تصميم مركز بيانات فعال

ما الذي يجب البحث عنه في تصميم مركز بيانات فعال

هل تساءلت يومًا عن كيفية تصميم مركز بيانات فعال؟!

إن ما كان يعتبر تصميمًا فعالًا لمركز البيانات قبل بضع سنوات فقط أصبح قديمًا بسرعة.

فالتطورات التكنولوجية الجديدة وأحمال العمل الشاقة تترجم إلى متطلبات تصميم جديدة لمركز البيانات.

على سبيل المثال، تحتاج أحمال عمل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (AI/ML) إلى قوة حوسبة أكثر كثافة لتحسين الأداء وتوفير ملاحظات في الوقت الفعلي. وهذا يغير النهج المتبع في طرق التبريد ويتطلب المزيد من قوة الحوسبة في مساحة أقل.

سنتحدث عن ما يجب أن يكون جزءًا من بنية مركز البيانات الحديث ، بالإضافة إلى الاعتبارات الرئيسية للشركات التي تتطلع إلى الانتقال إلى مركز بيانات أكثر فعالية.

اعتبارات رئيسية لتصميم مركز البيانات

عند اتخاذ القرارات حول تصميم مركز البيانات، يجب على المؤسسات أن تفكر في قابلية التوسع والمرونة واستهلاك الطاقة والتوافر والتكرار وأمان البنية التحتية الخاصة بها.

القدرة على التوسع والمرونة

يجب أن يتضمن تصميم مركز البيانات توقع النمو المستقبلي. تأكد من وجود مساحة كافية وطاقة وقدرة تبريد لخوادم ورفوف إضافية.

كما يمكن للتصميمات المعيارية والتخطيطات القابلة للتكيف تحسين المرونة وقابلية التوسع. ويمكن للحوسبة عالية الكثافة تحقيق أقصى استفادة من المساحة المربعة لديك.

كفاءة الطاقة والتبريد

إن تشغيل المعدات والحفاظ عليها باردة يمكن أن يكون تمرينًا مكثفًا للموارد. ومع ذلك، هناك طرق يمكن للشركات من خلالها تحسين استهلاكها للطاقة وتقليله، مما يجعلها أكثر استدامة .

ومن خلال التحول إلى معدات موفرة للطاقة، والاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة، وتنفيذ استراتيجيات مثل احتواء الممر الساخن للحفاظ على حاجز حول عادم الهواء الساخن، يمكن للشركات تحسين كفاءة الطاقة والتبريد.

التوفر العالي والتكرار

عندما يتمتع مركز البيانات بمستوى عالٍ من التوفر والتكرار ، فإن المنشأة تضمن التشغيل المستمر بغض النظر عن الانقطاعات.

إن المولدات الاحتياطية، وإمدادات الطاقة الزائدة، ونسخ الأنظمة الهامة قد تعني أن مراكز البيانات قد لا تتوقف عن العمل إلا لبضع دقائق في السنة على الأكثر.

الأمن والحماية المادية

يعد الأمان المادي والرقمي أمرًا حيويًا في مراكز البيانات. يجب أن تحتوي المنشأة على أنظمة تحكم في الوصول للسماح فقط للأشخاص الضروريين بالدخول إلى أجزاء معينة من المبنى أو التطبيقات.

يمكن أن تساعد كاميرات المراقبة وأنظمة إخماد الحرائق وأدوات اكتشاف التسلل في حماية البيانات والمعدات.

ما الذي يجب أن يتضمنه تصميم مركز البيانات؟

عند بناء مركز بيانات، يجب أن يتضمن تشريح التصميم الاعتبارات المذكورة أعلاه وأن يتم تصميمه مع وضع الجغرافيا وحساسية البيانات والأداء والتوافر في الاعتبار.

هيكل المبنى

تتعرض كل منطقة لكوارث طبيعية معينة، مثل الأعاصير والفيضانات والزلازل والأعاصير المدارية. ويجب تعزيز بنية المنشأة لتحمل أي كوارث طبيعية، خاصة إذا كانت متوقعة في منطقة معينة.

ضوابط الوصول والأمن المادي

يجب تقييد الوصول المادي إلى موارد مركز البيانات ومراقبته بشكل صارم. وقد يشمل ذلك بروتوكولات حول الوصول إلى المناطق الحساسة في المبنى، واستخدام المصادقة الثنائية، والفحص البيومتري، ومراقبة الفيديو التي تغطي جميع الأبواب والنوافذ.

الأمن الافتراضي

عند تصميم مركز بيانات، من الضروري تضمين تدابير الأمن الافتراضي كجزء من خطة الأمن السيبراني الشاملة. تعد تدابير الأمن السيبراني الفعّالة ضرورية لحماية مراكز البيانات من التهديدات وضمان سلامة البيانات، ويمكن أن تشمل:

جدران الحماية
التشفير
عمليات تدقيق أمنية منتظمة
الشبكات الخاصة الإفتراضية (VPN)
أنظمة الكشف عن التسلل والوقاية منه (IDS/IPS)
إدارة المعلومات الأمنية والأحداث (SIEM)

التحكم في المناخ والتبريد

يمكن للحرارة والرطوبة والكهرباء الساكنة أن تسبب دمارًا في معدات مركز البيانات.

كما يمكن للأنظمة البيئية المكررة تمكين العمليات المستمرة. كما تحدث طرق التبريد فرقًا كبيرًا في أداء معداتك. ينفث التبريد الهوائي الهواء على المعدات وحولها، بينما يعمل التبريد السائل على تدوير السائل البارد إلى المعدات وحول المبنى لامتصاص الحرارة. بعد ذلك، يتم إرسال السائل عبر مشعات أو أبراج تبريد، مما يوفر طريقة فعالة لتبريد المكونات الرئيسية.

أنظمة إدارة المباني

يمكن أن توفر أنظمة إدارة المباني لمشغلي مراكز البيانات رؤية عالية المستوى لجميع عوامل صحة المنشأة، بما في ذلك أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وأحمال الطاقة، ومستويات الجهد.

كما يمكن لأنظمة الإدارة مراقبة حالة أنظمة الطاقة الطارئة مثل مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) والمولدات.

القوة

يمكن لمصادر الطاقة المتنوعة والمتكررة أن تقلل بشكل كبير من احتمالات انقطاع التيار الكهربائي الذي يؤثر على توفر الخوادم. لا تقتصر وحدات توزيع الطاقة على توصيل الطاقة في مركز البيانات. يمكن استخدامها أيضًا لتتبع استهلاك الطاقة وتحديد تقلبات الجهد التي قد تشير إلى مشكلات في المعدات.

يمكن أن تتضمن مراكز البيانات أيضًا أجهزة UPS كخط دفاع أول ضد ارتفاعات أو انخفاضات الطاقة قصيرة المدى التي قد تعيق التوافر أو تتلف المعدات بشكل كبير. توفر أنظمة UPS الزائدة عن الحاجة توافرًا أعلى.

يمكن إضافة مولدات احتياطية لتوفير الطاقة المستمرة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. كما يمكن للمرافق أن تحتفظ بوقود إضافي في الموقع لإبقاء المولدات قيد التشغيل لفترة أطول.

التكرار والتعافي من الفشل

تضيف التكرارات والتعافي من الأعطال ضمانات إضافية لمركز البيانات لتعزيز التوافر. يعمل تكرار المكونات المهمة، مثل الأجهزة واتصالات الشبكة والطاقة، على تحسين التكرار. تشرح عملية التعافي من الأعطال العملية التي تتحول فيها مراكز البيانات تلقائيًا إلى نظام احتياطي عند فشل النظام الأساسي. يمكن القيام بذلك من خلال تشغيل كلا النظامين في وقت واحد (نشط/نشط)، أو من خلال وجود نظام احتياطي جاهز للبدء عند فشل النظام الأساسي (نشط/سلبي).

الرصد البيئي

يجب أن تراقب مراكز البيانات العمليات في الموقع وكذلك البيئة. توفر مراقبة العمليات في الموقع رؤية على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع للتهديدات الأمنية المحتملة والعناصر المهمة لأداء البنية الأساسية لمركز البيانات.

تتضمن المراقبة البيئية أجهزة استشعار لدرجة الحرارة والرطوبة وتدفق الهواء واستهلاك الطاقة. يمكن أن يؤدي اكتشاف المشكلات البيئية في وقت مبكر إلى تقليل احتمالية فشل المعدات.

الكابلات والاتصال والشبكات

إن اختيار شركة أو اثنتين من شركات الاتصالات قد يعني أن الشركات قد تضطر إلى التضحية بالتوافر أو الأداء. عندما تكون مراكز البيانات محايدة لشركات الاتصالات وتوفر خيارات اتصال متعددة مع شركات اتصالات مختلفة، فإن المؤسسات تتمتع بتوافر أعلى وزمن انتقال أقل واختيارات أكبر وتحسن في التعافي من الكوارث.

هندسة السحابة الهجينة ومتعددة السحابات

هل هناك حاجة للاتصال بالبنية الأساسية المحلية أو تكوين اتصالات بين بيئات سحابية متعددة؟ يجب أن يأخذ تصميم مركز البيانات في الاعتبار الترابط المطلوب بين البنيات المختلفة والعمل على التكامل بأكبر قدر ممكن من الفعالية.

مساحة عمل استمرارية الأعمال

في بعض الأحيان، قد تؤدي الكوارث الطبيعية أو انقطاع التيار الكهربائي إلى نزوح الموظفين، مما يجعلهم يبحثون عن مكان آمن للعمل.

يمكن أن تتضمن مراكز البيانات أيضًا مساحات عمل لاستمرارية الأعمال ، مما يسمح للموظفين بإعداد متجر أثناء عملية الاسترداد.

استراتيجيات تصميم مراكز البيانات الحديثة

لاستيعاب أحمال العمل الأكبر وتلبية المتطلبات الجديدة، يتم تصميم مراكز البيانات الحديثة مع المزيد من قابلية التوسع والمرونة المدمجة.

التصميمات المعيارية والحاوياتية

تبدأ تصميمات مراكز البيانات المعيارية بوحدات جاهزة مسبقًا تحتوي على معدات تكنولوجيا المعلومات والطاقة والتبريد. ولأن التصميم معياري، فمن السهل إضافة أو إزالة الأجزاء حسب الحاجة، مما يجعل التوسع أمرًا سهلاً.

على غرار التصميم المعياري، يمكن الاحتفاظ بالبنية الأساسية لتكنولوجيا المعلومات داخل وحدة حاويات للنشر السريع. لا يمكن تخصيص هذه الوحدات مثل التصميمات المعيارية، ولكن إذا كان الوقت مهمًا، فقد تكون التصميمات الحاوية هي الخيار الأفضل.

حلول الحوسبة عالية الكثافة

يمكن لحلول الحوسبة عالية الكثافة أن تستوعب المزيد من قوة الحوسبة في مساحات أصغر باستخدام تقنيات مثل الخوادم الشفرة وأنظمة تسريع وحدة معالجة الرسوميات.

مع الخوادم الشفرة، توجد وحدات خادم متعددة في هيكل واحد، وتتشارك في موارد الطاقة والتبريد. تعمل الطبيعة المشتركة للنظام على تقليل المخطط المادي دون المساس بقوة المعالجة.

توفر وحدات معالجة الرسومات (GPUs) قوة معالجة أعلى بكثير مقارنة بوحدات المعالجة المركزية (CPUs) ويمكن أن تكون أكثر ملاءمة لمهام التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي. تعد مراكز البيانات عالية الكثافة ضرورية لاستيعاب وحدات معالجة الرسومات بشكل فعال.

ختامًا:

في عالم الأعمال اليوم، تعتمد المنظمات بشكل متزايد على مراكز البيانات لتخزين ومعالجة البيانات الحيوية.

لضمان استمرار عمل هذه المنظمات بشكل فعال، من الضروري تصميم مراكز البيانات بكفاءة وفعالية.

فمن خلال اتباع نهج شامل لتصميم مركز البيانات، يمكن للشركات إنشاء بنية تحتية موثوقة وقابلة للتطوير ومستدامة تلبي احتياجاتها الحالية والمستقبلية.

يجب أن تأخذ خطط تصميم مركز البيانات بعين الاعتبار العوامل الرئيسية مثل الكفاءة في استخدام الطاقة، والفعالية، وقابلية التوسع، والأمان، والتكلفة.

ومن خلال دمج أحدث التقنيات والحلول المبتكرة، يمكن للشركات إنشاء مراكز بيانات توفر أداءً عالٍ وتقلل من التأثير البيئي وتوفر وفورات في التكاليف.

تصميم مركز البيانات الفعال هو عملية مستمرة تتطلب تقييمًا وتكييفًا مستمرين.

فمع تطور احتياجات الأعمال وتطور التكنولوجيا، يجب على الشركات مراجعة خطط تصميم مراكز البيانات الخاصة بها وضمان مواكبتها لأحدث الاتجاهات.

ومن خلال الاستثمار في تصميم مركز البيانات الفعال، يمكن للشركات ضمان حصولها على بنية تحتية تكنولوجيا المعلومات اللازمة للنجاح في الاقتصاد الرقمي.

اقرأ أيضًا:

ما هو مركز البيانات؟