای چه اصولی طراحی می‌شوند؟

به‌طور معمول، شرکت‌ها و سازمان‌های بزرگ مراکز داده مختلفی دارند که به‌لحاظ جغرافیایی در مناطق مختلفی مستقر شده‌اند. این کار با هدف انعطاف‌پذیری بیشتر در پشتیبان‌گیری از اطلاعات و محافظت از اطلاعات در برابر بلایای طبیعی و انسانی مانند سیل، طوفان و تهدیدات سایبری انجام می‌شود. تصمیم‌گیری درباره چگونگی طراحی و پیاده‌سازی مراکز داده کار ساده‌ای نیست، زیرا معیارهای تقریبا نامحدودی وجود دارند که باید بررسی شوند. از ملاحظات کلیدی که هنگام طراحی معماری مراکز داده باید به آن‌ها دقت کنید، به موارد زیر باید اشاره کرد: 

•  آیا سازمان به مراکز داده قرینه (Mirrored Data Centers) نیاز دارد؟
•  وسعت مرکز داده چقدر است و چه میزان فضا برای استقرار مرکز داده در دسترس است؟ 
•  مدت زمان لازم برای حل مشکل قطعی برق چقدر است؟
•  نیازمند طراحی یک مرکز داده سبز هستیم؟ 
•  باید یک مرکز داده خصوصی اجاره کرد یا از یک سرویس هم‌مکانی/مدیریت شده (Colocation) استفاده کرد؟
•  چه میزان پهنای باند موردنیاز است و به‌طور تقریبی تجهیزات چه مقدار برق مصرف می‌کنند؟
•  به چه مکانیزم‌های امنیتی فیزیکی نیاز داریم؟

این پرسش‌های کلیدی کمک می‌کنند تا تعداد مراکز داده، مکان ساخت و تجهیزات موردنیاز را مشخص کنیم. به‌طور مثال، یک شرکت خدمات مالی را تصور کنید که فعالیت‌های زیادی دارد و اگر با قطعی برق روبه‌رو شود، ممکن است میلیون‌ها دلار متضرر شود. این شرکت برای حل مشکل فوق مجبور است دو مرکز داده قرینه‌ای در دو شهر نزدیک به هم پیاده‌سازی کند. در این حالت، اگر یکی از مراکز داده از دسترس خارج شود، مرکز داده ثانویه به مدار وارد شده و تا برطرف شدن مشکل مرکز داده اصلی، بار ترافیکی را مدیریت می‌کند. 

در شرایطی که ابرهای عمومی مزایای قابل توجهی ارائه می‌کنند، اما برخی شرکت‌های متوسط یا کوچک‌ ترجیح می‌دهند در دفاتر خود یک اتاق سرور را به‌عنوان مرکز داده پیاده‌سازی کنند و به‌جای برون‌سپاری داده‌ها و فعالیت‌های تجاری به سرورهای شرکت‌های ثالث، از سرورهای درون‌سازمانی خودشان استفاده کنند. مشکلی که روش فوق دارد این است که هرگونه قطعی و از دسترس خارج شدن سرورها، باعث ایجاد وقفه در فعالیت‌های تجاری می‌شود، زیرا زمان زیادی برای شناسایی و برطرف کردن مشکل باید سپری شود. همچنین، در صورت یک حمله هکری، فرآیند بازگرداندن اطلاعات از نسخه‌های پشتیبان به زمان قابل توجهی نیاز دارد. در این حالت، شرکت مزیت رقابتی خود نسبت به رقبا را از دست می‌دهد. 

مراکز داده به چند نوع تقسیم می‌شوند؟

به‌طور کلی، مراکز داده به چهار نوع اصلی زیر تقسیم می‌شوند:

• مراکز داده سازمانی (Enterprise data centers): این مراکز داده توسط سازمان‌ها برای کاربردهای داخلی پیاده‌سازی می‌شوند. بیشتر شرکت‌های بزرگ دنیای فناوری مثل مایکروسافت و گوگل از این نوع مرکز داده استفاده می‌کنند. 
• مراکز داده کولوکیشن (Colocation data centers): این مراکز داده، نوعی ملک اجاره‌ای هستند که فضا و منابع موردنیاز برای استقرار مرکز داده را در اختیار مشتریان قرار می‌دهند. به‌طور معمول، شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی در کنار فعالیت‌های اصلی خود چنین خدماتی را ارائه می‌دهند. 
• مراکز داده با خدمات مدیریت‌شده (Managed service data centers): این مراکز داده، سرویس‌هایی مثل فضای ذخیره‌سازی داده‌ها، محاسبات و دیگر خدمات زیربنایی را آماده کرده و به‌شکل مستقیم در اختیار مشتریان قرار می‌دهند. از نمونه‌های شناخته‌شده در این زمینه باید به گوگل، مایکروسافت، آمازون و آی‌بی‌ام اشاره کرد. 
• مراکز داده ابری (Cloud data centers): مرکز داده ابرمحور، یک مرکز داده سنتی را از حالت درون‌سازمانی به برون‌سازمانی انتقال می‌دهد. به بیان دقیق‌تر، به‌جای این‌که سازمان از خدمات مرکز داده داخلی به‌شکل فیزیکی استفاده کند، از تمامی خدمات به‌شکل مجازی و از طریق ابر استفاده می‌کند. در این حالت، سازمان‌ها به‌جای مدیریت شخصی زیرساخت‌های خود، زیرساخت‌های مدیریت‌شده ارائه‌شده توسط شرکت ثالث را اجاره می‌کنند و به منابع مرکز داده آن شرکت، از طریق شبکه‌های اختصاصی یا اینترنت دسترسی پیدا می‌کنند. 

مطلب پیشنهادی

مشاغل مرتبط با علم داده‌ها

در حوزه علم داده‌ها و هوش مصنوعی چه مشاغل داده‌محوری وجود دارد؟

تکامل زیرساخت مراکز داده درون‌سازمانی 

زیرساخت مراکز داده در شش دهه گذشته، شاهد تغییرات قابل توجهی بوده و سه موج بزرگ را تجربه کرده است. موج اول، تغییر و مهاجرت از مین‌فریم‌های اختصاصی به سرورهای مبتنی بر معماری x86، سرورهای درون‌سازمانی و مدیریت تیم‌های فناوری اطلاعات داخلی بود. موج دوم، ورود گسترده فناوری‌های مجازی‌ساز به زیرساخت‌هایی بود که اجازه دادند شرکت‌ها برای اولین بار منابع فیزیکی را به‌شکل مجازی در اختیار طیف گسترده‌ای از کاربران قرار دهند؛ این قابلیت، امکان استفاده و مدیریت بهتر منابع مرکز داده را تسهیل کرد. سومین موج که در جریان است، مهاجرت از زیرساخت‌های سنتی به سمت ابر عمومی، ابر ترکیبی و ابر بومی است. در این موج، مراکز داده مدرن برای پاسخ‌گویی به نیازهای روبه‌رشد و متناسب با تحول دیجیتال پدید آمده‌اند. 

از این‌رو، باید بگوییم که زیرساخت موج اول و دوم را مراکز داده سنتی درون‌سازمانی شکل دادند. به‌طوری که سازمان‌ها تمام زیرساخت‌های فناوری اطلاعات مورد نیاز کسب‌و‌کار خود را در محل و به‌طور فیزیکی نگه‌داری کردند. رویکردی که هنوز هم برخی شرکت‌ها بر مبنای آن گام برمی‌دارند. با گذشت زمان و آغاز موج سوم، زیرساخت مراکز داده از سرورهای فیزیکی به‌سمت سرورهای مجازی، شبکه‌های مجازی و محیط‌های چند ابری متمایل شد. در معماری فوق، داده‌ها از طریق مراکز داده، سرورهای لبه و ابرهای عمومی و خصوصی در اختیار کاربران نهایی قرار می‌گیرد. مسئله مهمی که باید به آن دقت کرد، پیاده‌سازی مکانیزمی است که ارتباط میان مراکز داده با یک‌دیگر و زیرساخت ابری را برقرار می‌کند. بد نیست بدانید که ابر عمومی، خود مجموعه‌ای از مراکز داده مستقر در مناطق جغرافیایی مختلف است. هنگامی که برنامه‌ها در فضای ابری میزبانی می‌شوند، از تجهیزات سخت‌افزاری و منابع مرکز داده سرویس‌دهنده ابر استفاده می‌کنند. در مجموع باید بگوییم که مراکز داده مدرن امروزی از زیرساخت فیزیکی داخلی به یکی از زیرساخت‌های ابری متمایل شده‌اند که شبکه‌ها، برنامه‌ها و بارهای کاری را در چند ابر خصوصی و عمومی مجازی‌سازی می‌کنند. 

یک مرکز داده پیشرفته چه ویژگی‌هایی دارد؟

آمارها نشان می‌دهند که شرکت‌های کوچک و بزرگ به‌شکل گسترده‌ای در حال مهاجرت از مراکز داده درون‌سازمانی به‌سمت مراکز داده ابرمحور هستند. از دلایل مهم در این زمینه باید به زمان کم برای استقرار مرکز داده مجازی و کاهش هزینه‌ها اشاره کرد. یک مرکز داده ابرمحور ویژگی‌های زیر را دارد:

•  مبتنی بر شبکه‌های نرم‌افزارمحوری است که جریان ترافیک شبکه را از طریق راه‌حل‌های نرم‌افزاری مدیریت می‌کند.
•  از زیرساخت به‌عنوان سرویس که روی ابرهای خصوصی و عمومی میزبانی می‌شوند پشتیبانی می‌کند تا مجموعه‌ای از سامانه‌ها و منابع سیستمی، بر مبنای تقاضا در اختیار مصرف‌کنندگان قرار بگیرد.
•  از پلتفرم به‌عنوان سرویس و فناوری‌های کانتینر مثل داکر و کوبرنتیس پشتیبانی می‌کند تا توسعه‌دهندگان و برنامه‌نویسان بتوانند به ساده‌ترین شکل و در کوتاه‌ترین زمان به منابع موردنیاز خود دسترسی پیدا کنند. 
•  ارائه‌دهندگان خدمات زیرساختی برای استقرار مرکز داده ابری، مسئولیت نگه‌داری و به‌روزرسانی‌ تجهیزات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را مطابق با مفاد مندرج در توافق‌نامه‌ سطح خدمات دارند. به بیان دقیق‌تر، به کاربران تضمین می‌دهند زیرساخت‌ها و منابعی که اجاره کرده‌اند همواره در دسترس آن‌ها قرار دارد و بر مبنای نوع سرویسی که خریداری کرده‌اند، توانایی کنترل و نظارت بر زیرساخت را دارند. 

مهاجرت از مرکز داده درون‌سازمانی به مرکز داده ابری، به‌معنای انتقال همه فعالیت‌های تجاری نیست. به بیان دقیق‌تر، بیشتر شرکت‌ها از ترکیب مولفه‌های مرکز داده درون‌سازمانی و مولفه‌های مرکز داده ابری با هدف دستیابی به بالاترین عملکرد و بهره‌وری استفاده می‌کنند. به‌طوری‌که بر مبنای الگوی مراکز داده ابری ترکیبی کار می‌کنند. 

شکل ۱ نشان می‌دهد که چگونه هر یک از مدل‌های مرکز داده ابری ترکیبی نحوه مالکیت مرکز داده و مولفه‌های زیرساخت آن‌را از یک مرکز تحت مالکیت سازمان به‌سمت مدل خدماتی تغییر می‌دهند.

در هر یک از این مدل‌ها، سطح مسئولیت‌ها و شرح وظایف مشتری و ارائه‌دهنده خدمات متفاوت است. به‌طور مثال، در مدل استقرار محلی، ستون سمت چپ شکل ۱، تمامی مسئولیت‌ها متوجه سازمان است، در حالی که در مدل سمت راست (SaaS)، همه مسئولیت‌ها بر عهده سازمانی است که خدمات را ارائه می‌دهد و مشتری تنها مسئولیت نظارت بر داده‌هایی را دارد که روی مرکز داده ابرمحور ذخیره‌سازی می‌کند.

مطلب پیشنهادی

23 پرسش و پاسخ برتر آزمون‌های استخدامی مدیر مرکز داده

چگونه در مصاحبه استخدام مدیر مرکز داده موفق شویم؟

مراکز داده درون‌سازمانی و ابری چه تفاوت‌هایی دارند؟

آمارها نشان می‌دهند تقریبا همه سازمان‌های متوسط یا بزرگ، بخشی از زیرساخت‌های خود را به فضای ابری انتقال داده‌اند، زیرا مرکز داده ابری نسبت به مرکز داده سازمانی مزایای بیشتری برای قابلیت نگه‌داری و دسترس‌پذیری ارائه می‌دهد. از مزایا و معایب مراکز داده ابرمحور در مقایسه با مرکز داده درون‌سازمانی به موارد زیر باید اشاره کرد: 

• گسترش‌پذیری (Scalability): به‌طور معمول مراکز داده سازمانی، گسترش‌پذیری کمی ارائه می‌دهند. همچنین، فرآیند گسترش‌پذیری این مراکز داده زمان‌بر است؛ به این دلیل که شما نه‌تنها باید تجهیزات مربوطه را خریداری کنید، بلکه باید تغییراتی در معماری شبکه اعمال کنید تا کلاینت‌ها بتوانند از منابع جدید استفاده کنند. در نقطه مقابل، فرآیند گسترش‌پذیری منابع ابری کاملا ساده است و تنها با چند کلیک قادر به اضافه یا کم کردن منابع هستید. 
• انعطاف‌پذیری (Flexibility): انعطاف‌پذیری مراکز داده سازمانی به منابع خریداری‌شده یا تجهیزاتی که امکان ارتقاء آن‌ها وجود دارد محدود می‌شود. در زیرساخت ابرمحور، مشتری می‌تواند به‌سرعت منابع را برای برآورده کردن نیازهای کسب‌وکار خود اضافه یا حذف کند.
• هزینه (Cost): هزینه نگه‌داری مراکز داده سازمانی به‌شدت بالا است. هنگامی که قصد راه‌اندازی یک مرکز داده سنتی را دارید باید بودجه قابل توجهی را صرف خرید تجهیزات کنید. در ادامه، باید بودجه‌ای را برای نگه‌داری و ارتقاء تجهیزات اختصاص دهید. هزینه برق مصرفی و تجهیزات سرمایشی یک مرکز داده به‌شدت بالا است. در نقطه مقابل، هنگامی که از مراکز داده ابرمحور استفاده می‌کنید، تنها برای خدمات و منابعی که از آن‌ها استفاده می‌کنید، هزینه می‌کنید. پرسشی مهمی که مطرح می‌شود این است که اگر هزینه تمام‌شده استقرار یک مرکز داده زیاد است، پس چرا ارائه‌دهندگان خدمات ابری با قیمت کمی این خدمات را در اختیار کاربران قرار می‌دهند؟ پاسخ در تعداد مشترکان نهفته است. ارائه‌دهندگان خدمات ابری مشترکان زیادی دارند که همین مسئله تاثیر مستقیمی در کاهش هزینه استفاده از خدمات ابری دارد. 
• دسترس‌پذیری (Availability): در مرکز داده سنتی، سازمان‌‎ها کنترل کاملی بر زیرساخت دارند که مزایا و معایب خاص خود را دارد، اما برای رسیدن به اصل دسترس‌پذیری باید کارهای زیادی را انجام دهند و هزینه کنند. در فضای ابری، دسترس‌پذیری در قرارداد سطح خدمات توسط ارائه‌دهنده خدمات تضمین می‌شود. به بیان دقیق‌تر، ارائه‌دهنده خدمات تضمین می‌دهد بالاترین سطح امنیت و دسترس‌پذیری را ارائه کند. 
• امنیت (Security): در فضای ابری، سرویس‌دهنده خدمات ابری با توجه به قرارداد سطح خدمات مسئولیت تامین امنیت بخش قابل توجهی از زیرساخت را برعهده دارد. با این حال، برخی از وظایف مثل تهیه نسخه پشتیبان از داده‌ها یا رمزگذاری آن‌ها بر عهده مشتریان است. 

کلام آخر

همان‌گونه که اشاره کردیم، مرکز داده مکانی است که میزبان تجهیزات مختلفی مثل سرورهای شبکه‌ و تجهیزات ذخیره‌سازی است که با هدف پردازش، ذخیره‌سازی و اشتراک‌گذاری داده‌ها بر مبنای یک یا چند توپولوژی خاص پیاده‌سازی شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. مراکز داده، قلب تپنده اقتصاد امروزی هستند و تمامی شرکت‌های فعال در حوزه فعالیت‌های آنلاین به نوعی از سرویس‌های مراکز داده استفاده می‌کنند. بر همین اساس، مبحث امنیت و نظارت بر داده‌های ذخیره‌شده در مراکز داده اهمیت زیادی دارد. نکته مهمی که باید به‌عنوان یک مشتری مرکز داده به آن دقت کنید این است که همواره از داده‌های خود نسخه‌ پشتیبان تهیه کنید تا اگر دسترسی به مرکز داده به هر دلیلی ممکن نبود، به کپی محلی از داده‌ها دسترسی داشته باشید.