تعریف اتاق سرور
اتاق سرور، مکانی است که سرورها و اجزای مربوط به آنها فعال می باشند. این اتاق، بخشی از
دیتا سنتر است که معمولا چندین سرور فیزیکی را در خود جای می دهد. ممکن است یک دیتا سنتر چندین اتاق سرور باشد که برای کاربردها و خدمات جداگانه استفاده می شوند.
یک
اتاق سرور دیتا سنتر، خدمات و اجزای محیطی و عملیاتی برای فعالیت سرور های شرکت را فراهم می سازد. در کل، یک اتاق سرور ممکن است شامل ۱۰ تا صد ها سرور باشد. سرورهایی که در اتاق سرور قرار می گیرند معمولا شامل اجزای اصلی هستند و هیچ دستگاه ورودی یا صفحه نمایش ندارند. می توان آنها را به طور مرکزی از طریق سیستم مدیریت سرور، کنترل کرد و به آن دسترسی داشت که معمولا خارج از اتاق سرور است اتاق سرور طراحی شده تا نیروی الکتریکی، تهیه نسخ پشتیبان، نور و تهویه هوا را تامین کند و علاوه بر این، اتاق های سرور، در برابر زلزله، آتش و سایر خطرات طبیعی محافظت شده اند محل قرار گیری اتاق سرور، اولین مورد مهم، حتی قبل از بررسی طرح اتاق است.
بسیاری از طراحان معتقدند که اتاق سرور نباید جایی ساخته شود که یکی از دیوارهایش، دیوار خارجی ساختمان است. دیوار های مشرف به فضای بیرون اغلب سریع رطوبت می گیرند و ممکن است لوله های آب از آن عبور کرده باشند که می توانند تجهیزات را خیس کنند. در خصوص پنجره های خارجی هم همینطور! به دلیل امکان شکستگی و ریسک امنیتی نباید این اتاق پنجره داشته باشد.
در ضمن اتاق سرور باید جایی مستقر شود که در طبقه اول به دلیل امکان وقوع سیل و در طبقه آخر به دلیل امکان چکه کردن سقف نباشد اتاق سرور یا ( مرکز داده ) اصلی ترین بخش یک شبکه ساخت یافته در مراکز امروزی میباشد نیاز به مدیریت متمرکز منابع، کاهش هزینه های نگهداری، مقابله موثر با تهدیدات امنیتی و حصول اطمینان از عملکرد صحیح و بلادرنگ تجهیزات بصورت ۲۴ ساعته، طراحی یک اتاق سرور مناسب با ویژگیهای مورد نیاز را اجتناب ناپذیر نموده است.
یک دیتا سنتر استاندارد از بخشهای متعددی چون Storage ،Telecomm room ،Entrance room و ... متشکل میشود. که اتاق سرور (Server room / Computer room) از مهمترین آنهاست.با توجه به محدودیت منابع، هزینه و اطلاعات در شرکت ها، سازمان ها و موسسات کوچک و بزرگ راه اندازی یک اتاق سرور استاندارد در اینگونه مراکز الزامی میباشد.ایجاد مکانی امن در جهت متمرکز کردن سرورهای شبکه و استفاده از منابع مشترک نگهداری از عوامل مهم و تاثیرگذار پیشبرد کاری یک سازمان میباشند، لذا در این راستا اتاق سرور ایجاد شده و مورد بهره برداری قرار میگیرد.
اهداف اصلی در پیاده سازی اتاق سرور عبارتند از مقاومت سازه و بنا، ایمنی نفوذ پذیری واطمینان از صحت داده ها. تقاضای اتاق های سرور پیوسته با تکامل و تحول و رشد سازمان ها و تکنولوژی، در حال تغییر است. بخش اساسی طراحی اتاق سرور، توسعه در آینده است به طوری که تجهیزات جدید را بتوان با حداقل تلاش مستقر کرد. از جمله برای هر ۱۰۰ کیلو وات تجهیزات نصب شده، ۳۰ کیلو وات انرژی برای خنک سازی آن و حداکثر شدت میدان الکتریکی تجهیزات 300 وات در 30 سانتی متر مربع نیاز است. درنتیجه، طراحی تهویه هوا برای مقیاس پذیری طراحی شده از ابتدا نیاز است. انتخاب رک ها در اتاق سرور معمولا فاکتور اصلی در تعیین فضا است. بسیاری از سازمان ها از رک های مخابراتی برای بهره برداری از حداکثر فضا استفاده می کنند.
در دنیای اطلاعات و تکنولوژی امروزی، آتش سوزی در اتاق سرور، یکی ازفاجعه آمیزترین اتفاقاتی است که می تواند هر کسب و کاری را به زمین بزند. وقتی تجهیزات فناوری اطلاعات که داده های حیاتی را ارائه می کند و در عملیات روزانه کسب و کار کمک می کند، با آتش از بین می رود، شرکت ها نه تنها با هزینه خسارت ساختاری و تعویض سخت افزاری روبرو هستند بلکه با مسائلی مثل از کار افتادگی و بازیابی اطلاعات هم روبرو می باشند. برای محافظت از اتاق سرور در برابر نابسامانی ناشی از دود، رطوبت، گرما و شعله تمهیداتی دیده تا به محافظت از کل کسب و کار شما، کمک کند.
از جمله اقداماتی که جهت استاندارد سازی اتاق سرور و دیتاسنتر میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- کفپوش اپوکسی آنتی استاتیک
- کف کاذب فولادی با روکش
- HPL
- سقف کاذب آکوستیک و ضد حریق
- درب ایمن (ضد حریق ، عایق گرد و خاک ، ضریب ایمنی بالا با خاصیت اتصال اکسس کنترل
- دیوار کاذب ضد حریق و عایق حرارت و رطوبت و گرد و خاک
- روشنایی با لوکس افقی و عمودی مناسب
- دستگاه کنترلر شرایط محیطی مانند دود دما و رطوبت و … و قابلیت کنترل بصورت ریموت
- سینی کابل یا لدر
- سیستم خنک کننده در صورت امکان استفاده از هواساز
- سیستم اعلام و اطفاء حریق با گاز
- سیستم مانیتورینگ با استفاده از دوربین های مدار بسته
- اتاق UPS
- اتاق مانیتورینگ
- اتاق سرور
- اتاق برق
تمامی اتاق های دیتاسنتر باید بصورت مجزا از یکدیگر احداث شوند.
زیر ساخت مرکز داده
بخش زیر ساخت مرکز داده شامل قسمت های زیر میباشد :
- سازه،معماری، ابنیه و فضاسازی سیستم توزیع برق
- سیستم برق بدون وقفه
- سیستم ارتینگ
- سیستم خنک کننده
- سیستم پسیوشبکه
- سیستم اعلام و اطفاء حریق
- سیستم مانیتورینگ
- سیستم کنترل تردد و دوربین‌ها
- سیستم حفاظت الکترومغناطیس
- مرکز عملیات شبکه
مباحث استاندارد TIA942در مورد اتاق سرور
استاندارد TIA ابتدا در سال ۲۰۰۵ توسط انجمن صنعت ارتباطات کشور امریکا ارائه گردید و نهایتا در ۱۵اکتبر ۲۰۱۵ کمیته تجدید نظر این انجمن آخرین تغییرات این استاندارد را اعمال و منتشر نمود.
استاندارد ارائه شده با اخرین تغییرات TIA-942 به موارد ذیل میپردازد:
- Network Architecture
- Electrical Design
- File storage, Backup and Archiving
- System Redundancy
- Network Access control and security
- Database Management
- Web hosting
- Application Hosting
- Content Distribution
- Environmental control
- Protection against physical hazards (fire, flood, windstorm)
- Power management
فعالیتهای مورد نیاز احداث اتاق سرور:
- ساختار فیزیكی
- تقویت ساختار، مقاوم سازی و ضدزلزله سازی
- مراحل كار مقاوم سازی :
- دیوارها تا رسیدن به سطح آجری تراشیده میشود.
- سوراخ ها و منافذ پر می شوند
- سطوح با یك لایه سیمانی پوشیده می شود
- لایه ای از ماده ضد آتش Fire Tard روی لایه سیمانی كشیده می شود
- مسیرگذاری كف و سقف جهت عبور لوله هایاطفای حریق، برق و شبكه انجام می شود.
- پس از انجام مراحل فوق اقدام به آهن كشی و ستون گذاری می شود
- شبكه های فلزی نصب شده و روی آن گچ كاری میشود
- پس از خشك شدن گچ لایه محافظتی و ضد آتش Epoxy پوشانده می شود.
مكان مناسب جهت اتاق سرور :
معمولا اتاق سرور را در پایین ترین طبقه درنظر می گیرند و این مكان باید با كانال ها و رایزرهای ساختمان در ارتباط باشد. در صورتیكه از این اتاق به اتاق های دیگر و همچنین به طبقات دیگر كانالی وجود نداشته باشد باید آن را ایجاد كرد.
- سیستم های مكمل
- سیستم تهویه و تخلیه گردو خاك
- سیستم اطفای حریق
- درب ضدحریق و مقاوم
- رنگ ضد حریق یا EPOXY
- دوربین های كنترلی
- سیستم كنترل دسترسی تردد
- سیستم تامین روشنایی
- سیستم خنك كننده داخلی
- ساختار برق شهر و برق اضطراری
كابل كشی اتاق سرور باید مطابق استانداردهای كابل كشی ساخت یافته با تجهیزات باكیفیت پیاده سازی شود. قسمت های مختلف جهت داشتن سیستم برق رسانی مطمئن شامل موارد زیر است :
- تابلو برق
- یو پی اس
- تامین ژنراتور
- چاه ارت
- ساختار شبكه كامپیوتری اتاق سرور
- ساختار فیزیكی شبكه
- مركز اطلاعات و پردازش روی شبكه سرورها هستند لذا ارتباط مناسب این سرورها با مجموعه شبكه امری اجتناب ناپذیر است. دراین راستا چهار عامل زیر مدنظر هستند :
- پیاده سازی مدل سه لایه
- كابل كشی استاندارد
- ثابت كردن رك ها
- كانال های عبور
- ساختار منطقی شبكه
- ساختار منطقی و نرم افزاری سرورها امكان
- استفاده مطمئن از اطلاعات روی سرورها را مهیا می سازد لذا اتخاذ استراتژی مناسب
- ارتباط سرورها با یكدیگر و همچنین ارتباط ایستگاه های كاری با آن ها باید پس از نصب فیزیكی اتاق سرور انجام شود.
در زیر به برخی از تنظیمات منطقی و نرم افزاری اشاره شده است:
دامین كنترلر و سرویس های شبكه نظیر DHCP ،DNS و ...
VLAN و تقسیم سوئیچی
ایجاد Access List روی سوئیج های شبكه
ایجاد Routing و Gateway شبكه و ...
امنیت
آسیب ها و نفوذ های گزارش شده به سیستم های مبتنی بر اطلاعات در سرتاسر جهان رو به افزایش است. با گذشت زمان ابزارها و روشهای نفوذ به سیستم های اطلاعاتی و شبکه های کامپیوتری ساده و ساده تر می شوند ونفوذگرها با این ابزار و حداقل دانش مجال نفوذ را می یابند.
بر این اساس محرمانه بودن، در دسترس بودن و یكپارچگی اطلاعات، امری اجتناب ناپذیر برای توسعه سیستم ها كامپیوتری و سرورها است و باید در برنامه تجهیز اتاق سرور مدنظر قرار گیرد.
مرسوم ترین روش های امنیتی عبارتند از
استفاده از ویروس كش مناسب
استفاده از فایروال با تنظیم صحیح
نصب سیستم های نمایشگر نظیر IDS
نسخه پشتیبان
ایجاد امكانات مناسب برگرداندن اطلاعات از بین رفته، از تدابیری است كه باید مدیر شبكه در دستور كار خود قراردهد. استفاده از ساختار SAN و تجهیزات مبتنی بر NAS ، همچنین Mediaهای
ذخیره سازی متنوع مانند Tapeبا توجه به حجم اطلاعات و اهمیت آن ها قابل استفاده میباشد.
نكته: درصورتیكه راه اندازی SAN را در دستور كاری خود دارید باید بستر اصلی پیاده سازی آن را در اتاق سرور پیش بینی نمایید.
برنامه ریزی مواجه با حوادث در اتاق سرور استاندارد
- نصب افزودگی کافی
- اطمینان از وجود سیستم های خنک کننده پشتیبان.
- تجهیزات تهویه مطبوع در قالب طرح N+1
- قابلیت بسط و ارتقا کافی، آنالیزشده و طراحی شده توام با سیستم های مکانیکی و الکتریکی
- قابلیت خاموش کردن خودکار سیستم ها بر اساس مانیتورینگ دمای هوا
- محاسبه زمانی که هنگام صدمه دیدن سیستم خنک کننده در طی آن دمای اتاق بالا می رود.
- طرح مناسب برای حذف آب ناشی از تقطیر کولرها، بوسیله نیروی گرانش یا پمپ
- سیستم های هشدار دهنده
- مانیتورینگ 24 ساعته شرایط محیطی و آگاهی بلادرنگ از بروز شرایط محیطی نا مناسب.
- مانیتورینگ پارامترهای متعدد سیستم های UPS و PDU و اطمینان از سطح عملکرد آنها
- مانیتورینگ کلیه تردد های صورت گرفته با اتاق سرور و شناسایی ورود های غیر مجاز
اتاق سرور گوگل
شرکت گوگل یکی از بزرگترین کمپانی های فناوری جهان محسوب شده که تاکنون توانسته با جستجوگر خود بر مطرح بودنش بیافزاید. این شرکت واقع در سیلیکون ولی همچون دیگر شرکت ها و سازمان ها برای خود دیتاسنتر یا همان اتاق سروری داشته، که بسیار بزرگتر و پرحجم تر از اتاق سرور دیگر کمپانی ها محسوب می شود.زیرا بیشتر داده ها جستجو این کمپانی دراتاق سرور گوگل قرار داشت و اگر مشکلی برای آن رخ دهد ضرر هنگفتی را به دنبال خواهد داشت. اما مواردی وجود داشته که درباره اتاق سرور گوگل بوده و اطلاعات جالبی را ارائه میدهد. اطلاعاتی که می تواند آگاهی شما را نسبت به دیتاسنتر یا همان
اتاق سرور گوگل افزایش دهد.
در بیشتر مواقع گوگل اطلاعات کاملی درباره اتاق سرور خود ارائه نمیدهد و آنها را در هاله ای از ابهام باقی می گذارد. در این میان جزئیاتی وجود داشته که موجب موفقیت کمپانی های رقیب خواهد شد و در این میان بایستی به شکل پنهان باقی بماند و دیگر شرکتی ازآن با خبر نباشد.
گوگل برای دیتاسنترها یا همان اتاق سرور گوگل چندین برنامه و سخت افزار به کار می گیرد که هر یک فوایدی دارند. از جمله آنها باید به گوگل فایل سیستم برای فشرده سازی اطلاعات، گوگل وب سرور برای میزبانی سایت گوگل، مپردیوس برای برنامه نویسی داده ها پرحجم و در نهایت بیگ تیبل برای مدیریت داده ها بوده که همگی جهت عملکرد درست دیتاسنترها به کار گرفته می شوند.
با این تفاسیر تفاوت بسیاری بین یک دیتاسنتر گوگل با یک اتاق سروری که بخش کوچک یک ساختمان شرکتی را دربرمی گیرد وجود دارد. دیتاسنترها معمولا محرمانه هستند چون مغز شرکت های تکنولوژی به حساب می آیند. گوگل، تصاویری را منتشر کرده است که از دیتاسنترهای زیبا و عظیم خود درسرتاسر دنیا پرده برداشته است که در مکان هایی مثل آیووا، اورگان، گرجستان، کارولینای جنوبی، اولاهوما، فنلاند و بلژیک واقع شده اند. گوگل می گوید وقتی در وب سایتش هستید، به یکی از قدرتمند ترین شبکه های سرور دسترسی دارید. دیتاسنترهای گوگل، نرم افزارهای کامپیوتری و منابع سخت افزاری هستند که گوگل برای ارائه خدمات خود استفاده می کند. گوگل ۱۲ سال است که روی ساخت دیتاسنترهای خود کار کرده است. مراکز بزرگ جستجو، کارآمد هستند و از انرژی قابل تجدید استفاده می کنندو دوستدار محیط زیست می باشند. گوگل همیشه سعی داشته در مناطقی دیتاسنتر خود را ایجاد کند که هزینه انرژی پایین است.
زیرا مصرف هر دیتاسنتر آنها در زمینه انرژی بالا بوده و اگر هزینه انرژی نیز بالا باشد باید انتظار داشت بخش بسیاری از درآمد گوگل شامل تسویه هزینه انرژی خواهد شد. در این میان سعی می شود بیشتر مناطقی با مصرف انرژی کم شامل این موضوع شوند. براساس گزارش ها هر دیتاسنترگوگل بیش از ۵۰ مگاوات برق مصرف می کند اما تنها برای دیتاسنتر دالاس ۱۰۳ مگاوات پیش بینی شده است.
بر اساس گزارش گوگل، نیروی الکتریکی عملیات دیتاسنتر جهانی بین ۵۰۰ تا ۶۸۱ مگا وات است. قدرت پردازش این سرورها، از ۲۰ به ۱۰۰ پتافلاپ در سال ۲۰۰۸ رسیده است. جزییات شبکه های خصوصی گوگل در سرتاسر دنیا، در دسترس نیست.
یکی از
بزرگ ترین دیتاسنترهای گوگل، در اورگان، در رودخانه کلومبیا واقع شده است. به نام پروژه ۰۲ می باشد. این پروژه ۶۰۰ میلیون دلاری در سال ۲۰۰۶ ساخته شد و تقریبا دو برابر زمین فوتبال آمریکایی با برج های خنک سازی چهار طبقه است. این مکان به خاطر
برق هیدروالکتریک ارزان انتخاب شد.
گوگل بر کاهش مصرف انرژی در کنار رشد اینترنت تمرکز کرده است. بیشتر دیتاسنترها از انرژی سربار یا غیر محاسباتی برای سرورهای خود استفاده می کنند. در گوگل، این سربار تا تنها ۱۲% کاهش یافته است. بدین ترتیب بیشتر انرژی که استفاده می شود، مستقیما برای دستگاه هایی که جهت جستجوی گوگل به کار می رود تامین برق می کند.
محاسبات گوگل شامل عملکرد کل دیتاسنترها در سرتاسر دنیا است، نه فقط جدید ترین و بهترین دیتا سنترها. آنها پیوسته در سال سنجش را انجام می دهند، نه فقط در طول فصول خنک تر. دیتاسنترهای گوگل ، زیرساخت های برق و خنک سازی مختلفی دارند و در شرایط آب و هوایی مختلف مستقر شده اند. الگوهای آب و هوایی فصلی هم بر مقادیر PUE اثر می گذارند. از چندین معیار در دیتاسنترهای خود برای سنجش مصرف برق استفاده می کنند. انرژی استفاده شده توسط زیر ساختار خنک سازی و تجهیزات فناوری اطلاعات با معیارهای جداگانه پیگیری می شود. در ارزیابی مصرف برق تجهیزات فناوری اطلاعات تنها سرورها، تجهیزات ذخیره سازی و تجهیزات شبکه سازی را در نظر می گیرند. هر چیز دیگر را سربار حساب می کنند. طراحی شبکه کنونی که به تمام دیتاسنترهای گوگل نیرو می بخشد، حداکثر ظرفیت ۱٫۱۳ پتا بیت در هر ثانیه دارد. ۱۰۰ برابر بیشتر از اولین شبکه دیتاسنتر گوگل است که ده سال پیش توسعه یافته بود. شبکه، طراحی سلسله مراتبی با سه ردیف سوئیچ دارد اما همگی از تراشه های مشابه استفاده می کنند. با پروتکل های استاندارد کنترل نمی شود بلکه با نرم افزاری کنترل می شود که با همه سوئیچ ها به طور مشابه رفتار می کند.
دیتاسنترهای گوگل، زیرساخت های برق و خنک سازی مختلفی دارند و در شرایط آب و هوایی مختلف مستقر شده اند. الگوهای آب و هوایی فصلی هم بر مقادیر PUE اثر می گذارند.
شبکه سازی در دیتاسنترهای گوگل، مهم است. در این مراکز، کارها در مخزنی از محاسبات و ذخیره توزیع می شوند.
شبکه چیزی است که به گوگل اجازه می دهد تا بهترین استفاده را از تمام اجزایش کند. اما نیاز به ظرفیت شبکه در دیتاسنترهای این شرکت، به سرعت رشد کرده اند. میزان پهنای باند که گوگل باید به سرورهایش ارائه کند، حتی از قانون مور هم پیشی گرفته است. علاوه بر قدرت محاسباتی، شبکه ها به عملکرد بالاتر برای بهره برداری از تکنولوژی های ذخیره سریع با استفاده از فلش و حافظه غیرفرار نیاز خواهند داشت.
طراحی به گوگل اجازه می دهد تا شبکه های خود را بدون اختلال در عملیات دیتاسنتر آپ گرید کند. گوگل حالا از تکنولوژی شبکه استفاده می کند که یک دهه زمان برد تا آن را توسعه دهد بنابراین حالا سایر توسعه دهندگان می توانند از آن استفاده کنند.