نگهداری اطلاعات؛ حساس و پرهزینه

زمانی که آدرس وب‌سایتی را در مرورگر خود وارد می‌کنید، درخواست شما به یکی از هزاران مرکز داده متصل به اینترنت که میزبان وب‌سایت مورد نظر شما است ارسال می‌شود. جایی که اطلاعات در آن نگهداری می‌شود.

ریشه مراکز داده به اتاق‌های بزرگ رایانه در اوایل شکل‌گیری صنعت رایانه برمی‌گردد. نگهداری و بهره‌برداری از رایانه‌های اولیه بسیار پیچیده بود و غالبا به محیط خاص نیاز داشت. کابل‌های بسیاری جهت ارتباط اجزا با یکدیگر نیاز بود که روش‌های خاصی را برای مدیریت و ساماندهی این وضعیت طلب می‌کرد. مفاهیمی چون تجهیزات قابل نصب در Rack، کف کاذب و کانال کابل در این دوران شکل گرفت. امنیت بسیار مهم بود چراکه رایانه‌ها بسیار گران بودند و اغلب برای مصارف نظامی مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

در دهه 80 میلادی استفاده از رایانه‌های شخصی و کوچک که نیاز به شرایط محیطی خاصی نداشتند رواج یافت و تقریبا در هر مکانی بدون توجه به عوامل محیطی از این سیستم‌ها استفاده می‌شد. با جدی شدن استفاده از رایانه‌ها در شرکت‌ها، کنترل منابع رایانه‌ای به بحثی جدی مبدل شد. در دهه 90 میلادی و زمان پیدایش معماری Client-Server، میکروکامپیوترها ـ‌ که امروزه به آنها سرور می‌گوییم ـ به اتاق‌های کامپیوتر قدیمی راه یافتند.

رشد و توسعه مراکز داده به زمان تجاری‌شدن اینترنت ـ سال‌های 90 تا 95 میلادی ـ‌ بازمی‌گردد. شرکت‌ها ارتباطات اینترنتی پرسرعت و بدون وقفه را خواستار بودند، اما بسیاری از شرکت‌های متوسط و کوچک از پس مخارج این حضور برنمی‌آمدند. این موضوع باعث شد مجموعه‌هایی بسیار بزرگ تحت عنوان «مراکز داده اینترنتی» توسط شرکت‌های سرویس‌دهنده ایجاد شده و به سایرین خدمات ارائه کنند.

از سال 2007 میلادی به بعد، طراحی، ساخت و بهره‌برداری از مراکز داده شکل و شمایل منظمی به خود گرفت. اسناد استاندارد از مراجع معتبر نظیر انجمن صنعت مخابرات (TIA)‌ نیازمندی‌ها در طراحی مراکز داده را مشخص می‌کند. سیر تکامل در مراکز داده هنوز ادامه دارد و موضوعاتی چون ایجاد مراکز داده سازگار با محیط زیست مطرح شده است.

به طور کلی ساخت و بهره‌برداری از مراکز داده بسیار هزینه‌بر است. برای مثال برای مرکز داده جدید Amazon.com در ایالت ارگون ایالات متحده با مساحتی حدود 11 هزار مترمربع 100 میلیون دلار هزینه پیش‌بینی شده است.

امروزه قسمت عمده فعالیت‌ها در سازمان‌ها و شرکت‌ها، وابسته به IT می‌باشد. یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها، تداوم کسب و کار یک شرکت است. شرکت‌ها برای ادامه فعالیت‌ها وابسته به اطلاعات هستند. اگر قسمتی از سیستم اطلاعاتی دچار نقص شود فعالیت شرکت مختل یا متوقف خواهد شد. بنابراین وجود زیرساخت مطمئن جهت فعالیت سیستم‌های اطلاعاتی که پایه و اساس کسب و کار یک شرکت است حیاتی می‌باشد. هر اقدامی در جهت کاهش احتمال اختلال ضروری است. امنیت اطلاعات نیز از اهمیت ویژه‌ای برخودار است و به همین دلیل مراکز داده محیط امنی را ایجاد می‌کنند که احتمال هر گونه رخنه امنیتی را به حداقل می‌رساند.

یک مرکز داده باید استانداردهای بالایی را برای یکپارچگی و عملکرد سرورهایی که در آن میزبانی می‌شوند را داشته باشد. این استانداردها شامل شرایط محیطی، ارتباطات داده‌ای ـ با اینترنت و سایر شبکه‌ها ـ و برق می‌شود.

انجمن صنعت مخابرات (TIA)‌ نوعی رده‌بندی را جهت مراکز داده تعریف کرده است که امروزه به صورت یک استاندارد مورد قبول قرار گرفته است. این استاندارد، مراکز داده را براساس دسترس‌پذیری (Availability)‌ در 4 رده‌ تقسیم‌بندی کرده است.

رده یک (Tier1):‌ مرکز داده ابتدایی

اولین سطح در نظر گرفته شده برای یک مرکز داده می‌باشد. در این سطح مرکز داده مستعد اختلال و وقفه بر اثر فعالیت‌های برنامه‌ریزی شده یا غیرمترقبه است. سیستم برق و سرمایش به صورت کاملا ساده در نظر گرفته می‌شود و ممکن است از کف کاذب، UPS و ژنراتور استفاده نشود، اما در هر صورت برای کسب حداقل استاندارد، این گونه مراکز داده باید پایداری در حد 674/99 درصد داشته باشند. به عبارت دیگر حداکثر 29 ساعت در سال اختلال در سرویس‌دهی و وقفه قابل قبول است.

طبق این استاندارد معمولا به 3 ماه زمان جهت ساخت مرکز داده با این رده نیاز است.

رده 2 (Tier 2)‌: مرکز داده با اجزای افزونه

در این رده با وجود استفاده از یک خط تامین برق، از تجهیزاتی با قابلیت تحمل خرابی N+1 در سیستم توزیع برق و سرمایش استفاده می‌شود. N+1 به این معنی است که به ازای هر تعداد از یک مولفه نظیر UPS یک دستگاه به عنوان سیستم پشتیبان در نظر گرفته شده است. در صورت خرابی هر یک از این مولفه‌ها اختلالی در سرویس‌دهی به وجود نخواهد آمد، اما به دلیل تامین برق از یک منبع در صورت بروز اختلال در تامین برق کل مجموعه دچار مشکل خواهد شد. حداقل پایداری این رده از مراکز داده 741/99 در نظر گرفته شده است که معادل 22 ساعت قطعی سرویس در سال می‌باشد. ساخت مرکز داده با این استاندارد 3 تا 6 ماه زمان نیاز دارد.

اکثر مراکز داده اینترنتی (Internet Data Centers)‌ در این رده قرار می‌گیرند.

رده 3 (Tier 3)‌: مرکز داده با قابلیت نگهداشت همزمان

این رده امکان ادامه فعالیت در حین انجام فعالیت‌های اصلی مربوط به نگهداری مانند تعمیر خط تامین برق را فراهم می‌آورد. در این کلاس علاوه بر رعایت تمام نکات رده قبلی وجود چند منبع تامین نیرو ضروری است. هر منبع تامین برق باید بتواند به تنهایی کل مصرف مجموعه را جوابگو باشد. همچنین سخت‌افزارها باید به نحوی باشند که انجام فرآیندهای نگهداشت هیچ اختلالی در سرویس‌دهی ایجاد نکند. پایداری این رده 982/99 درصد است و قطعی سرویس در این گونه مراکز داده نباید از 96 دقیقه در سال تجاوز نماید. ساخت این گونه مراکز داده ممکن است تا 20 ماه زمان نیاز داشته باشد. اغلب شرکت‌های بزرگ جهت فعالیت‌های سازمانی خود مراکز داده‌ای با رده 3 ایجاد می‌کنند.رده 4 (Tier 4):‌ مرکزداده با تحمل خرابیبالاترین رده و البته پرهزینه‌ترین. تمام موارد ذکر شده در رده 3 به همراه تجهیزاتی با افزونگی(1+N)2. برای رسیدن به عدد 995/99 درصد در دسترس‌بودن یا به عبارت دیگر تنها 24 دقیقه قطعی در سال نیاز است از تجهیزات و روش‌های ویژه استفاده شود. هزینه این گونه مراکز داده سرسام‌آور و نگهداری آن بسیار مشکل است. ایجاد این گونه مجموعه‌ها به بیش از 20 ماه زمان نیاز دارد و به نظر می‌رسد تنها شرکت‌های بزرگ و دولت‌ها جهت مقاصد نظامی توان ایجاد چنین مراکزی را داشته باشند.

جالب است بدانید تعداد سرورها در مراکزداده ایالات متحده در سال 2003 میلادی حدود 6/5 میلیون بوده است که در سال 2007 و طی 4 سال به 8/11 میلیون حدود بیش از 2 برابر رسیده است. میزان انرژی مصرفی در مراکز داده بیش از میزان انرژی مصرفی کل تلویزیون‌ها در آمریکاست. طبق یک گزارش ارائه شده به کنگره، مراکز داده حدود 5/1 درصد برق تولید شده در آمریکا را مصرف می‌کنند یعنی بیش از 5/4 میلیارد دلار در سال هزینه برق مصرفی سرورهاست. این اعداد و ارقام باعث شده است طراحان و تولیدکنندگان به فکر تولید تجهیزات با کارایی بالاتر و مصرف کمتر باشند.

به نظر می‌رسد در ایران بحث مراکز داده در دهه 70 و با جدی‌شدن استفاده از خدمات رایانه‌ای در بانک‌ها مطرح شده باشد. از ابتدای دهه 80 چند شرکت خصوصی جهت راه‌اندازی مرکز داده اینترنتی اقداماتی را آغار کردند. ایجاد مراکز داده اینترنتی برای کشور یک ضرورت است و به حمایت‌های جدی دولت نیاز دارد. در آینده‌ای نزدیک در رویکردی ویژه به طور مفصل بحث مراکز داده در کشور مطرح و بررسی خواهد شد.

مهدی علایی‌زاده