Góc tư vấn công nghệ

Mẹo quan trọng cần xem xét để thiết kế trung tâm dữ liệu

17/03/2021

Ngày nay, việc xây dựng một trung tâm dữ liệu để cung cấp dịch vụ cho các doanh nghiệp hoặc nhà cung cấp ngày càng quan trọng hơn. Tuy nhiên, tốn nhiều chi phí để xây dựng một trung tâm dữ liệu có sẵn, tức là nó cần nhiều bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch , máy chủ server, kho lưu trữ, cũng như các phụ kiện cần thiết.

Như chúng ta đã biết, thiết kế trung tâm dữ liệu là một dự án lớn và chúng ta cần xem xét nhiều thứ, chẳng hạn như chúng ta cần bao nhiêu máy chủ , trung tâm chúng ta xây dựng lớn như thế nào, ... Trong bài viết này, chúng ta hãy xem xét mẹo quan trọng này.

Xu hướng và thách thức của việc Xây dựng Trung Tâm Dữ liệu

Bạn có thể chọn các thiết bị sau cho trung tâm dữ liệu: 

✅Phần cứng > Máy chủ Server Cisco > Tủ mạng APC > Bộ nguồn 48VDC
✅Phần thiết bị chuyển mạch > Core Switch Cisco > Core Switch Juniper
Phần thiết bị định tuyến > Router Cisco  > Router  Firewall Juniper > Firewall Cisco

 Trung tâm Dữ liệu Quan trọng đối với Doanh nghiệp Doanh nghiệp.

  • Trung tâm dữ liệu là nơi có sức mạnh tính toán, lưu trữ và các ứng dụng cần thiết để hỗ trợ hoạt động kinh doanh của doanh nghiệp.


Cơ sở hạ tầng Trung tâm Dữ liệu Kiểm tra Kiến trúc CNTT.

  • Cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu là trung tâm của kiến ​​trúc CNTT, từ đó tất cả nội dung được lấy hoặc truyền qua. Việc lập kế hoạch thiết kế cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu phù hợp là rất quan trọng và hiệu suất, khả năng phục hồi và khả năng mở rộng cần phải được xem xét cẩn thận.


Thiết Kế Trung Tâm Dữ Liệu Tốt Có Thể Tiết Kiệm Chi Phí Của Doanh Nghiệp.

  • Một khía cạnh quan trọng khác của thiết kế trung tâm dữ liệu là tính linh hoạt trong việc nhanh chóng triển khai và hỗ trợ các dịch vụ mới. Thiết kế một kiến ​​trúc linh hoạt có khả năng hỗ trợ các ứng dụng mới trong một khung thời gian ngắn có thể mang lại lợi thế cạnh tranh đáng kể.


Muốn có hiệu suất cao, chúng ta cần xem xét thêm.

  • Một thiết kế trung tâm dữ liệu linh hoạt đòi hỏi phải có kế hoạch ban đầu chắc chắn và cân nhắc chu đáo về các lĩnh vực mật độ cổng, băng thông đường lên của lớp truy cập, dung lượng máy chủ thực và đăng ký quá mức, chỉ là một vài cái tên.

Xu hướng và thách thức của việc Xây dựng Trung Tâm Dữ liệu

Trung tâm dữ liệu - thiết kế phân lớp cơ bản của lõi, tổng hợp và truy cập

Thiết kế mạng trung tâm dữ liệu dựa trên cách tiếp cận phân lớp đã được kiểm chứng, đã được thử nghiệm và cải tiến trong vài năm qua ở một số triển khai trung tâm dữ liệu lớn nhất trên thế giới. Phương pháp phân lớp là nền tảng cơ bản của thiết kế trung tâm dữ liệu nhằm cải thiện khả năng mở rộng, hiệu suất, tính linh hoạt, khả năng phục hồi và bảo trì.

Mạng trung tâm dữ liệu được chia thành 3 cấu trúc ba lớp tiêu chuẩn.
Việc phân lớp chủ yếu dựa trên nguyên tắc dòng chảy từng phần bên trong và bên ngoài, và mạng trung tâm dữ liệu được chia thành cấu trúc ba lớp tiêu chuẩn gồm lớp lõi, lớp tổng hợp và lớp truy cập. Hầu hết lưu lượng giữa máy chủ và hệ thống kinh doanh nằm trong một khu chức năng duy nhất và không cần đi qua lõi; lưu lượng giữa các vùng chỉ đi qua lõi, và việc thực hiện các chiến lược kiểm soát truy cập lẫn nhau trên các chuyển mạch lớp tổng hợp của mỗi vùng sẽ dễ dàng và đúng đắn hơn . Áp suất lõi sẽ tốt hơn, phạm vi lỗi sẽ nhỏ hơn và việc khắc phục lỗi sẽ nhanh hơn.

Lớp lõi cung cấp kết nối.

Lớp lõi cung cấp sự kết nối với nhau của nhiều Module quang tổng hợp trung tâm dữ liệu và kết nối với lõi của mạng khuôn viên; nó được yêu cầu phải có khả năng chuyển mạch cao và khả năng thích ứng lưu lượng liên tục; lõi của các trung tâm dữ liệu lớn đòi hỏi khả năng mở rộng của nhiều Module quang tổng hợp, và các trung tâm dữ liệu vừa và nhỏ chia sẻ lõi của khuôn viên; hiện tại Chủ yếu với giao diện 10GE, hiệu suất cao yêu cầu 4-8 gói 10GE.

Lớp tổng hợp cung cấp khả năng xuất băng thông cao.

Lớp tổng hợp cung cấp khả năng xuất băng thông cao cho các trang trại máy chủ ; nó yêu cầu các cổng GE / 10GE mật độ cao để đạt được kết nối giữa các lớp truy cập; nó có nhiều vị trí hơn để cung cấp triển khai Module quang dịch vụ giá trị gia tăng. Thông lệ chính trong ngành là triển khai các dịch vụ tối ưu hóa ứng dụng và bảo mật khác nhau ở lớp hội tụ, chẳng hạn như tích hợp tường lửa , cân bằng tải và bảng tăng tốc ứng dụng trên thiết bị chuyển mạch.

Lớp truy cập hỗ trợ truy cập mật độ cao.

Lớp truy cập hỗ trợ truy cập Gigabit mật độ cao và truy cập 10 Gigabit; tổng băng thông truy nhập và băng thông đường lên có tỷ lệ hội tụ và chế độ tốc độ đường truyền; dựa trên những cân nhắc về tủ rack, 1RU có khả năng triển khai linh hoạt hơn; hỗ trợ xếp chồng, nhiều khả năng mở rộng; khả năng dự phòng liên kết kép uplink.

Trung tâm dữ liệu sẽ được xây dựng ở đâu?

Điều rất quan trọng là phải phân tích các điều kiện khí hậu nơi đặt trung tâm dữ liệu mới. Điều này sẽ giúp xác định các biện pháp làm mát thích hợp nhất, bao gồm các đơn vị làm mát bằng nước, làm lạnh cơ học và điều hòa không khí, làm mát không khí tự nhiên, làm mát không khí gián tiếp, làm mát đoạn nhiệt, v.v., tất cả để các cơ sở trung tâm dữ liệu đạt được mục tiêu PUE thấp hơn.

Có bao nhiêu tủ rack tủ mạng và kích thước là cần thiết?

Số lượng giá rack xác định yêu cầu về không gian của trung tâm dữ liệu. Kích thước của tủ rack IT truyền thống là 600x1000mm (chiều rộng x chiều sâu), phòng máy có diện tích 100m2 có thể chứa được khoảng 50 giá rack. Tất nhiên, có những kích thước khác của giá rack, và biết kích thước của giá và số lượng tủ mạng, bạn sẽ dễ dàng ước tính được không gian mà trung tâm dữ liệu của bạn yêu cầu.
Có bao nhiêu tủ rack tủ mạng và kích thước là cần thiết?

Trung tâm dữ liệu cần thiết ở cấp độ nào?

Cấp độ Tier của trung tâm dữ liệu xác định các yêu cầu dự phòng và đường dẫn phân phối điện của trung tâm dữ liệu. Đối với trung tâm dữ liệu Cấp 2, chỉ cần triển khai dự phòng nguồn điện và thiết bị làm mát của kiến ​​trúc “N + 1”. Tuy nhiên, đối với cơ sở trung tâm dữ liệu Tier3, nó thường bao gồm dự phòng thiết bị làm mát “N + 1”, dự phòng nguồn kép 2N và giá rack phân phối điện kép độc lập. Do đó, hiểu mức độ của trung tâm dữ liệu có thể xác định thiết kế dự phòng cần thiết.

Mật độ công suất trung bình của mỗi tủ rack là bao nhiêu?

Cần lưu ý rằng khi thiết kế công suất nguồn của trung tâm dữ liệu cần dựa trên mật độ công suất trung bình chứ không phải công suất định mức tối đa, điều này rất quan trọng. Mật độ công suất trung bình của rack nhân với số lượng rack là tải trọng CNTT tối đa của trung tâm dữ liệu. Sau đó, thêm sức mạnh của hệ thống cung cấp điện của trung tâm dữ liệu, hệ thống làm mát và các tiện nghi như thiết bị chuyển mạch switch và thiết bị lưu trữ.

Để tránh chi phí đắt đỏ và tận dụng tối đa hệ thống điện, để trung tâm dữ liệu có quy mô công suất và không gian phù hợp, cách khôn ngoan là áp dụng chiến lược module quang, có thể giảm chi phí mà không phải hy sinh tính linh hoạt cho việc mở rộng trong tương lai.

Nhân viên vận hành và bảo trì có nên tham gia vào việc lập kế hoạch và thiết kế không?

Tất nhiên câu trả lời là có! Thông thường, những điều sau đây nên được thực hiện:

Tham gia vào việc lập kế hoạch sớm và thiết kế vận hành và bảo trì có thể bù đắp cho việc nhà thiết kế thiếu kiến ​​thức về vận hành và quản lý hệ thống, cải thiện chất lượng thiết kế và tránh hoặc loại bỏ các thiếu sót trong thiết kế;

Vận hành và bảo trì tham gia vào quá trình lập kế hoạch và thiết kế sơ bộ, và các nhu cầu của giai đoạn vận hành và bảo trì có thể được xem xét đầy đủ trong kế hoạch và thiết kế;

Tham gia lập kế hoạch sơ bộ và thiết kế vận hành và bảo trì, có thể hiểu đầy đủ và nắm vững cấu trúc của hệ thống được bảo trì, các liên kết yếu về độ tin cậy, các vấn đề còn tồn tại và các rủi ro tiềm ẩn, giúp nâng cao chất lượng vận hành và bảo trì và xây dựng kế hoạch vận hành và bảo trì dựa trên cơ sở và kế hoạch chuyển đổi khả thi.

Tránh bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên trong và bên ngoài

Về vấn đề không thể xử lý chính xác sự khác biệt về khuynh hướng, sở thích, hạn chế, ràng buộc và không tuân thủ các nguyên tắc của thiết kế khoa học, tôi có đề xuất như sau:

Tránh bị ảnh hưởng bởi những người ra quyết định cá nhân trong quá trình phê duyệt và ra quyết định. Một số chức năng chính cần được xóa và điều chỉnh theo ý kiến ​​của các cá nhân dẫn đến việc bàn giao các chức năng của trung tâm dữ liệu cuối cùng không đáp ứng được yêu cầu vận hành và bảo trì;

Tránh bị chi phối bởi khuynh hướng, sở thích hoặc sở thích. Trong giai đoạn lập kế hoạch và thiết kế, một số nhà sản xuất thiết bị có thể ảnh hưởng đến việc lập kế hoạch và lựa chọn thiết bị của các nhà hoạch định và thiết kế bằng cách phóng đại hiệu suất thiết bị và các khái niệm khó hiểu.

Mức pin dự phòng cần thiết cho tủ điện AC hoặc DC?

Tủ rack máy chủ có thể cần triển khai nguồn điện 100% DC hoặc 100% nguồn AC hoặc kết hợp cả hai.

Ví dụ: nếu một trung tâm dữ liệu đang được xây dựng cho mục đích lưu trữ, có thể cần phải được trang bị hệ thống cung cấp điện AC (UPS) và nếu nó trở thành một cơ sở viễn thông, điều này có thể yêu cầu triển khai hệ thống nguồn DC. Biết được những điều này, bạn sẽ biết được kích thước và quy mô của bộ nguồn DC cần thiết hoặc hệ thống điện UPS.

Khi triển khai pin dự phòng, tốt nhất bạn nên cấu hình theo thời gian xả dự phòng 15 phút. Việc triển khai pin dự phòng như vậy sẽ không làm tăng đáng kể chi tiêu vốn, mặc dù sẽ rất khó để biện minh, nhưng nó tiết kiệm chi phí hơn. Các công ty cần tăng khả năng dự phòng của các tổ máy phát điện dự phòng, thay vì lãng phí nhiều tiền hơn bằng cách tăng số lượng pin.

Tránh lập kế hoạch và thiết kế nhẹ, và xây dựng nặng

Thực trạng hiện nay trong ngành coi nhẹ quy hoạch, thiết kế và chú trọng xây dựng chủ yếu được thể hiện ở:

Xây dựng cấu trúc tòa nhà trước, sau đó quy hoạch trung tâm dữ liệu, điều này mang lại những khó khăn không thể vượt qua cho việc lập kế hoạch và thiết kế trung tâm dữ liệu;

Hiện tượng hoàn thành việc xây dựng và lắp đặt thiết bị phòng máy và bắt đầu chuyển đổi;

Xác định thiết bị trước, sau đó xác định kế hoạch. Do chức năng của thiết bị đã mua không đáp ứng yêu cầu của kế hoạch, hoặc mặt bằng không đáp ứng yêu cầu của điều kiện lắp đặt, thiết bị phải được thay thế trước khi chạy;

Kết cấu công trình khó đáp ứng yêu cầu bố trí mặt bằng trung tâm dữ liệu, làm cho quy hoạch phân khu phòng máy tính chưa hợp lý; không lắp được dàn nóng của máy lạnh hoặc khoảng cách quá xa; khoảng cách giữa phòng điện và phòng chủ quá xa, làm tăng khó khăn trong việc truyền tải và quản lý, tăng chi phí, giảm độ tin cậy.

Tránh bỏ qua thiết kế khả năng bảo trì và khả năng sửa chữa của hệ thống

Hệ thống được chia thành 3 điểm để xây dựng và 7 điểm để bảo trì. Bất kỳ thiết bị nào cũng có thể bị lỗi và việc sửa chữa nhanh chóng đã trở thành một chỉ số quan trọng để cải thiện tính khả dụng.

Hiện tượng bỏ qua khả năng bảo trì và khả năng sửa chữa được biểu hiện ở:

Trong giai đoạn lập kế hoạch và thiết kế, kênh bảo trì và không gian bảo trì không được xem xét trong giai đoạn sau. Ví dụ như thiết bị quá sát tường, ắc quy kê sát tường, bố trí cáp không hợp lý, ống cáp hoặc giá rack dây làm tắc máng dây phía trên yếu, sau này không thể sửa chữa được, các công cụ bảo trì khó sử dụng, v.v ...;

Khi xảy ra sự cố, không thể di chuyển nhanh vật tư, phụ tùng khẩn cấp, không có không gian vận hành bảo dưỡng để thay thế thiết bị, linh kiện bị lỗi làm chậm thời hạn khắc phục sự cố, thậm chí gây ra tai nạn lớn;

Không xem xét khả năng đảm bảo dự phòng của hệ thống khi bảo trì thiết bị sau này;

Sử dụng tự động hóa càng nhiều càng tốt để giảm thiểu thao tác thủ công của nhân viên bảo trì và giảm sự không chắc chắn và không thể kiểm soát do thao tác thủ công.

Tránh thiếu cơ sở khoa học để thiết kế công năng sử dụng

Tính sẵn sàng của hệ thống là chỉ số quan trọng nhất của quy hoạch và thiết kế trung tâm dữ liệu, nhưng lại thiếu cơ sở khoa học để lập kế hoạch và thiết kế. Các biểu hiện chính là:

Khi quy hoạch và thiết kế trung tâm dữ liệu sẽ tính độ tin cậy của từng hệ thống, nhưng hiện nay, cơ sở tính toán độ tin cậy và nguồn dữ liệu của các viện thiết kế và các nhà thiết kế khác nhau chưa thống nhất, dẫn đến việc thiết kế mức độ và độ tin cậy của cùng một trung tâm dữ liệu Có các định nghĩa khác nhau và các kết quả khác nhau;

Về khả năng sử dụng, có những trường hợp quy hoạch, thiết kế và xây dựng được thực hiện trước, sau đó cấp thiết kế được đảo ngược sau khi xây dựng xong, và tiêu chuẩn cấp độ đảo ngược được sử dụng để khuyến nghị cho người dùng trung tâm dữ liệu. Đây là thiết kế ngược, thường là do một số khuyết tật chính trong thiết kế, mặc dù hầu hết các thiết kế đều đạt yêu cầu về cấp độ, nhưng cấp độ bị giảm xuống do tồn tại các khuyết tật trọng yếu;

Chỉ chú ý đến tính khả dụng của thiết bị hoặc liên kết (hệ thống con), và bỏ qua tác động của mối tương quan giữa các hệ thống con khác nhau trong toàn bộ hệ thống đến tính khả dụng.

Tránh đặt các chỉ số cao ngoài nhu cầu thực tế và tính khả thi

Trong giai đoạn lập kế hoạch và thiết kế ban đầu, hãy xác định một cách chủ quan các chỉ số chức năng của trung tâm dữ liệu và theo đuổi một cách mù quáng không thực tế ở quy mô lớn, mức độ sẵn sàng cao, mật độ công suất tủ mạng cao và chỉ số tiêu thụ năng lượng thấp PUE.

Tuy nhiên, việc lập quy hoạch và thiết kế cụ thể đã không tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc và quy trình quy hoạch để thể hiện chi tiết. Các kế hoạch cụ thể và các biện pháp thực tế không phù hợp với quy hoạch tổng thể. Kết quả là:

Do nhu cầu thực tế không rõ ràng và thiếu các điều kiện cần thiết về tính khả thi, việc thiết kế, sửa đổi nhiều lần không chỉ gây lãng phí chi phí mà còn kéo dài thời gian thi công;

Phòng máy chủ đã xây dựng và đưa vào sử dụng không phát huy hết tác dụng. Nguyên nhân có thể do nhu cầu công việc đột xuất hoặc do điều kiện phòng máy chưa đáp ứng được nhu cầu của người dùng nên phải tối ưu lại thì mới sử dụng được;

Các chức năng dự kiến ​​trong kế hoạch không thể thực hiện được, chẳng hạn như tính khả dụng của hệ thống không thể đạt đến mức kế hoạch, sơ đồ làm mát không hỗ trợ mật độ công suất cao theo kế hoạch của tủ rack, máy phát điện không hỗ trợ các điều kiện hoạt động liên tục của hệ thống , và việc lập kế hoạch quá mức khiến chỉ số tiêu thụ năng lượng của hệ thống PUE cao chờ đợi.

Tránh hiểu lầm về việc tập trung vào thiết bị và quá hệ thống

Trong ngành, đặc biệt là nhân sự kế hoạch và thiết kế, có hiện tượng phổ biến là tập trung vào thiết bị, bỏ quên hệ thống và tập trung vào bộ phận mà bỏ quên tổng thể. Các biểu hiện chính là:

Đầu tiên xác định các thông số kỹ thuật và mô hình thiết bị và thậm chí cả nhà sản xuất, sau đó chọn hoặc sửa đổi phương án thiết kế theo thiết bị;

Hệ thống cung cấp điện được thiết kế theo mức dự phòng 2N mức cao nhất hiện có, nhưng kết quả của thiết kế là chỉ có hệ thống UPS có 2N chức năng, trong khi toàn bộ hệ thống cấp điện có một điểm sự cố đường dẫn duy nhất;

Toàn bộ hệ thống được thiết kế theo hệ thống dự phòng và chịu sự cố ở mức cao nhất, nhưng thiết bị lạnh và điều hòa không khí được cấp điện bằng một đường dẫn duy nhất;

Hệ thống được trang bị máy phát điện diesel dự phòng xoay chiều, nhưng máy phát không có chức năng tự động khởi động do người lập kế hoạch thiếu hiểu rằng làm lạnh liên tục cũng là điều kiện quan trọng để hệ thống hoạt động liên tụ.
Trung Tâm Dữ liệu

Tập trung vào thiết kế tổng thể

Điều rất quan trọng là phải nâng cao khả năng thiết kế tổng thể của hệ thống để hoàn thành nhiệm vụ quy hoạch và thiết kế với chất lượng cao.

Trong quá trình xây dựng trung tâm dữ liệu, có một số lượng lớn các trung tâm dữ liệu được chuyển giao không đáp ứng được yêu cầu kinh doanh và bảo trì do chưa cân nhắc đầy đủ về quy hoạch và thiết kế cho các giai đoạn triển khai theo từng giai đoạn và chuyên môn, cũng như sự kết nối giữa các chuyên công trình xây dựng. Một số vấn đề thậm chí yêu cầu các vấn đề lớn. Khoản đầu tư chỉ có thể được hoàn thành sau khi chuyển đổi;

Các nhà thiết kế khác nhau chỉ chú ý đến nội dung mà họ chịu trách nhiệm và thiếu sự xem xét tổng thể về việc các chuyên ngành khác có được kết nối hoàn hảo hay không và có mâu thuẫn và xung đột với các thiết kế chuyên nghiệp khác hay không;

Lập kế hoạch và các nhà thiết kế thiếu sự nắm bắt chính xác về sự phát triển kinh doanh trong tương lai và không xem xét đầy đủ về quản lý năng lực và mở rộng năng lực sau này;

Nhân viên lập kế hoạch và thiết kế không quen thuộc với môi trường tài nguyên và môi trường vật chất xung quanh, và kế hoạch được thiết kế có thể có tính khả thi thực hiện kém hoặc mang lại những khó khăn không thể vượt qua cho công việc vận hành và bảo trì tiếp theo.

Có nhiều vấn đề khác cần được xem xét trong việc xây dựng một trung tâm dữ liệu mới, nhưng kinh nghiệm trong ngành cho chúng tôi biết rằng việc nắm vững mười ba điểm chính này trong quá trình xây dựng và thiết kế trung tâm dữ liệu sẽ giúp đảm bảo rằng kết quả xây dựng cuối cùng là gần cho người dùng càng tốt. Đó là điều đáng học hỏi từ nhu cầu thực tế.

Các tin bài khác