Мало кто задумывается, что популярные сегодня облачные сервисы работают на оборудовании, размещённом в дата-центрах. Чтобы приложения, сайты и другие цифровые продукты оставались доступными круглосуточно, нужны не только серверы, но и системы электропитания, охлаждения, связи, хранения данных и безопасности. Специально для Хайтека Давид Мартиросов, генеральный директор РТК-ЦОД, ИТ-сервис-провайдера полного цикла с крупнейшей в России сетью ЦОД, разобрал 40 терминов, которые помогут понять, как устроен дата-центр и за счёт чего его инфраструктура продолжает работать даже при сбоях.
А
Автоматизация ЦОД — передача повторяющихся операций программным системам. Они собирают показания датчиков, следят за загрузкой оборудования, управляют настройками и выполняют заранее заданные сценарии. Например, при перегреве автоматика может повысить мощность охлаждения, отправить предупреждение инженеру или перенести нагрузку на другой узел. Это ускоряет реакцию на события и снижает риск ошибок, но не отменяет контроль со стороны специалистов.
Б
Блейд-сервер — компактный серверный модуль, который устанавливается в общий корпус — шасси (см. термин ниже – прим. ред.). Внутри него находятся процессор и память, а также могут быть установлены накопители. Питание, охлаждение, подключение к сети и часть функций управления обеспечивает шасси сразу для нескольких серверов. Это позволяет разместить больше вычислительных мощностей на меньшей площади и сократить количество кабелей. При этом блейд-сервер должен быть совместим с конкретным шасси.
В
Виртуализация — технология, которая позволяет распределить ресурсы одного физического сервера между несколькими виртуальными машинами. У каждой из них есть собственная операционная система, приложения и выделенные ресурсы процессора, памяти и дискового пространства. Виртуальные машины изолированы друг от друга, их можно быстро создавать, переносить и при необходимости выделять им больше или меньше ресурсов. Благодаря этому дата-центр полнее использует оборудование и быстрее предоставляет клиентам необходимые мощности, в том числе для запуска облачных сервисов.
Г
Гипервизор — программный слой, который создаёт виртуальные машины и управляет ими. Он распределяет между ними процессорное время, оперативную память, диски и сетевые интерфейсы, а также следит за изоляцией. Гипервизоры первого типа работают непосредственно на серверном оборудовании, второго — поверх обычной операционной системы. Их можно сравнить с управляющей компанией в доме: она распределяет общие ресурсы и следит, чтобы жильцы разных квартир не мешали друг другу.
Графический процессор (GPU) — процессор, рассчитанный на одновременное выполнение большого числа похожих операций. Изначально такие чипы ускоряли обработку графики, но их способность выполнять множество вычислений одновременно оказалась полезна и для других задач. В ЦОД GPU используют для обучения и работы нейросетей, научного моделирования, анализа данных и обработки видео. Такая интенсивная и непрерывная нагрузка требует от процессоров максимальной отдачи, поэтому стойки с графическими ускорителями обычно потребляют больше энергии и требуют особенно эффективного охлаждения.
Д
Динамическая инфраструктура — ИТ-среда, в которой вычислительные ресурсы, сети и системы хранения автоматически перераспределяются в реальном времени под текущие задачи. Вычислительные ресурсы организации объединяются в общий пул и выдаются потребителям (например, приложениям) по требованию, а маршруты передачи данных и сетевое оборудование могут настраиваться программно из единого окна. Это можно сравнить с футболом: во время матча игроки — в соответствии с заранее заданной тактикой или по прямому указанию тренера — перемещаются по полю, усиливая защиту или нападение в зависимости от ситуации, вместо того чтобы весь матч стоять строго на одних и тех же позициях. По данным iKS-Consulting, объём российского рынка ПО для управления динамической ИТ-инфраструктурой в 2024 году достиг 45,3 млрд рублей, а крупнейшим разработчиком в этом сегменте стал «Базис».
Е
Единый информационный контур — совокупность ИТ-систем, сетей, баз данных и правил обмена, благодаря которым подразделения компании работают с согласованной информацией. Данные передаются в единых форматах, права доступа задаются централизованно, а изменения становятся доступны всем связанным системам. Это общий принцип организации инфраструктуры, который помогает уменьшить дублирование данных, ускорить бизнес-процессы и единообразно применять требования безопасности.
Ё
Ёмкость хранения — объём данных, который можно разместить в системе хранения. Её измеряют в гигабайтах, терабайтах, петабайтах и более крупных единицах. При этом различают «сырую» ёмкость всех накопителей и полезную — ту, что остаётся после выделения дополнительных ресурсов для защиты от потери данных, RAID, служебных данных и запаса на отказ. При проектировании ЦОД ёмкость рассчитывают с учётом роста данных, резервных копий и требований к производительности.
Ж
Жидкостное охлаждение — отвод тепла от оборудования с помощью жидкости, которая переносит его эффективнее воздуха. Теплоноситель может циркулировать по холодным пластинам, установленным непосредственно на процессорах и других горячих компонентах. Другой вариант — иммерсионное охлаждение, при котором электронику полностью погружают в резервуар с диэлектрической жидкостью, не проводящей электрический ток. Такой подход особенно востребован в стойках с высокой плотностью мощности, например, в кластерах с графическими процессорами (GPU). Он снижает нагрузку на вентиляторы, но требует специальной инженерной инфраструктуры и контроля герметичности.
З
Зеркалирование данных — технология, при которой система одновременно записывает одинаковые данные на два или несколько накопителей, серверов или площадок. Если один из них выходит из строя, работа продолжается с копией без потери доступности информации. Это повышает отказоустойчивость и сокращает время восстановления сервисов, однако требует дополнительных ресурсов для хранения и не заменяет резервное копирование: случайное удаление или повреждение данных обычно сразу повторяется на всех копиях.
И
Источник бесперебойного питания (ИБП) — устройство, которое защищает оборудование от отключений и скачков напряжения. Если внешнее питание пропадает, ИБП продолжает снабжать оборудование энергией от аккумуляторов. Их запаса должно хватить, чтобы запустились генераторы или системы успели корректно завершить работу. По смыслу ИБП похож на большой пауэрбанк: он не заменяет электросеть надолго, но помогает пережить инцидент.
К
Контейнеризация — способ упаковать приложение вместе с библиотеками, настройками и другими зависимостями, необходимыми для запуска. Контейнеры используют ядро операционной системы хоста, поэтому обычно занимают меньше места и запускаются быстрее виртуальных машин. Docker — один из популярных инструментов для работы с контейнерами. Его можно сравнить с диспетчером аэропорта: он не пилотирует сами самолёты, но следит за тем, чтобы каждый рейс взял на борт нужный багаж и получил свой безопасный, строго изолированный коридор в общем воздушном пространстве.
Конвергентная инфраструктура — готовый комплекс, в котором вычислительные узлы, системы хранения, сеть и программное управление заранее подобраны и протестированы для совместной работы. Вместо того чтобы собирать каждый слой по отдельности, заказчик получает стандартный блок с общей консолью управления и поддержкой. Это ускоряет развёртывание и упрощает эксплуатацию. Обратная сторона — меньшая свобода выбора компонентов и более сильная зависимость от конкретной платформы или производителя.
Kubernetes — открытая платформа для управления контейнеризированными приложениями в кластере серверов. Администратор описывает желаемое состояние — например, сколько экземпляров приложения должно работать, — а система размещает контейнеры, следит за их состоянием, перезапускает отказавшие и при необходимости масштабирует нагрузку.
Колокейшн (colocation) — услуга размещения собственных серверов компании в коммерческом дата-центре. Клиент владеет оборудованием и отвечает за его программную часть, а оператор предоставляет место в стойке, электропитание, охлаждение, связь и физическую безопасность. Это можно сравнить с гостиницей для серверов: «постоялец» принадлежит клиенту, а здание и инженерные системы обслуживает владелец площадки. Колокейшн отличается от облака тем, что физическое оборудование остаётся собственностью заказчика.
Л
Локальное хранилище — накопители, установленные внутри сервера или напрямую подключённые к нему. Такое хранилище обеспечивает низкую задержку и не зависит от отдельной сети хранения, поэтому подходит для данных, которые активно обрабатывает конкретный узел. Однако накопители тесно связаны с этим сервером: при его отказе или замене доступ к данным может потребовать создания дополнительных механизмов. Для совместного использования и повышения надёжности применяют автоматическое копирование данных на другие узлы, программно-определяемое хранилище или внешние массивы.
М
Модульный ЦОД — дата-центр, собранный из заранее изготовленных заводских модулей. Внутри блоков уже могут быть смонтированы стойки, электропитание, охлаждение, пожаротушение и системы мониторинга. На площадке модули соединяют и подключают к внешним коммуникациям, что обычно быстрее традиционного строительства. Если требуется больше мощности, к объекту можно добавить новые блоки — примерно как расширяют конструктор готовыми секциями.
Мобильный ЦОД — вычислительный комплекс в контейнере, кузове или на специальной транспортной платформе. Его можно перевезти и развернуть там, где временно или срочно нужны вычислительные мощности: на удалённом объекте, крупном мероприятии или в зоне аварийно-восстановительных работ. Такой ЦОД может иметь собственные системы питания и охлаждения, но всё равно требует подключения к каналам связи и организации безопасной эксплуатации. Главное преимущество — скорость перемещения и запуска.
Машинный зал — помещение ЦОД, в котором стоят серверные и телекоммуникационные стойки. Здесь организованы электропитание, охлаждение, пожарная защита, мониторинг и контроль доступа. Чтобы холодный и нагретый воздух не смешивались, стойки часто располагают «холодными» и «горячими» коридорами. Условия в машинном зале поддерживаются круглосуточно, а правила доступа и проведения работ строже, чем в обычных технических помещениях.
Межсетевой экран — программное или аппаратное средство, которое проверяет сетевой трафик и разрешает либо блокирует соединения по заданным правилам. В дата-центре межсетевые экраны защищают внешний периметр и разделяют внутренние сегменты, чтобы ограничить распространение атаки. Они анализируют адреса, порты, протоколы, а современные решения — ещё и содержимое трафика. Сам по себе экран не обеспечивает всю безопасность: его дополняют контроль доступа, шифрование, мониторинг и другие меры.
Н
Нагрузочное тестирование — проверка того, как система работает при заданном количестве пользователей, запросов или вычислений. Инженеры создают искусственную нагрузку и измеряют время отклика, число ошибок, загрузку процессоров, памяти, сети и хранилищ. Так можно заранее найти узкие места и понять, выдержит ли сервис ожидаемый пик. Если нагрузку увеличивают до отказа, чтобы определить предел прочности, это уже ближе к стресс-тестированию.
О
Отказоустойчивость — способность системы продолжать работу, когда один из её компонентов выходит из строя. Для этого дублируют питание и каналы связи, объединяют серверы в кластеры, реплицируют данные и настраивают автоматическое переключение на резерв. Отказоустойчивая архитектура не гарантирует, что любой сбой останется незаметным, но снижает вероятность остановки сервиса и потери данных. Чем критичнее система, тем больше уровней резервирования ей требуется.
Оркестрация — автоматизированное координирование множества связанных ресурсов и операций. Система оркестрации может развернуть виртуальные машины или контейнеры, подключить сеть и хранилище, применить настройки, проверить состояние и при сбое повторить действие на другом узле. Это похоже на работу дирижера: он не играет за музыкантов, но задаёт общий порядок и следит, чтобы все вступили вовремя. Автоматизация выполняет отдельную задачу, а оркестрация связывает такие задачи в единый процесс.
П
Пропускная способность — максимальный объём данных, который канал связи способен передать за единицу времени. Обычно её измеряют в мегабитах или гигабитах в секунду. Чем выше пропускная способность, тем больше трафика сеть может обслужить одновременно, но реальная скорость бывает ниже из-за перегрузки, задержек и служебных данных протоколов. Канал можно представить как дорогу: широкая магистраль пропускает больше машин, однако пробки всё равно возможны.
Периферийные вычисления (edge computing) — обработка данных рядом с местом, где они возникают, а не только в центральном ЦОД или облаке. Например, видеокамера может распознавать событие на локальном сервере и отправлять в центр уже результат, а не весь видеопоток. Это уменьшает задержку и нагрузку на каналы связи, что важно для промышленного оборудования, транспорта и систем видеонаблюдения. Центральный дата-центр при этом используется для хранения, общей аналитики и управления.
Р
Репликация данных — создание и поддержание одной или нескольких копий данных на других дисках, серверах или площадках. Репликация бывает синхронной, когда запись подтверждается после обновления копий, и асинхронной, когда изменения передаются с небольшой задержкой. Она помогает повысить доступность и быстрее восстановить сервис после сбоя. Однако репликация не заменяет бэкап: случайное удаление или повреждение может так же быстро попасть во все копии.
С
Серверная стойка (rack) — металлический каркас стандартной ширины, в котором размещают серверы, коммутаторы, системы хранения и распределители питания. Высоту оборудования измеряют в юнитах, и благодаря этому единому стандарту размеров устройства разных производителей можно устанавливать в одну стойку. Конструкция помогает организовать охлаждение, питание и кабели. По сути это базовая панель для конструктора, где все детали имеют стандартное крепление: оборудование можно менять, не перестраивая весь каркас.
Сеть хранения данных (SAN) — специальная сеть, которая соединяет серверы с общими системами хранения. Для сервера такое хранилище выглядит почти как обычный диск, хотя физически находится в отдельном устройстве. Через SAN несколько серверов могут быстро работать с одним централизованным хранилищем. Чтобы доступ к данным сохранялся при сбоях, в сети обычно предусматривают несколько путей подключения.
Соглашение об уровне обслуживания (SLA) — документ, в котором поставщик и клиент фиксируют измеримые параметры услуги. В SLA указывают доступность сервиса, время реакции и восстановления, порядок плановых работ, правила измерения и компенсации за нарушения. Например, доступность 99,99% соответствует примерно 53 минутам недоступности в год, но итог зависит от того, какие события и периоды учитывает договор. Поэтому важна не только цифра, но и методика её расчёта.
Т
Твердотельный накопитель (SSD) — устройство для хранения данных на основе микросхем флеш-памяти. В отличие от классического жёсткого диска (HDD), в нём нет движущихся деталей. Поэтому SSD быстрее читает и записывает данные и быстрее откликается на запросы. Такие накопители используют для баз данных, виртуальных машин и других систем, которым важна высокая скорость работы. HDD чаще применяют там, где требуется хранить большие объёмы данных с меньшими затратами.
Телекоммуникационная стойка — каркас для сетевого и связного оборудования: коммутаторов, маршрутизаторов, межсетевых экранов, оптических кроссов и патч-панелей. По размеру она может быть похожа на серверную стойку, но её компоновка ориентирована прежде всего на большое количество кабелей и удобный доступ к портам. Такие стойки часто размещают в отдельной зоне или узле связи. Это упрощает обслуживание каналов и снижает риск случайно затронуть серверное оборудование.
У
Уровень надёжности ЦОД (Tier) — классификация Uptime Institute, которая описывает требования к инженерной инфраструктуре дата-центра. Всего есть четыре уровня: от базового Tier I до максимально отказоустойчивого Tier IV. При этом Tier III позволяет обслуживать отдельные элементы инженерной инфраструктуры без остановки ИТ-нагрузки, а Tier IV дополнительно предусматривает продолжение работы при единичном отказе оборудования или пути распределения. Более высокий Tier не всегда нужен всем: уровень выбирают исходя из критичности сервисов и бюджета.
Ф
Фальшпол — приподнятый настил из съёмных панелей на опорах. Пространство под ним используют для прокладки силовых и слаботочных кабелей, труб и других инженерных коммуникаций. В некоторых ЦОД через него также подают охлаждённый воздух. Конструкция напоминает пол с техническим подпольем: коммуникации скрыты, но к ним можно быстро получить доступ, подняв панель. Фальшпол распространён, однако не является обязательным элементом современного дата-центра.
Х
Хост — устройство с сетевым адресом, которое участвует в обмене данными. В контексте виртуализации хостом чаще называют физический сервер, на котором работает гипервизор и запускаются виртуальные машины. Его процессор, память, сетевые ресурсы и доступные ему локальные или внешние хранилища могут выделяться гостевым системам. Слово употребляют и шире — например, хостом может быть рабочая станция, виртуальная машина или другое подключённое к сети устройство.
Ц
ЦОД (центр обработки данных) — помещение, модуль или отдельное здание для размещения ИТ-оборудования. Помимо серверов и систем хранения, дата-центр включает электропитание, охлаждение, связь, пожарную защиту, физическую безопасность и мониторинг. Все эти системы нужны, чтобы цифровые сервисы оставались доступными круглосуточно. ЦОД может принадлежать одной компании, обслуживать нескольких клиентов по модели колокейшна или быть частью облачной инфраструктуры.
Ч
Чиллер — холодильная машина, которая охлаждает воду или водно-гликолевый раствор для системы кондиционирования. Жидкость циркулирует между чиллером и внутренними теплообменниками, забирая тепло из машинных залов или контуров жидкостного охлаждения. Затем это тепло отводится наружу через градирни, сухие охладители или другие устройства. По роли чиллер напоминает большой центральный холодильник, обслуживающий не одну камеру, а целый дата-центр.
Ш
Шасси — общий корпус и аппаратная основа для установки сменных модулей. В нём могут находиться объединительная плата, сетевые интерфейсы, блоки питания, вентиляторы и система управления. Благодаря этому отдельные модули — например, блейд-серверы — не дублируют одни и те же компоненты. Шасси упрощает плотное размещение и обслуживание оборудования, но привязывает модули к определённому форм-фактору и совместимой платформе.
Щ
Щиты управления и распределения в ЦОД — электротехнические шкафы, через которые питание поступает к инженерным системам и ИТ-оборудованию. Они распределяют нагрузку по линиям, переключают источники, защищают цепи автоматическими выключателями и передают телеметрию диспетчерам. В одном ЦОД используются разные щиты: вводно-распределительные, автоматического ввода резерва, управления насосами и вентиляцией. Их задача — безопасно направлять электроэнергию и контролировать работу оборудования.
Ю
Юнит (U) — единица измерения высоты оборудования, которое устанавливают в стандартную 19-дюймовую стойку. Один юнит равен 1,75 дюйма, или 44,45 мм. Сервер высотой 2U занимает два таких шага, а стойка на 42U вмещает оборудование суммарной высотой до 42 юнитов. Юнит похож на кирпич стандартного размера: зная его высоту, инженеры заранее рассчитывают, сколько устройств поместится в стойке.
Я
Ярусная архитектура сети ЦОД — способ построения сети, при котором оборудование разделено на уровни с разными задачами. В классической трёхуровневой схеме уровень доступа подключает серверы, уровень агрегации объединяет трафик, а ядро быстро передаёт его между крупными сегментами. Такое деление упрощает масштабирование и поиск неисправностей. В современных ЦОД часто используют двухъярусные архитектуры для ускорения передачи данных, но базовый принцип остаётся неизменным: функции сети строго распределяются между слоями.