طراحی دیتاسنتر؛ اصول طراحی یک مرکز داده

طراحی مرکز داده نامناسب می‌تواند منجر به هزینه‌های بالاتر انرژی، مشکلات کولینگ، قطع سرویس، اشغال فضای اضافی و کاهش عمر تجهیزات شود. به همین دلیل، در هر پروژه طراحی دیتاسنتر باید از ابتدا با دید کلان به معماری دستگاه‌ها، مسیر کابل کشی شبکه، سیستم برق، سیستم کولینگ دیتاسنتر و الزامات امنیتی توجه شود.

مراحل طراحی مرکز داده

طراحی مرکز داده یک فرایند پیچیده و چندمرحله‌ای است که نیاز به برنامه‌ریزی دقیق و هماهنگی بین فازهای مختلف دارد. این مراحل به‌طور کلی شامل موارد زیر هستند:

1. مطالعه امکان‌سنجی و انتخاب لوکیشن

در این مرحله، مکان مناسب برای ساخت مرکز داده انتخاب می‌شود. این فرایند شامل ارزیابی موقعیت جغرافیایی و تحلیل موارد مختلفی مانند شرایط طبیعی و دسترسی به منابع است.

• تحلیل موقعیت جغرافیایی: تحلیل خطرات طبیعی مانند زلزله، سیلاب و دما برای اطمینان از ایمنی مرکز داده.

• دسترسی به برق پایدار: ارزیابی دسترسی به منابع برق قابل اعتماد و سیستم‌های پشتیبانی برای تأمین برق در مواقع بحران.

• خطوط ارتباطی و زیرساخت شبکه: بررسی دسترسی به شبکه‌های ارتباطی و زیرساخت‌های اینترنتی برای تضمین سرعت و کارایی اتصال.

• فاصله از مراکز شهری: انتخاب مکانی که به اندازه کافی از مراکز شهری دور باشد تا هزینه‌های زمین کاهش یابد.

• قابلیت توسعه در آینده: اطمینان از اینکه سایت انتخابی قابلیت توسعه و گسترش در آینده را داشته باشد.

2. طراحی مفهومی و معماری فیزیکی

در این فاز، طرح کلی مرکز داده از نظر معماری و چیدمان فضا طراحی می‌شود.

• تعیین حجم بار برق و توان موردنیاز: محاسبه دقیق مصرف برق مورد نیاز برای تجهیزات سرور و سیستم‌ها.

• چیدمان رک‌ها و مسیرهای کابل: تعیین نحوه قرارگیری رک‌ها و مسیرهای کابل به‌طور مؤثر برای بهینه‌سازی فضای داخلی.

• تقسیم فضای گرم و سرد: طراحی بخش‌های مختلف مرکز داده به‌گونه‌ای که هوای گرم و سرد از یکدیگر جدا شوند (راهروهای سرد و گرم).

• طراحی مسیرهای سرویس‌دهی اضطراری: پیش‌بینی مسیرهایی برای نگهداری تجهیزات و خدمات اضطراری به‌منظور حفظ عملکرد در شرایط بحران.

3. زیرساخت برق و پشتیبان‌گیری

در این مرحله، زیرساخت‌های برقی و سیستم‌های پشتیبانی انرژی برای مقابله با قطعی‌ها و بحران‌ها طراحی می‌شوند.

• انتخاب منابع برق اولیه و ژنراتورهای پشتیبان: شناسایی منابع اصلی برق و سیستم‌های ژنراتور برای تأمین برق در مواقع اضطراری.

• استفاده از UPS با مسیریابی افزونه: استفاده از سیستم‌های تأمین برق UPS با قابلیت افزونگی برای اطمینان از تداوم عملیات.

• توزیع برق داخل رک‌ها با PDU: طراحی سیستم‌های توزیع برق داخل رک‌ها برای مدیریت بهینه انرژی.

• استفاده از تجهیزات برق مقاوم و سیستم‌های مانیتورینگ: انتخاب تجهیزات برقی با کیفیت و سیستم‌های نظارتی برای رصد وضعیت برق.

4. سیستم کولینگ و مدیریت هوای داخلی

طراحی سیستم‌های خنک‌کننده برای مدیریت دمای اتاق سرور و مرکز داده و جلوگیری از آسیب به تجهیزات از اهمیت بالایی برخوردار است.

• انتخاب نوع خنک‌سازی: انتخاب نوع سیستم‌های خنک‌کننده مانند هوای فشرده، مایع یا Liquid cooling یا هیبریدی برای بهینه‌سازی عملکرد.

• طراحی مسیر هوای سرد / هوای گرم: طراحی مسیرهای اختصاصی برای هوای سرد و گرم برای جلوگیری از اختلال و حفظ عملکرد سیستم‌های خنک‌کننده.

• استفاده از تکنیک‌های Containment و زیرکف کاذب: استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مانند containment برای جداسازی هوا و جلوگیری از اختلاط.

• استفاده از راهنماهای ASHRAE در دما و رطوبت مناسب: رعایت استاندارد ASHRAE برای حفظ دما و رطوبت مناسب در مرکز داده.

5. شبکه و اتصال‌پذیری

طراحی شبکه و ارتباطات مرکز داده برای تضمین کارایی بالا و دسترسی پایدار به منابع شبکه ضروری است.

• طراحی توپولوژی شبکه: انتخاب توپولوژی شبکه مناسب برای اطمینان از مقیاس‌پذیری و عملکرد بهینه.

• کابل‌کشی ساختاریافته و رعایت استانداردها: پیاده‌سازی کابل‌کشی به‌صورت ساختاریافته و مطابق با استانداردهای بین‌المللی.

• ایجاد مسیرهای ریداندنسی شبکه: طراحی شبکه با مسیرهای افزونگی برای جلوگیری از اختلالات در صورت بروز خرابی.

• تجهیز به سوئیچ‌ها، روترها، فایروال‌ها و تجهیزات شبکه: استفاده از تجهیزات شبکه قدرتمند برای مدیریت ترافیک و امنیت.

6. امنیت، کنترل دسترسی و مانیتورینگ

امنیت داده‌ها و تجهیزات در مرکز داده یکی از مسائل حیاتی است که باید به‌طور جدی مدنظر قرار گیرد.

• کنترل دسترسی فیزیکی: استفاده از سیستم‌های کنترل دسترسی پیشرفته مانند کارت‌های دسترسی، بیومتریک و دوربین‌های نظارتی برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز.

• طراحی فضاهای امن برای تجهیزات حیاتی: ایجاد فضاهای امن و جداگانه برای نگهداری تجهیزات حساس و حیاتی.

• سیستم‌های مانیتورینگ محیطی: استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ برای رصد وضعیت محیطی، از جمله دما، رطوبت و جریان هوا در مرکز داده.

7. پشتیبان‌گیری، افزونگی و تحمل خطا

طراحی سیستم‌های افزونگی برای اطمینان از تداوم عملیات و کاهش احتمال توقف به دلیل خرابی‌ها.

• طراحی Redundancy در برق، کولینگ و شبکه: ایجاد سیستم‌های افزونگی در برق، خنک‌کننده و شبکه برای جلوگیری از قطعی.

• استفاده از مفاهیم Tier: پیاده‌سازی مفاهیم Tier از موسسه Uptime (Tier I تا Tier IV) برای تعیین سطح تحمل خطا و افزونگی در مرکز داده.

8. امکان نگهداری بدون قطعی

طراحی مرکز داده به‌گونه‌ای که امکان نگهداری عملیات بدون قطعی فراهم شود. این بخش شامل استراتژی‌هایی برای اطمینان از حفظ عملکرد بدون توقف است.

9. راه‌اندازی، تست و تحویل نهایی

در این فاز، پس از اتمام ساخت و پیاده‌سازی، عملکرد سیستم‌ها مورد آزمایش قرار می‌گیرد.

• تست بار: آزمایش مرکز داده تحت بارهای مختلف برای ارزیابی عملکرد.

• تست خنک‌سازی: بررسی کارایی سیستم‌های خنک‌کننده در دماهای مختلف.

• تست افزونگی: ارزیابی عملکرد سیستم‌های افزونگی در شرایط بحرانی.

• پایش عملکرد اولیه: رصد و تحلیل عملکرد اولیه سیستم‌ها بعد از راه‌اندازی.

• تحویل و راه‌دهی: تحویل نهایی مرکز داده و آغاز بهره‌برداری عملیاتی.

این مراحل طراحی مرکز داده به‌طور سیستماتیک و دقیق انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که مرکز داده از نظر امنیتی، عملکردی و عملیاتی به‌طور کامل آماده است.