۱۶ مقالهٔ APC دربارهٔ معماری مرکزداده
در این مطلب ۱۶ مقاله دربارهٔ معماری مرکزداده معرفی می‌شود. این مقاله‌ها را نیل راسموسن نوشته که سال‌ها است سمت معاونِ رئیس و مدیر فناوری APC را بر عهده دارد. او در حوزهٔ راهکارهای زیرساختِ مرکزدادهٔ پرظرفیت و پربازده کار میکند. متن اصلی این مقاله‌ها در APC White Papers آمده و باشگاه مراکزداده برای اولین بار آن‌ها را ترجمه و منتشر کرده است.
فهرست زیر به‌ترتیب الفبا است. با کلیک روی عنوان هر مقاله می‌توانید آن را بخوانید. پی‌دی‌اف این صفحه را می‌توانید از اینجا دانلود کنید.
برای مطالعهٔ بیشتر به صفحه «۲۳ مقالهٔ APC دربارهٔ برق مرکزداده» و «۹ مقالهٔ APC دربارهٔ سرمایش مرکزداده» مراجعه کنید.
آماده‌سازی زیرساخت فیزیکی مرکزدادهٔ میزبان برای اجرای تجمیع
APC White Paper 175: “Preparing the Physical Infrastructure of Receiving Data Centers for Consolidation” (Revision 1)
تجمیع مرکزداده یعنی تلاش‌هایی که برای یکی‌کردنِ دو یا چند مرکزداده و تبدیل آن‌ها به یک مرکزدادهٔ جدید انجام می‌شود.
اغلب گمان می‌کنند نمی‌توان مرکزدادهٔ موجود را با چند مرکزدادهٔ دیگر یکی کرد؛ زیرا زیرساخت فیزیکی تاسیسات میزبان، با الزامات جدید سازگار نمی‌شود. از سویی در اجرای این کار نمی‌توان خطر ازکارافتادن مرکزدادهٔ موجود را پذیرفت.
با این حال اکنون نمونه‌های موفقی در میان تجمیع‌های روزافزون مشاهده می‌شود که از روش‌های موثرِ بیان‌شده در این مقاله بهره گرفته‌اند.
پروژه‌های مرکزداده: برنامه‌ریزی سیستم
APC White Paper 142: “Data Center Projects: System Planning” (Revision 2)
این مقاله روشی برای برنامه‌ریزی پروژهٔ مرکزداده ارائه می‌دهد که با آن کیفیت و سرعتِ به‌دست‌آوردن نتایج بهبود می‌یابد.
برای بیان این روش که ساختارمند است، چند گام پی‌درپی و تصمیم‌های اصلی ناشی از آن معرفی می‌شود. مدیر پروژه با پیروی از این فرایند و روشن‌کردن آن برای همگی دست‌اندرکاران می‌تواند از ابهام بکاهد، وضعیتی فراهم کند که دست‌اندرکاران وقت‌شان کارآمدتر صرف شود، همچنین میزان مشارکت در سود و زیان پروژه را بهبود بخشد.
پروژه‌های مرکزداده: طراحی پلان کف
APC White Paper 144: “Data Center Projects: Establishing a Floor Plan” (Revision 2)
چیدمان کف در فرایند طراحیِ پروژه‌های بزرگ و کوچک مرکزداده، گام بسیار مهمی است. بسیاری از بهره‌برداران در مرحلهٔ برنامه‌ریزی مرکزداده، اغلب متوجه نیستند پلان کف چه نقش مهمی در تاسیسات دارد. به همین دلیل در زمان مناسب، چیدمان را مشخص نمی‌کنند.
اگر در همان ابتدای فرایندِ برنامه‌ریزی به پلان کف نپردازیم، پیامدهای جبران‌ناپذیری بر عملکرد نهایی مرکزداده خواهد داشت. از جمله می‌توان کاهش ظرفیت تجهیزات فاوا، کاهش قابلیت تامین توان مصرفی، همچنین افزایش رقم قبض برق را برشمرد.
مقاله نخست روشن می‌سازد که پلان کف چه تاثیری بر این عوامل دارد: تعداد «جای رک» در سالن، توان مصرفیِ دست‌یافتنی، پیچیدگی سیستم توزیع برق و روش‌های هوارسانی، پیش‌بینی‌پذیریِ پراکندگی دما در سالن، مصرف برق مرکزداده. آنگاه برای توسعهٔ مشخصاتِ چیدمان فضا، روش موثر ارائه میکند.
پروژه‌های مرکزداده: فرایندهای استانداردسازی
APC White Paper 140: “Data Center Projects: Standardized Process” (Revision 1)
اجرای موفق پروژهٔ مرکزداده، فقط به خرید و نصب تجهیزاتِ سیستم فیزیکی بستگی ندارد؛ بلکه به همان اندازه از فرایندهایی تاثیر می‌پذیرد که مراحل توسعه و اجرای پروژه را به پیش می‌برند.
فرایندی که در این مقاله بررسی می‌کنیم، تدوین شده تا مشتریان بتوانند پروژه را به‌شکل کارآمد انجام بدهند؛ چه تمام یا بخشی از فرایند را خودشان بر عهده بگیرند چه برون‌سپاری کنند. فرایندی که جزءبه‌جزء آن را در این مقاله توضیح می‌دهیم، شیوهٔ عملیاتی استانداردی است که می‌توان برای هر پروژه‌ای با کاربران مختلف و با هر خدمات‌دهندهٔ معتبری به کار برد.
با داشتن روش‌شناسیِ استاندارد و مستندشده و قابل درک می‌توان اطمینان داشت که فرایند پروژه چنان که باید پیش‌بینی‌پذیر و روشن است، عملیات اجرا سریع‌تر پیش می‌رود، هزینه کاهش می‌یابد، ارتباط‌ها آسان‌تر است، ایرادهای کمتری پیش می‌آید، همچنین هدررفت منابع از میان می‌رود.
پروژه‌های مرکزداده: مدیریت پروژه
APC White Paper 141: “Data Center Projects: Project Management” (Revision 1)
مشکلاتی که در مدیریت پروژهٔ مرکزداده پیش می‌آید، همیشه و لزوما به‌دلیل ایراد داشتنِ فعالیت افراد موثر در پروژه نیست. بلکه گاهی به این دلیل است که از فرایند مشترک و فراگیر استفاده نمی‌شود تا گروه مدیریت با آن بتواند همگیِ دست‌اندرکاران پروژه را رهبری کند و پاسخگویی‌ها و ارتباط‌ها را شفاف نگه دارد.
در این مقاله الگویی برای نقش‌های مدیریتی و برای روابط میان فعالیت‌های مدیریت پروژه ارائه می‌شود که تامین‌کنندگان محصولات، خدمات‌دهندگان به پروژه، همچنین بهره‌بردار در آن درگیر هستند.
مقاله چهارچوبی را بیان میکند که ساختار الگوی استانداردِ پروژه‌های طراحی و ساخت مرکزداده با آن ایجاد می‌شود و زبان گفتگوی مدیریت پروژه در آن تدوین می‌گردد. این الگو را می‌توان با اولویت‌های هر کاربر یا مشتری و الزامات هر پروژه سازگار کرد و به کار برد.
تعیین بهای تمام‌شده برای زیرساخت فیزیکی مرکزداده
APC White Paper 6: “Determining Total Cost of Ownership for Data Center and Network Room Infrastructure” (Revision 4)
پیش‌بینی و اندازه‌گیری بهای تمام شدهٔ (TCO) زیرساخت فیزیکی مرکزداده (DCPI) ضروری است؛ زیرا در تحلیل بازگشت سرمایه و دیگر فرایندهای تصمیم‌گیریِ کسب‌وکارها به‌کار می‌رود. افزون بر این درک مواردی که بر قیمت تمام‌شده اثر می‌گذارند، بینشی فراهم میکند که با آن می‌توان از فرصت‌ها برای مهار هزینه بهره گرفت. بی‌شک بسیار شگفت‌زده خواهید شد اگر بدانید بهای تمام‌شدهٔ زیرساخت فیزیکی ممکن است از بهای تمام‌شدهٔ تجهیزات پشتیبانی فاوا بیشتر باشد.
این مقاله روش محاسبهٔ بهای تمام‌شدهٔ زیرساخت فیزیکیِ مرکزداده را بیان میکند. یعنی همهٔ تجهیزاتی که برای فراهم‌کردن برق و سرمایش و حفاظت فیزیکیِ تجهیزات فاوا به‌کار می‌روند. توجه کنید که خود تجهیزات فاوا در این مفهوم نمی‌گنجند.
مقاله نشان می‌دهد بزرگ‌ترین عامل افزایش‌دهندهٔ بهای تمام‌شده، در نگرش عملکردِ مفید همان هزینهٔ منابع استفاده‌نشده است. در واقع مراکزدادهٔ با اندازهٔ متوسط می‌توانند بیشترین بازگشت سرمایه را با برآورد درست از زیرساخت فیزیکی به‌دست آورند. در چنین تاسیساتی بهترین نرخ بازگشت سرمایه (ROI) با راهبرد طراحیِ سنجیده به‌دست می‌آید.
جلوگیری از هزینهٔ ناشی از برآورد نادرست در زیرساخت مرکزداده
APC White Paper 37: “Avoiding Costs from Oversizing Data Center and Network Room Infrastructure” (Revision 7)
این مقاله نشان می‌دهد بیشترین هزینهٔ قابل پیش‌گیری در مرکزدادهٔ معمول، ناشی از برآورد بیشتر از اندازه برای بخش زیرساخت تاسیسات است.
مراکزداده اغلب فقط با ۵۰ تا ۶۰ درصد از زیرساخت فیزیکی و برق موجود خود کار می‌کنند. «ظرفیت استفاده‌نشده» بخشی از هزینهٔ سرمایه‌ایِ قابل پیش‌گیری است که هزینه عملیاتی از جمله نگهداری و انرژی را نیز در پی دارد.
این مقاله نخست به توصیف حقایق و آمار مرتبط با برآورد نادرست می‌پردازد. سپس دلایل برآورد نادرست را بیان میکند. آنگاه طراحی و روش پیش‌گیری از چنین هزینه‌ای را ارائه می‌دهد.
راهبردهای سرمایشی برای رک‌های با ظرفیت بسیار زیاد و انبوه سرورهای خشابی در مرکزداده
APC White Paper 46: “Cooling Strategies for Ultra-High Density Racks and Blade Servers” (Revision 7)
این مقاله ابتدا دربارهٔ مفهوم «توان مصرفی» توضیح می‌دهد. سپس مقادیر واقعی توان مصرفی را در مرکزدادهٔ فعلی و همچنین مرکزدادهٔ جدید بررسی میکند.
آنگاه رویکردهای عملی برای دستیابی به سیستم پرظرفیت ارائه می‌دهد و محدودیت‌ها و مزایای هریک از آن‌ها را بیان میکند. در پایان نیز برای اجرای رایانش پرظرفیت، راهکارهای منطقی و عملی ارائه می‌نماید.
راهنمایی برای تعیین توان مصرفی مرکزداده
APC White Paper 120: “Guidelines for Specification of Data Center Power Density” (Revision 2)
تعیین‌کردن توان مصرفیِ عملیاتی برای مرکزداده و سالن‌های سرور، دشواری بزرگی برای کارشناسان فاوا است.
در مرکزداده‌ای که توان آن به‌مقدار سنتی انتخاب شده باشد، نمی‌توان نسل‌های آخر تجهیزات فاوا را با اطمینان اجرا کرد. از سوی دیگر اگر توان مصرفی به اندازهٔ سازگار با آخرین نسل تجهیزاتِ پرظرفیت فاوا باشد، مرکزداده با کاستیِ فناوریِ برق و سرمایش روبه‌رو می‌شود و به هزینهٔ سرمایه‌ای بسیار زیاد و بهره‌وری عملیاتیِ کم دچار می‌گردد.
طراحی مرکزداده باید چنان باشد که در چند چرخهٔ به‌روزرسانیِ فاوا بتواند به‌خوبی کار کند. با این حال ماهیت تجهیزات فاوایی که در آینده نصب می‌شوند روشن نیست؛ این مسئله مشکلات مربوط به برنامه‌ریزی ظرفیت را تشدید میکند.
این مقاله به بیان روش بهبودیافتهٔ تعیین توان مصرفی می‌پردازد؛ ساختن مرکزداده‌ای که دارای برق و سرمایش و رک مناسب برای مصارف پرظرفیت باشد.
سیستم ماژولار مرکزداده: تکامل در اطمینان‌پذیری
APC White Paper 76: “Modular Systems: The Evolution of Reliability” (Revision 1)
هدف اصلی این مقاله آن است که با مطالعهٔ موردی نشان بدهد ماژولاریتی علاوه بر برتری‌های ملموس و شناخته‌شده‌اش، برتری پنهان و عمیق‌تری نیز در زمینهٔ اطمینان‌پذیری دارد. این مزیتِ کمتر شناخته‌شده، «تحمل خطا» است.
طراحی ماژولار به‌خودی‌خود قابلیت تحمل را خطا دارد. این ویژگی برای سیستم‌های پیچیده قابلیت قدرتمند «پایداری در برابر خطا» را مهیا میکند که برای اطمینان‌پذیری راهکاری است ناکافی ولی سودمند.
طراحی سیستم توزیع برق مرکزداده، برای تجهیزاتی که دو ورودی برق دارند
APC White Paper 206: “Overload Protection in a Dual-Corded Data Center Environment” (Revision 0)
هدف اصلی از به‌کاربردن معماری برق دو مسیره (Dual-Path) و تجهیزاتِ با دو ورودی برق (Dual-Corded)، تداوم کارکرد فاوا در هنگام خرابی بخشی از سیستم توزیع برق است. هر دستگاه فاوا در این حالت، برق خود را از دو مسیر جداگانه دریافت میکند.
این مقاله نخست توضیح می‌دهد که چگونه دستگاه‌های فاوا در چنین محیطی رفتار می‌کنند. سپس وضعیتی را بررسی میکند که برای دست‌یافتن به پایاییِ (Availability) پیش‌بینی‌شده ضرورت دارد. سرانجام نیز راهبردهای چگونگی مدیریتِ محیط‌های با دو ورودی برق را بیان میکند.
سیستم برق دو مسیره‌ای که درست و با اعتبارسنجی اجرا شده باشد، قابلیت تحمل خطا (Fault Tolerance) را چنان فراهم میکند که تعمیر و نگهداریِ هم‌زمان با کارکرد را در هر نقطه از سیستم امکان‌پذیر می‌سازد.
مشخصات معماری ماژولار مرکزداده
APC White Paper 160: “Specification of Modular Data Center Architecture” (Revision 1)
ماژولاریتی را معمولا شیوه‌ای تعریف می‌کنند که سیستم بزرگ را از زیرسیستم‌های کوچک می‌سازد؛ چنان‌که زیرسیستم‌ها برای تعامل‌داشتن از قوانین مشخصِ تعریف‌شده پیروی می‌کنند. از سوی دیگر ماژولاریتی روش ساده‌ای برای نصب و تعویض فراهم میکند که اجزای ماژولار به‌شکل مطلوب با روش سوکتیِ ساده در جای خود وصل می‌شوند.
این مقاله معنای ماژولاریتی را بیان میکند و کلماتی همچون «فضا» و «برق» و «سرمایش» را توضیح می‌دهد که برای توصیف و مشخص‌کردن ماژولاریتی در زیرساخت فیزیکی به‌کار می‌روند.
برای توضیح معماری ماژولار از روش گرافیکی بهره می‌گیرد. استانداردسازی و صنعتی‌سازی ماژولاریتی را نیز بررسی و امکان‌سنجی میکند. نشان خواهد داد چگونه می‌توان ماژولاریتی مرکزداده را به‌روش موثر به کار بست و مشخصات آن را تعیین نمود. همچنین به این موضوع می‌پردازد که رویکرد چگونه به‌تناسب کاربرد تغییر میکند.
مقایسهٔ کاربرد کف کاذب و کف سازه در مرکزداده
APC White Paper 19: “Raised Floors vs Hard Floors for Data Center Applications” (Revision 3)
دانش و فن مهندسیِ کف کاذب در دههٔ ۱۹۶۰ میلادی به‌خوبی رشد کرد و توسعه یافت. اما در ۴۰ سال پس از آن، طراحی اصلی کف کاذبِ مرکزداده تغییری نکرد.
کف کاذب در صنعت مخابرات هیچ‌گاه متداول نبوده است. مسئلهٔ انتخاب میان کف کاذب و کف سازه در مرکزداده، هنگامی پیش آمد که میان کسب‌وکار مخابرات و سیستم‌های فاوا هم‌گرایی رخ داد.
در این مقاله برای آگاهی‌یافتن از پیشرفت‌های کف کاذب، نگاهی به پیشینه و قابلیت‌ها و محدودیت‌های آن می‌اندازیم. از آنچه می‌آموزیم می‌توان بهره گرفت و راهکار مطلوب را برای مرکزداده انتخاب کرد.
مقایسهٔ کمّی میان دو روش توزیع برق مرکزداده: توزیع برق AC پربازده و توزیع برق DC
APC White Paper 127: “A Quantitative Comparison of High Efficiency AC vs. DC Power Distribution for Data Centers” (Revision 4)
یکی از پیشنهادها برای بهبود بهره‌وری انرژی مرکزداده، تبدیل‌کردن معماری برق AC به DC است که بسیار به آن می‌پردازند.
برای توزیع‌کردن برق در مرکزداده، پنج روش عملیِ پایه وجود دارد که دو روش بیشترین بهره‌وری را فراهم می‌سازد. از این دو روش یکی با AC و دیگری با DC کار میکند.
چنانچه در فناوری برق مرکزداده هیچ تغییر مهمی رخ ندهد، به‌احتمال زیاد در مراکزدادهٔ آینده یکی از همین دو روش، روش برتر توزیع برق در سطح PoD یا رک خواهد بود. این امکان نیز وجود دارد که از هر دو روش استفاده بشود. این مقاله به مقایسهٔ همین دو روش پربازده می‌پردازد.
وات و ولت‌آمپر: دو مفهوم سردرگم‌کننده
APC White Paper 15: “Watts and Volt-Amps: Powerful Confusion” (Revision 1)
بسیاری از مهندسان در برآورد مشخصات UPS، تفاوت دو واحد اندازه‌گیری وات (W) و ولت‌آمپر (VA) را نمی‌دانند و سردرگم می‌شوند. بلکه بسیاری از سازندگان UPS و تجهیزات برق مرکزداده نیز در تشخیص تفاوت این دو ناتوان هستند و بر این سردرگمی می‌افزایند.
این مقاله تفاوت میان وات و ولت‌آمپر را بیان میکند و نشان می‌دهد در بیان مشخصات تجهیزات حفاظت برق، چگونه این دو به‌شکل درست یا نادرست به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند.
واگذار کردن هزینهٔ انرژی و کربن به کاربران فاوای مرکزداده
APC White Paper 161: “Allocating Data Center Energy Costs and Carbon to IT Users” (Revision 1)
مصرف انرژی مراکزدادهٔ معمول بسیار بیشتر از آن است که نیاز دارند.
از دیرباز همواره بیشتر به اطمینان‌پذیری (Reliability) و ظرفیت مرکزداده توجه شده است. بدین ترتیب این وضعیتِ ناخوشایند پیش آمده که به‌دشواری می‌توان مرکزداده‌ای را پیدا کرد که برای بهره‌وریِ انرژی طراحی شده باشد.
بخش بزرگی از هزینهٔ عملیات فاوا را مصرف انرژی تشکیل می‌دهد؛ چندان که گاهی از هزینهٔ خود تجهیزات فاوا نیز بیشتر می‌شود. چرا چنین هزینهٔ سنگینی را باید تحمّل کرد؛ در حالی که مرکزداده می‌تواند با مدیریت‌کردن انرژی، بهینه‌تر مصرف کند.
این مقاله راهبردی ساده و منطقی را توضیح می‌دهد که با آن می‌توان انرژی و کربن مرکزداده را به خودِ کاربران فاوا واگذار کرد. هدف از این کار، به وجود آوردن انگیزهٔ مالی یا هر گونه انگیزهٔ دیگری است تا مصرف انرژی و تولید کربن را خود مشتریان با تغییر رفتارشان کاهش بدهند.
درج دیدگاه