Un centro de datos ( inglés americano ) [1] o un centro de datos ( inglés británico ) [2] [nota 1] es un edificio , un espacio dedicado dentro de un edificio o un grupo de edificios [3] que se utilizan para albergar sistemas informáticos y asociados componentes, como telecomunicaciones y sistemas de almacenamiento . [4] [5]
Dado que las operaciones de TI son cruciales para la continuidad del negocio , generalmente incluye componentes e infraestructura redundantes o de respaldo para el suministro de energía , conexiones de comunicación de datos, controles ambientales (por ejemplo, aire acondicionado , extinción de incendios) y varios dispositivos de seguridad. Un gran centro de datos es una operación a escala industrial que utiliza tanta electricidad como una pequeña ciudad. [6]
Historia
Los centros de datos tienen sus raíces en las enormes salas de computación de la década de 1940, tipificadas por ENIAC , uno de los primeros ejemplos de un centro de datos. [7] [nota 2] Los primeros sistemas informáticos, complejos de operar y mantener, requerían un entorno especial en el que operar. Se necesitaron muchos cables para conectar todos los componentes, y se idearon métodos para acomodarlos y organizarlos, como bastidores estándar para montar equipos, pisos elevados y bandejas de cables (instaladas por encima o debajo del piso elevado). Una sola computadora central requería una gran cantidad de energía y tenía que enfriarse para evitar el sobrecalentamiento. La seguridad se volvió importante: las computadoras eran caras y a menudo se usaban con fines militares . [7] [nota 3] Por lo tanto, se diseñaron pautas básicas de diseño para controlar el acceso a la sala de computadoras.
Durante el auge de la industria de las microcomputadoras, y especialmente durante la década de 1980, los usuarios comenzaron a implementar computadoras en todas partes, en muchos casos sin preocuparse por los requisitos operativos. Sin embargo, a medida que las operaciones de tecnología de la información (TI) comenzaron a crecer en complejidad, las organizaciones se dieron cuenta de la necesidad de controlar los recursos de TI. La llegada de Unix a principios de la década de 1970 condujo a la posterior proliferación de sistemas operativos de PC compatibles con Linux disponibles gratuitamente durante la década de 1990. Estos se denominaron " servidores ", ya que los sistemas operativos de tiempo compartido como Unix dependen en gran medida del modelo cliente-servidor para facilitar el intercambio de recursos únicos entre múltiples usuarios. La disponibilidad de equipos de red de bajo costo , junto con los nuevos estándares para el cableado estructurado de la red , hizo posible utilizar un diseño jerárquico que colocaba los servidores en una habitación específica dentro de la empresa. El uso del término "centro de datos", aplicado a salas de informática especialmente diseñadas, comenzó a ganar reconocimiento popular en esta época. [7] [nota 4]
El auge de los centros de datos se produjo durante la burbuja de las puntocom de 1997-2000. [8] [nota 5] Las empresas necesitaban una conexión rápida a Internet y un funcionamiento continuo para implementar sistemas y establecer una presencia en Internet. La instalación de dicho equipo no era viable para muchas empresas más pequeñas. Muchas empresas comenzaron a construir instalaciones muy grandes, llamadas centros de datos de Internet (IDC), [9] que brindan capacidades mejoradas, como respaldo cruzado: "Si se corta una línea Bell Atlantic, podemos transferirlas a ... para minimizar el tiempo de apagón ". [9]
Se ha utilizado el término centros de datos en la nube (CDC). [10] Los centros de datos suelen costar mucho construir y mantener. [8] [nota 6] Cada vez más, la división de estos términos casi ha desaparecido y se están integrando en el término "centro de datos". [11]
Requisitos para centros de datos modernos
La modernización y la transformación del centro de datos mejoran el rendimiento y la eficiencia energética . [12]
La seguridad de la información también es una preocupación y, por esta razón, un centro de datos debe ofrecer un entorno seguro que minimice las posibilidades de una violación de la seguridad. Por lo tanto, un centro de datos debe mantener altos estándares para garantizar la integridad y funcionalidad de su entorno informático alojado.
La empresa de investigación industrial International Data Corporation (IDC) calcula que la edad promedio de un centro de datos es de nueve años. [12] Gartner , otra empresa de investigación, dice que los centros de datos de más de siete años son obsoletos. [13] El crecimiento de los datos (163 zettabytes para 2025 [14] ) es un factor que impulsa la necesidad de modernizar los centros de datos.
El enfoque en la modernización no es nuevo: la preocupación por los equipos obsoletos fue criticada en 2007, [15] y en 2011 Uptime Institute estaba preocupado por la antigüedad de los equipos que contiene. [nota 7] Para 2018, la preocupación había cambiado una vez más, esta vez a la edad del personal: "el personal del centro de datos está envejeciendo más rápido que el equipo". [dieciséis]
Cumplimiento de estándares para centros de datos
El Estándar de infraestructura de telecomunicaciones para centros de datos de la Asociación de la industria de las telecomunicaciones [17] especifica los requisitos mínimos para la infraestructura de telecomunicaciones de los centros de datos y salas de computación, incluidos los centros de datos empresariales de un solo inquilino y los centros de datos de hospedaje de Internet de múltiples inquilinos. La topología propuesta en este documento está destinada a ser aplicable a centros de datos de cualquier tamaño. [18]
Telcordia GR-3160, Requisitos de NEBS para equipos y espacios de centros de datos de telecomunicaciones , [19] proporciona directrices para los espacios de centros de datos dentro de las redes de telecomunicaciones y requisitos ambientales para los equipos destinados a la instalación en esos espacios. Estos criterios fueron desarrollados conjuntamente por Telcordia y representantes de la industria. Pueden aplicarse a espacios de centros de datos que albergan equipos de procesamiento de datos o de tecnología de la información (TI). El equipo se puede utilizar para:
- Operar y administrar la red de telecomunicaciones de un operador
- Proporcionar aplicaciones basadas en centros de datos directamente a los clientes del operador.
- Proporcionar aplicaciones alojadas para que un tercero brinde servicios a sus clientes.
- Proporcionar una combinación de estas y otras aplicaciones de centros de datos similares.
Transformación del centro de datos
La transformación del centro de datos toma un enfoque paso a paso a través de proyectos integrados que se llevan a cabo a lo largo del tiempo. Esto difiere del método tradicional de actualización del centro de datos que adopta un enfoque en serie y en silos. [20] Los proyectos típicos dentro de una iniciativa de transformación del centro de datos incluyen estandarización / consolidación, virtualización , automatización y seguridad.
- Estandarización / consolidación: Reducir el número de centros de datos [21] [22] y evitar la expansión de servidores [23] (tanto físicos como virtuales) [24] a menudo incluye reemplazar equipos antiguos del centro de datos, [25] y se complementa con la estandarización. [26]
- Virtualización: reduce los gastos operativos y de capital, [27] reduce el consumo de energía. [28] Los escritorios virtualizados pueden alojarse en centros de datos y alquilarse mediante suscripción. [29] El banco de inversión Lazard Capital Markets estimó en 2008 que el 48 por ciento de las operaciones empresariales estarán virtualizadas para 2012. Gartner ve la virtualización como un catalizador para la modernización. [30]
- Automatización: se necesita la automatización de tareas como el aprovisionamiento , la configuración, la aplicación de parches , la administración de versiones y el cumplimiento, no solo cuando se enfrentan a menos trabajadores de TI calificados. [26]
- Protección: la protección de los sistemas virtuales está integrada con la seguridad existente de las infraestructuras físicas. [31]
Cuarto de máquinas
El término "sala de máquinas" se utiliza a veces para referirse a la sala grande dentro de un centro de datos donde se encuentra la unidad central de procesamiento real; esto puede estar separado del lugar donde se encuentran las impresoras de alta velocidad. El aire acondicionado es lo más importante en la sala de máquinas. [32] [33] [34]
Aparte del aire acondicionado, debe haber un equipo de monitoreo, uno de los cuales es para detectar el agua antes de situaciones de nivel de inundación. [35] Una empresa, durante varias décadas, [36] ha compartido su mente: Water Alert. [37] La empresa, en 2018, tiene dos fabricantes competidores (Invetex, Hydro-Temp) y tres distribuidores competidores (Longden, Northeast Flooring, [nota 8] Slayton [nota 9] ).
Piso elevado
Telcordia Technologies , una subsidiaria de Ericsson , desarrolló una guía de estándares para pisos elevados denominada GR-2930 . [38]
Aunque la primera sala de computadoras con piso elevado fue construida por IBM en 1956, [39] y ha "existido desde la década de 1960", [40] fue la década de 1970 la que hizo que fuera más común que los centros de computación permitieran que el aire fresco pasara circular de manera más eficiente. [41] [42]
El primer propósito del piso elevado fue permitir el acceso para el cableado. [39]
Apagar las luces
El centro de datos "sin luz" [43] , también conocido como centro de datos oscurecido o oscuro, es un centro de datos que, idealmente, prácticamente ha eliminado la necesidad de acceso directo por parte del personal, excepto en circunstancias extraordinarias. Debido a la falta de necesidad de que el personal ingrese al centro de datos, se puede operar sin iluminación. Todos los dispositivos son accesibles y administrados por sistemas remotos, con programas de automatización utilizados para realizar operaciones desatendidas. Además del ahorro de energía, la reducción de los costos de personal y la capacidad de ubicar el sitio más lejos de los centros de población, la implementación de un centro de datos sin luz reduce la amenaza de ataques maliciosos a la infraestructura. [44] [45]
Niveles y niveles del centro de datos
Las dos organizaciones en los Estados Unidos que publican estándares de centros de datos son la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA) y el Uptime Institute .
Normas internacionales EN50600 e ISO22237 Tecnología de la información - Instalaciones e infraestructuras de centros de datos
- Solución de ruta única de clase 1
- Ruta única de clase 2 con solución de redundancia
- Múltiples rutas de clase 3 que proporcionan una solución simultánea de reparación / operación
- Múltiples rutas de clase 4 que brindan una solución tolerante a fallas (excepto durante el mantenimiento)
Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones
La Asociación de la Industria de Telecomunicaciones 's TIA-942 estándar para los centros de datos, publicados en 2005 y actualizados en cuatro ocasiones desde, que se define cuatro niveles de infraestructura. [46]
- Nivel 1: básicamente una sala de servidores , siguiendo pautas básicas
- Nivel 4: diseñado para albergar los sistemas informáticos más críticos para la misión, con subsistemas completamente redundantes, la capacidad de operar continuamente durante un período de tiempo indefinido durante cortes de energía primarios.
Uptime Institute - Estándar de clasificación de niveles del centro de datos
Los cuatro niveles están definidos por el estándar Uptime Institute :
- Nivel I: se describe como CAPACIDAD BÁSICA y debe incluir un UPS
- Nivel II: se describe como CAPACIDAD REDUNDANTE y agrega energía y enfriamiento redundantes
- Nivel III: se describe como MANTENIMIENTO CONCURRENTE y garantiza que CUALQUIER componente pueda ponerse fuera de servicio sin afectar la producción
- Nivel IV: se describe como TOLERANTE A FALLAS permitiendo aislar cualquier capacidad de producción de CUALQUIER tipo de falla.
Diseño de centro de datos
El campo del diseño de centros de datos ha estado creciendo durante décadas en varias direcciones, incluidas nuevas construcciones grandes y pequeñas junto con la reutilización creativa de instalaciones existentes, como espacios comerciales abandonados, antiguas minas de sal y búnkeres de la era de la guerra.
- ya se ha propuesto un centro de datos de 65 pisos [47]
- el número de centros de datos a partir de 2016 había crecido más allá de los 3 millones en todo Estados Unidos, y más del triple de ese número en todo el mundo [8]
Los códigos de construcción locales pueden regir las alturas mínimas del techo y otros parámetros. Algunas de las consideraciones en el diseño de centros de datos son:
- tamaño: una habitación de un edificio, uno o más pisos o un edificio completo, y puede albergar 1,000 servidores o más [48]
- espacio, energía, refrigeración y costos en el centro de datos. [49]
- Infraestructura de ingeniería mecánica: calefacción, ventilación y aire acondicionado ( HVAC ); equipos de humidificación y deshumidificación; presurización. [50]
- Diseño de infraestructura de ingeniería eléctrica - planificación de servicios públicos; distribución, conmutación y derivación de fuentes de energía; sistemas de fuente de energía ininterrumpida (UPS); y más. [50] [51]
Criterios de diseño y compensaciones
- Expectativas de disponibilidad : el costo de evitar el tiempo de inactividad no debe exceder el costo del tiempo de inactividad en sí mismo [52]
- Selección del sitio : los factores de ubicación incluyen la proximidad a las redes eléctricas, la infraestructura de telecomunicaciones, los servicios de redes, las líneas de transporte y los servicios de emergencia. Otros son las rutas de vuelo, los usos vecinos, los riesgos geológicos y el clima (asociados con los costos de enfriamiento). [53]
- A menudo, la energía disponible es más difícil de cambiar.
Alta disponibilidad
Existen varias métricas para medir la disponibilidad de datos que resulta de la disponibilidad del centro de datos más allá del 95% del tiempo de actividad, con la parte superior de la escala contando cuántos "nueves" se pueden colocar después del "99%". [54]
Modularidad y flexibilidad
La modularidad y la flexibilidad son elementos clave para permitir que un centro de datos crezca y cambie con el tiempo. Los módulos del centro de datos son bloques de construcción estandarizados y prediseñados que se pueden configurar y mover fácilmente según sea necesario. [55]
Un centro de datos modular puede consistir en un equipo de centro de datos contenido dentro de contenedores de envío o contenedores portátiles similares. [56] Los componentes del centro de datos se pueden prefabricar y estandarizar, lo que facilita el traslado si es necesario. [57]
Control ambiental
La temperatura [nota 10] y la humedad se controlan mediante:
- Aire acondicionado
- enfriamiento indirecto, como el uso de aire exterior, [58] [59] [nota 11] Unidades de enfriamiento evaporativo indirecto (IDEC), y también el uso de agua de mar.
Energía eléctrica
La energía de respaldo consta de una o más fuentes de alimentación ininterrumpida , bancos de baterías y / o generadores de turbina de gas / diesel . [60]
Para evitar puntos únicos de falla , todos los elementos de los sistemas eléctricos, incluidos los sistemas de respaldo, generalmente están completamente duplicados y los servidores críticos están conectados a las fuentes de alimentación del "lado A" y del "lado B". Esta disposición se realiza a menudo para lograr una redundancia N + 1 en los sistemas. Los interruptores de transferencia estática se utilizan a veces para garantizar la conmutación instantánea de una fuente a otra en caso de un corte de energía.
Enrutamiento de cables de bajo voltaje
Las opciones incluyen:
- El cableado de datos se puede enrutar a través de bandejas de cables aéreos [61]
- Cableado de suelo elevado, por motivos de seguridad y para evitar la incorporación de sistemas de refrigeración por encima de los racks.
- Los centros de datos más pequeños / menos costosos sin pisos elevados pueden usar baldosas antiestáticas para una superficie de piso.
Flujo de aire
La gestión del flujo de aire aborda la necesidad de mejorar la eficiencia de enfriamiento de las computadoras del centro de datos al evitar la recirculación del aire caliente que sale de los equipos de TI y reducir el flujo de aire de derivación. Hay varios métodos para separar las corrientes de aire frío y caliente, como la contención de pasillo frío / caliente y las unidades de refrigeración en fila. [62]
Contención de pasillo
La contención del pasillo frío se realiza exponiendo la parte posterior de los racks de equipos, mientras que la parte frontal de los servidores se cierra con puertas y cubiertas.
Los gabinetes para computadoras a menudo están organizados para contener pasillos fríos / calientes. Los conductos evitan que el aire frío y de escape se mezclen. Las filas de gabinetes se emparejan para que el aire frío pueda llegar a las tomas de aire del equipo y el aire caliente pueda regresar a los enfriadores sin mezclarse.
Alternativamente, una gama de paneles bajo el piso puede crear vías de aire frío eficientes dirigidas a las baldosas ventiladas del piso elevado. Se puede contener el pasillo frío o el pasillo caliente. [63]
Otra alternativa es instalar gabinetes con conductos de escape verticales (chimenea) [64] Las salidas de escape calientes pueden dirigir el aire a un pleno sobre un falso techo y de regreso a las unidades de enfriamiento o a las rejillas de ventilación exteriores. Con esta configuración, la configuración tradicional de pasillo frío / calor no es un requisito. [sesenta y cinco]
Protección contra incendios
Los centros de datos cuentan con sistemas de protección contra incendios , incluidos elementos de diseño pasivo y activo , así como la implementación de programas de prevención de incendios en las operaciones. Los detectores de humo generalmente se instalan para proporcionar una alerta temprana de un incendio en su etapa incipiente.
Dos opciones a base de agua son: [66]
- aspersor
- neblina
- Sin agua: algunos de los beneficios del uso de supresión química ( sistema de supresión de incendios gaseoso con agente limpio ).
Seguridad
El acceso físico suele estar restringido. La seguridad por capas a menudo comienza con cercas, bolardos y mantras . [67] La vigilancia con cámaras de video y los guardias de seguridad permanentes casi siempre están presentes si el centro de datos es grande o contiene información confidencial. Los mantraps de reconocimiento de huellas dactilares están comenzando a ser algo común.
Algunas regulaciones de protección de datos requieren el acceso al registro; algunas organizaciones vinculan estrechamente esto a los sistemas de control de acceso. Pueden ocurrir múltiples entradas de registro en la entrada principal, las entradas a las habitaciones internas y en los gabinetes de equipos. El control de acceso en los gabinetes se puede integrar con unidades de distribución de energía inteligentes , de modo que las cerraduras estén conectadas en red a través del mismo dispositivo. [68]
Energía usada
El uso de energía es un tema central para los centros de datos. El consumo de energía varía desde unos pocos kW para un rack de servidores en un armario hasta varias decenas de MW para grandes instalaciones. Algunas instalaciones tienen densidades de energía más de 100 veces superiores a las de un edificio de oficinas típico. [69] Para las instalaciones de mayor densidad de energía, los costos de electricidad son un gasto operativo dominante y representan más del 10% del costo total de propiedad (TCO) de un centro de datos. [70]
Los costos de energía para 2012 a menudo excedieron el costo de la inversión de capital original. [71] Greenpeace estimó el consumo de energía de los centros de datos en todo el mundo para 2012 en aproximadamente 382 mil millones de kWh. [72] Los centros de datos mundiales utilizaron aproximadamente 416 TWh en 2016, casi un 40% más que todo el Reino Unido; El consumo de CC en EE. UU. Fue de 90 mil millones de kWh. [73]
Emisiones de gases de efecto invernadero
En 2007 , se estimó que todo el sector de las tecnologías de la información y la comunicación o TIC era responsable de aproximadamente el 2% de las emisiones de carbono mundiales , y los centros de datos representaban el 14% de la huella de TIC. [74] La EPA de EE. UU. Estima que los servidores y los centros de datos son responsables de hasta el 1,5% del consumo total de electricidad de EE. UU., [75] o aproximadamente el 0,5% de las emisiones de GEI de EE. UU., [76] para 2007. Dado un negocio normal Según las proyecciones, las emisiones de gases de efecto invernadero de los centros de datos se duplicarán con respecto a los niveles de 2007 para 2020. [74]
En una investigación de 18 meses realizada por académicos del Instituto Baker de Políticas Públicas de la Universidad de Rice en Houston y el Instituto de Infodinámica Aplicada y Sostenible en Singapur, las emisiones relacionadas con los centros de datos se triplicarán con creces en 2020. [77]
Eficiencia energética y gastos generales
La métrica de eficiencia energética más utilizada de la eficiencia energética del centro de datos es la eficacia del uso de energía (PUE), calculada como la proporción de la energía total que ingresa al centro de datos dividida por la energía utilizada por los equipos de TI.
Mide el porcentaje de energía utilizada por los gastos generales (refrigeración, iluminación, etc.). El centro de datos promedio de EE. UU. Tiene un PUE de 2.0, [75] lo que significa dos vatios de potencia total (equipo de arriba + TI) por cada vatio entregado a los equipos de TI. Se estima que el estado de la técnica es aproximadamente 1.2. [78] Google publica la eficiencia trimestral de los centros de datos en funcionamiento. [79]
La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Tiene una calificación Energy Star para centros de datos grandes o independientes. Para calificar para la etiqueta ecológica, un centro de datos debe estar dentro del cuartil superior de eficiencia energética de todas las instalaciones informadas. [80] La Ley de mejora de la eficiencia energética de 2015 (Estados Unidos) exige que las instalaciones federales, incluidos los centros de datos, funcionen de manera más eficiente. El título 24 (2014) de California del Código de Regulaciones de California exige que cada centro de datos recién construido debe tener algún tipo de contención del flujo de aire para optimizar la eficiencia energética.
La Unión Europea también tiene una iniciativa similar: el Código de conducta de la UE para centros de datos. [81]
Proyectos y análisis de uso de energía
El enfoque de medir y analizar el uso de energía va más allá de lo que utilizan los equipos de TI; El hardware de apoyo a las instalaciones, como enfriadores y ventiladores, también utiliza energía. [82]
En 2011, los racks de servidores en los centros de datos se diseñaron para más de 25 kW y se estimó que el servidor típico desperdicia aproximadamente el 30% de la electricidad que consume. También estaba aumentando la demanda de energía para los sistemas de almacenamiento de información. Se calculó que un centro de datos de alta disponibilidad tiene una demanda de 1 megavatio (MW) y consume $ 20,000,000 en electricidad durante su vida útil , y la refrigeración representa del 35% al 45% del costo total de propiedad del centro de datos . Los cálculos mostraron que en dos años el costo de alimentar y enfriar un servidor podría ser igual al costo de comprar el hardware del servidor. [83] La investigación realizada en 2018 ha demostrado que aún se podría conservar una cantidad sustancial de energía optimizando las tasas de actualización de TI y aumentando la utilización del servidor. [84]
En 2011 , Facebook , Rackspace y otros fundaron Open Compute Project (OCP) para desarrollar y publicar estándares abiertos para tecnologías de computación de centros de datos más ecológicas. Como parte del proyecto, Facebook publicó los diseños de su servidor, que había construido para su primer centro de datos dedicado en Prineville. Hacer los servidores más altos dejó espacio para disipadores de calor más efectivos y permitió el uso de ventiladores que movían más aire con menos energía. Al no comprar servidores comerciales listos para usar , también se ahorró el consumo de energía debido a ranuras de expansión innecesarias en la placa base y componentes innecesarios, como una tarjeta gráfica . [85] En 2016, Google se unió al proyecto y publicó los diseños de su bastidor de centro de datos poco profundo de 48 V CC. Este diseño había sido durante mucho tiempo parte de los centros de datos de Google . Al eliminar los múltiples transformadores que generalmente se implementan en los centros de datos, Google logró un aumento del 30% en la eficiencia energética. [86] En 2017, las ventas de hardware de centros de datos construido con diseños OCP superaron los $ 1.2 mil millones y se espera que alcancen los $ 6 mil millones para 2021. [85]
Análisis de energía y enfriamiento
La energía es el mayor costo recurrente para el usuario de un centro de datos. [87] Enfriarlo a 70 ° F (21 ° C) o menos desperdicia dinero y energía. [87] Además, el sobreenfriamiento del equipo en entornos con una humedad relativa alta puede exponer el equipo a una gran cantidad de humedad que facilita el crecimiento de depósitos de sal en los filamentos conductores de los circuitos. [88]
Un análisis de energía y enfriamiento , también conocido como evaluación térmica, mide las temperaturas relativas en áreas específicas, así como la capacidad de los sistemas de enfriamiento para manejar temperaturas ambientales específicas. [89] Un análisis de energía y enfriamiento puede ayudar a identificar puntos calientes, áreas sobreenfriadas que pueden manejar una mayor densidad de uso de energía, el punto de interrupción de la carga del equipo, la efectividad de una estrategia de piso elevado y el posicionamiento óptimo del equipo (como AC unidades) para equilibrar las temperaturas en todo el centro de datos. La densidad de enfriamiento de energía es una medida de la cantidad de pies cuadrados que el centro puede enfriar a su máxima capacidad. [90] La refrigeración de los centros de datos es el segundo mayor consumidor de energía después de los servidores. La energía de refrigeración varía desde el 10% del consumo total de energía en los centros de datos más eficientes hasta el 45% en los centros de datos estándar refrigerados por aire.
Análisis de eficiencia energética
Un análisis de eficiencia energética mide el uso de energía de los equipos de las instalaciones y la TI del centro de datos. Un análisis de eficiencia energética típico mide factores como la eficacia del uso de energía (PUE) de un centro de datos en comparación con los estándares de la industria, identifica las fuentes mecánicas y eléctricas de ineficiencia e identifica las métricas de gestión del aire. [91] Sin embargo, la limitación de la mayoría de las métricas y enfoques actuales es que no incluyen TI en el análisis. Los estudios de casos han demostrado que al abordar la eficiencia energética de manera integral en un centro de datos, se pueden lograr mayores eficiencias que de otro modo no serían posibles. [92]
Análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD)
Este tipo de análisis utiliza herramientas y técnicas sofisticadas para comprender las condiciones térmicas únicas presentes en cada centro de datos, prediciendo el comportamiento de la temperatura, el flujo de aire y la presión de un centro de datos para evaluar el rendimiento y el consumo de energía, utilizando modelos numéricos. [93] Al predecir los efectos de estas condiciones ambientales, el análisis CFD en el centro de datos se puede utilizar para predecir el impacto de los racks de alta densidad mezclados con racks de baja densidad [94] y el impacto posterior en los recursos de refrigeración, mala gestión de la infraestructura prácticas y falla de CA o apagado de CA para mantenimiento programado.
Mapeo de zonas térmicas
El mapeo de zonas térmicas utiliza sensores y modelado por computadora para crear una imagen tridimensional de las zonas calientes y frías en un centro de datos. [95]
Esta información puede ayudar a identificar el posicionamiento óptimo de los equipos del centro de datos. Por ejemplo, los servidores críticos pueden ubicarse en una zona fría que sea atendida por unidades de aire acondicionado redundantes.
Centros de datos ecológicos
Los centros de datos usan mucha energía, consumida por dos usos principales: la energía requerida para hacer funcionar el equipo real y luego la energía requerida para enfriar el equipo. La eficiencia energética reduce la primera categoría.
La reducción del costo de refrigeración por medios naturales incluye decisiones de ubicación: cuando el enfoque no está cerca de una buena conectividad de fibra, conexiones de red eléctrica y concentraciones de personas para administrar el equipo, un centro de datos puede estar a kilómetros de distancia de los usuarios. Los centros de datos 'masivos' como Google o Facebook no necesitan estar cerca de los centros de población. Los lugares árticos pueden usar aire exterior, que proporciona enfriamiento, y se están volviendo más populares. [96]
Las fuentes de electricidad renovables son otra ventaja. Así, países con condiciones favorables, como Canadá, [97] Finlandia, [98] Suecia, [99] Noruega, [100] y Suiza, [101] están tratando de atraer centros de datos de computación en nube.
La minería de Bitcoin se ve cada vez más como una forma potencial de construir centros de datos en el sitio de producción de energía renovable. La energía restringida y recortada se puede utilizar para asegurar transacciones en la cadena de bloques de Bitcoin, lo que proporciona otra fuente de ingresos a los productores de energía renovable. [102]
Reutilización de energía
Es muy difícil reutilizar el calor que proviene de los centros de datos refrigerados por aire. Por esta razón, las infraestructuras de los centros de datos suelen estar equipadas con bombas de calor. [103] Una alternativa a las bombas de calor es la adopción de refrigeración líquida en todo el centro de datos. Se mezclan y combinan diferentes técnicas de refrigeración líquida para permitir una infraestructura totalmente refrigerada por líquido que captura todo el calor del agua. Las diferentes tecnologías de líquidos se clasifican en 3 grupos principales, Refrigeración líquida indirecta (racks refrigerados por agua), Refrigeración líquida directa (refrigeración directa al chip) y Refrigeración líquida total (inmersión completa en líquido, consulte Refrigeración por inmersión del servidor ). Esta combinación de tecnologías permite la creación de una cascada térmica como parte de escenarios de encadenamiento de temperatura para crear salidas de agua a alta temperatura desde el centro de datos.
Infraestructura dinámica
Infraestructura dinámica [104] proporciona la capacidad de forma inteligente, automática y segura mover cargas de trabajo dentro de un centro de datos [105] en cualquier momento y en cualquier lugar, por las migraciones, aprovisionamiento , [106] para mejorar el rendimiento, o la construcción de co-ubicación de instalaciones. También facilita la realización de mantenimiento de rutina en sistemas físicos o virtuales, todo mientras minimiza las interrupciones. Un concepto relacionado es la infraestructura Composable, que permite la reconfiguración dinámica de los recursos disponibles para adaptarse a las necesidades, solo cuando sea necesario. [107]
Los beneficios secundarios incluyen
- reduciendo el costo
- facilitando la continuidad del negocio y la alta disponibilidad
- Habilitación de la computación en red y en la nube . [108]
Infraestructura de red
En la actualidad, las comunicaciones en los centros de datos se basan con mayor frecuencia en redes que ejecutan el conjunto de protocolos IP . Los centros de datos contienen un conjunto de enrutadores y conmutadores que transportan el tráfico entre los servidores y el mundo exterior [109] que están conectados de acuerdo con la arquitectura de red del centro de datos . La redundancia de la conexión a Internet a menudo se proporciona mediante el uso de dos o más proveedores de servicios ascendentes (consulte Multihoming ).
Algunos de los servidores del centro de datos se utilizan para ejecutar los servicios básicos de Internet e intranet que necesitan los usuarios internos de la organización, por ejemplo, servidores de correo electrónico, servidores proxy y servidores DNS .
Los elementos de seguridad de la red también se implementan generalmente: firewalls , puertas de enlace VPN , sistemas de detección de intrusos , etc. También son comunes los sistemas de monitoreo de la red y algunas de las aplicaciones. También son típicos sistemas de monitoreo externos adicionales, en caso de una falla en las comunicaciones dentro del centro de datos.
Copia de seguridad de software / datos
Las opciones que no se excluyen mutuamente para la copia de seguridad de datos son:
- En el sitio
- Fuera del sitio
En el lugar es tradicional, [110] y una gran ventaja es la disponibilidad inmediata.
Almacenamiento de respaldo externo
Las técnicas de respaldo de datos incluyen tener una copia encriptada de los datos fuera del sitio. Los métodos utilizados para transportar datos son: [111]
- hacer que el cliente escriba los datos en un medio físico, como una cinta magnética, y luego transportar la cinta a otro lugar. [112]
- transferir directamente los datos a otro sitio durante la copia de seguridad, utilizando los enlaces apropiados
- cargar los datos "en la nube" [113]
Centro de datos modular
Para una rápida implementación o recuperación ante desastres , varios grandes proveedores de hardware han desarrollado soluciones móviles / modulares que se pueden instalar y poner en funcionamiento en muy poco tiempo.
Ver también
- Centro de coubicación
- Refrigeración por computadora
- Gestión del centro de datos
- Recuperación de desastres
- Infraestructura dinámica
- Red eléctrica
- Punto de intercambio de Internet
- Servicio de alojamiento de Internet
- Centro de datos submarino de Microsoft
- Método de Neher-McGrath
- Centro de operaciones de red
- Open Compute Project , de Facebook
- Mirando
- Granja de servidores
- Cuarto de servicio
- Sistema de supervisión del entorno de la sala de servidores
- Red de telecomunicaciones
- Centro de datos de Utah
- Servicio de alojamiento web
Notas
- ^ Ver diferencias ortográficas .
- ↑ Las antiguas y grandes salas de computadoras que albergaban máquinas como la ENIAC del ejército de EE. UU., Que se desarrollaron antes de 1960 (1945), ahora se denominaban "centros de datos".
- ^ Hasta principios de la década de 1960, era principalmente el gobierno el que usaba computadoras, que eran grandes mainframes alojados en salas que hoy llamamos centros de datos.
- ^ En la década de 1990, las minicomputadoras , ahora llamadas servidores, se alojaban en las antiguas salas de informática (ahora llamadas centros de datos). Las "salas de servidores" se construyeron dentro de las paredes de la empresa, ubicadas junto con equipos de red de bajo costo.
- ^ Hubo una construcción considerable de centros de datos a principios de la década de 2000, en el período de expansión de los negocios de las punto com .
- ^ Se suponía que la computación en la nube era menos costosa, pero ...
- ^ En mayo de 2011, la organización de investigación de centros de datos Uptime Institute informó que el 36 por ciento de las grandes empresas encuestadas esperan agotar la capacidad de TI en los próximos 18 meses. James Niccolai. "Los centros de datos recurren a la subcontratación para satisfacer las necesidades de capacidad" . Revista CIO .
- ^ los cuales se enfocan en pisos elevados; este no es su principal negocio)
- ^ una empresa distribuidora / de servicios de sopa a nueces
- ^ Aquí se pueden encontrar recomendaciones de temperatura de ocho proveedores
- ^ en lugar de enfriadores / acondicionadores de aire, lo que resulta en ahorros de energía
Referencias
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enlaces externos
- Lawrence Berkeley Lab : investigación, desarrollo, demostración e implementación de tecnologías y prácticas energéticamente eficientes para centros de datos
- Alimentación de CC para los centros de datos del futuro : preguntas frecuentes: prueba y demostración de 380 V CC en un centro de datos de Sun.
- Libro blanco - Impuestos a la propiedad: el nuevo desafío para los centros de datos
- Proyecto de centro de datos EURECA H2020 de la Comisión Europea: directrices de eficiencia energética del centro de datos, extenso material de formación en línea, estudios de casos / conferencias (en la página de eventos) y herramientas.