راهنمای عملی برای برنامه ریزی و طراحی مرکز داده

1- مقدمه

امروزه مراکز داده هسته اصلی کسب و کار های مختلف می باشند  و به عنوان راهکاری برای ایجاد جهش های بزرگ در رقابتهای تجاری به حساب می آیند. در دنیایی که روز به روز با مفاهیم کلان داده (Big Data) و اینترنت اشیاء (Internet of Things) در هم تنیده می شود،  نیاز به مراکز داده با قابلیت هایی چون سرعت بالا ، کارآیی مناسب، انعطاف پذیری در شرایط مختلف، بیشتر از گذشته برای شرکتهای مختلف احساس می شود. 

دنیای تجارت به ارزش و نقش بی بدیل مراکز داده برای کسب و کارخود پی برده است ، در نتیجه مراکز داده جدید  نیز با اهداف تجاری طراحی می شوند که با طراحی های گذشته تفاوت های چشمگیری دارند. البته با اینکه هر مرکز داده برای نیازهای خاصی برنامه ریزی می شود اما طرح های امروزی مراکز داده اشتراکات فراوانی با یکدیگر دارند. این اشتراکات فراوان و استفاده از تجربیات طراحی های موفق، کمک شایانی برای برنامه ریزی و طراحی های تازه برای مراکز داده جدیدتر خواهد نمود.

می بایست در نظر داشته باشیم اشتباهات طراحی مرکز داده هرچقدر که کوچک باشد، در طولانی مدت، گسترش یافته و باعث تاخیرهای زمانی، هزینه های اضافی، اتلاف وقت زیاد و شاید درنهایت ازکارافتادگی سیستم خواهد شد.

در این نوشته اشنایدر الکتریک به صورت مختصر و ساده مراحل برنامه ریزی و طراحی مرکز داده را بیان کرده و  همچنین از برخی نمونه های کاری خود مثالهای آورده است. البته برای مطالعه بیشتر هر طرح می بایست به کتابخانه منابع طراحی اشنایدر الکتریک مراجعه گردد

2-  برنامه ریزی

مراحل برنامه ریزی و طراحی مرکز داده می بایست از ابتدا درمسیر درست قرار گرفته باشد.  تصمیمات درست ناشی از اطلاعات کامل و درست می باشد. این امر منجر به حرکتهای درست برای ایجاد مرکز داده ای خواهد شد که به احتمال زیاد تمام انتظارات را برآورده خواهد نمود.

1-2- فرآیند برنامه ریزی

فرآیند پروژه طراحی شده توسط اشنایدر الکتریک برای چرخه حیات مراکز داده استانداردهایی را شامل می شود. در فاز طراحی این فرآیند چند وظیفه اصلی را بیان نموده است که در ادامه به آن اشاره می شود :

• تعیین و تثبیت پارامترهای اصلی پروژه به منظور کنترل معماری سیستم و هزینه ها

ابتدا می بایست خواسته ها و احتیاجات کسب و کار را مشخص نمود . سپس برمبنای این خواسته ها راجع به پارامترهای مربوط به مرکز داده دلخواه، فکر کرده و آنها را تعیین نمود. این پارامترها شامل اهمیت، ظرفیت، رشد، کارآیی، تراکم و هزینه می باشند. تمامی پارامترهای باید برمبنای اهداف نهایی پروژه تعیین شوند.

• مشخص کردن طرح کلی پروژه

اساس انجام این مرحله بر انتخاب یک طرح مرجع استوار است. اگر شما طرح های مرجع مختلفی در دسترس داشته باشید باتوجه به 6 پارامتر اصلی اولیه بسیاری از این طرحها کنار گذاشته شده و به یک طرح مناسب خواهید رسید.

• جمع بندی بین اولویت های و محدودیت ها

در این مرحله با توجه به مرجع طراحی و محدودیت های کاری، می­بایست به جمع بندی راجع به طرح کلی پروژه رسید. این یک قدم بسیار بزرگ در برنامه ریزی و طراحی پروژه مرکز داده می باشد.

• مشخص کردن نیازمندی های اجزای پروژه

در این مرحله اقداماتی نظیر جمع آوری استاندارها، مقررات لازم، قرار دادن زمان بندی های مراحل پروژه و امور اجرایی پروژه پیش بینی می شود.

چرخه عمر مرکز داده – اشنایدر الکتریک

2-2- طرح های مرجع

اگر چه هر مرکز داده ای دارای کاربرد خاصی می باشد ولی همانطور که قبلا بیان شده طرح های مرکز داده در بسیاری زمینه ها دارای اشتراکات می باشند. به منظور طراحی و ساخت  هر چه سریعتر ، عدم هزینه به منظور طراحی از ابتدا و  استفاده از یک طرح استاندارد که دارای کارآیی مطلوب بوده است، می توان از یک طرح مرجع برای طراحی مرکز داده استفاده نمود. در این جا بهتر است مثالی از استفاده از طرح های استاندارد در صنایع دیگر زده شود.

در ساخت خانه نیز از طرح های مرجع استفاده می شود. طراحی خانه با توجه به طرح مرجع در سه سطح انجام می شود. به عنوان مثال به این نوع سه طرح خانه و ویژگی های آن توجه نمایید :

• طرح استاندارد خانه  (تنها بر مبنای طرح مرجع)

ساخت بسیار سریع ، ساخت قابل تکرار ، کارآیی و هزینه کاملا قابل پیش بینی

• طرح خانه نیمه سفارشی (بر مبنای طرح مرجع و تغییرات سفارشی)

ساخت سریع ، ساخت قابل تکرار البته با اعمال جزئیات ، کار آیی و هزینه قابل پیش بینی

• طرح خانه سفارشی (بر مبنای طرحی سفارشی)

ساخت نه چندان سریع ، قابل تکرار البته با توجه به بخش بندی های خانه (نشیمن – آشپزخانه، گاراژ و …) ، کارآیی و هزینه کمتر قابل پیش بینی

همانند آنچه برای خانه ها مطرح گردید، اشنایدر الکتریک به منظور ساده سازی و سرعت بخشی به فرآیندهای برنامه ریزی، طراحی، ساخت، راه اندازی و ارزیابی پروژه های مرکز داده استفاده از طرح های مرجع را پیشنهاد می دهد. طرح مرجع، برنامه کاری می باشد که بسیاری از پارامترهای کاری در آن به طور مشخص و مرحله به مرحله بیان شده است. این طرح می تواند طرح کامل مرکز داده باشد یا اینکه طرح قسمتی از مرکز داده مثل اتاق IT، اتاق قدرت، یا سیستم سرمایش و .. باشد.

بعد از سالها فعالیت در حوزه ساخت مرکز داده، اشنایدر الکتریک بهترین طرح های خود را به عنوان طرح مرجع در اختیار عموم قرار داده است. با مطالعه این طرح ها می توانید به درک درستی از نیازمندیهای خود برسید. این طرح ها در برنامه ریزی درست تر و سریع تر، میزان پایین ریسک و پیش بینی مناسب از عملکرد آینده به شما کمک خواهد کرد.

انتخاب یک طرح مرجع مناسب با شرایط و نیازمندی های شما، هم باعث پیشرفت مناسب در ساخت و راه اندازی مرکز داده خواهد شد و هم اینکه مرکز داده در مدت زمان استفاده عملکرد بالایی از خود ارائه خواهد داد.

مدارک و اسناد مهندسی طرح های مرجع اشنایدر الکتریک، متشکل از انواع نقشه های CAD ، دیاگرام لوله کشی های مختلف، طرح بندی قسمتها و طبقات، لیست اقلام و تجهیزات لازم، طرحهای DCIM مورد استفاده و تمامی جزئیات ضروری می باشد.  از همه مهمتر اینکه این طرح ها به مانند یک بسته لِگو، کاملا قابلیت انطباق پذیری، تغییر در ساختار و یا ارتقاء آینده با توجه به محیط و شرایط کاری مرکز داده، را دارا می باشند.

طرح های مرجع مراکز داده موجود درکتابخانه اشنایدر الکتریک محدوده ظرفیتی KW  200 تا MW 3.6 را دارد. طرح های مرجع اشنایدر الکتریک را در آدرس زیر می توانید بررسی کنید :

Library of Reference Designs

3-2- هزینه

شاید بزرگترین مانع برای عدم خرید یک مرکز داده مناسب و یا ارتقاء مرکز داده موجود، هزینه های آن می باشد. گاه این هزینه از پیش بینی ها بیشتر می شود که باعث کندی در انجام پروژه خواهد شد. اشنایدر الکتریک با بررسی گسترده بازار مراکز داده و تجهیزات مربوط به آن، نرم افزاری برای کنترل و پایش هزینه های ساخت مرکز داده طراحی نموده است .

این نرم افزار هزینه های کلی ساخت مرکز داده را بیان کرده، همچنین هزینه های جزئی و جانبی را نیز پیش بینی میکند.  با استفاده از نرم افزار   Data Center Capital Cost Calculator شما می توانید بعد از انتخاب طرح مرجع خود به بررسی جوانب مختلف هزینه ها و تجهیزات لازم و مقایسه آن با بودجه دراختیارخود بپردازید.

Data Center Capital Cost Calculator

3- طراحی

با توجه به اینکه طراحی از روی طرح مرجع انجام می شود،  فاز طراحی می تواند با سرعت بیشتری انجام گردد. در واقع کار اصلی در این فاز بررسی هر چه بیشتر جزئیات و توافق بر روی آنها می باشد. اینکار توسط تیم طراحی که متشکل از مهندسی طراحی مرکز داده، مهندسین مکانیک، مهندسین برق-قدرت و مهندسین IT می باشد انجام می گردد. همچنین در این مرحله می بایست تیم ساخت نیز تشکیل گردد که این تیم از پیمانکار اصلی و پیمانکاران جزء تشکیل شده اند.

 

1-3- فرآیند 

در فازطراحی، شماتیک سایت مرکز داده مشخص شده و جزئیات مهندسی ساختمان آن تعیین می گردد. نیازمندی ها، طرح ها، بخش های مختلف و محدودیت ها دوباره بازبینی شده و درآنها بیشتر دقت و بحث می شود. با تثبیت طرح مرجع  انتخابی و با استفاده از نرم افزار هزینه، بخش های مختلف طرح و هزینه های آن ها کاملا مشخص گشته و به صورت مستندات در اختیار مدیرعامل و هیئت مدیره قرار میگیرد.

می توان به جای تشکیل گرو های مختلف بایک شرکت معتبر طراحی و ساخت مرکز داده همکاری نمود که تمام فعالیتهای آن زیر نظر مدیرعامل و هیئت مدیر صاحب پروژه می باشد.

2-3- انتخاب محل مرکز داده

بسیاری از شرکت ها قبل از انتخاب طرح مرجع، محل مرکز داده خودرا انتخاب می کنند. این کار غیراستاندارد و بیهوده می باشد زیرا که نوع نیازمندی ها و طرح مرجع، درانتخاب محل قرارگیری مرکز داده بسیارموثر می باشد.

برای انتخاب محل مرکز داده علاوه بر ملاحظات طرح مرجع، به منظور کاهش ریسک انواع  خطرات، بهینه سازی دسترسی به مرکز داده و کاهش هزینه ها، می بایست به پارامترهای دیگری نیز توجه داشت.

بنا بر گزارش شماره 81 اشنایدر الکتریک 3 نوع خطر عمده برای ساختمان مرکز داده دسته بندی می شود :

• خطرات جغرافیای نظیر فجایع و حوادث طبیعی
• خطرات محیطی ناشی از زیرساخت های شهری و اشتباهات شهری و یا کارکنان آنها
• خطرات ساختمانی اشی از نواقص و کاستی های ساختمان

انتخاب مناسب محل مرکز داده باتوجه خطرات بالا امکان خرابی مرکز داده را کاهش داده و هزینهای آن را کاهش می دهد. در تصاویر زیر به برخی ویژگی های محل مرکز داده اشاره شده است :

 

4- نمونه هایی از مراکز داده ساخته شده توسط اشنایدر الکتریک

برای طراحی، برنامه ریزی و انتخاب یک مرکز داده، بررسی تجربه های موفق می تواند بسیار کمک کننده باشد در زیربه سه نمونه از این مراکز داده اشاره شده است.

1-4- مرکز داده دانشگاه تگزاس

شاخهای قرار گرفته بر روی رکهای مرکز داده دانشگاه تگزاس تنها ویژگی مهم این مرکز داده نمی باشد. این مرکز داده پشتیبان یکی از قدرتمندین ابرکامپیوترهای جهان می باشد. مسئول مرکز کامپیوتردانشگاه تگزاس میگوید “هدف اصلی ما از داشتن این مرکز داده پشتیباینی از ابر کامپیوتر این دانشگاه به منظور حل مسائل مربوط به هوا فضا، تغییرات آب و هوایی و نانوالکترونیک می باشد.”

اشنایدر الکتریک با  همکاری با دانشگاه تگزاس برای راه اندازی یک ابرکامپیوتر قدرتمند، جزو اولین شرکتهای تولید مرکز داده می باشد که در پروژه های ابر کامپیوتری نیز همکاری داشته است.

2-4- مرکز داده کوهستان سبز (Green Mountain)

این مرکز داده در شهر ساحلی Rennesøy در کشور نروژ قرار دارد. یکی از مهمترین ویژیگی این مرکز داده عدد PUE 1.2 برای آن می باشد که یکی کاراترین مراکز داده می باشد. البته در این مرکز داده چند شرکت IT نروژی نیز همکار اشنایدر الکتریک می باشند.

3-4- مرکز داده Sagrada Família

Sagrada Família یکی از مهمترین مکانهای توریستی بارسلونا و کل اسپانیا است. در نتیجه نیاز مند زیرساختی IT مناسب برای کنترل و مدیریت بازدیدکنندگان، سیستم الکترونیکی بلیط بازدید، مجموعه تجهیزات امنیتی و … مجموعه خود باشد. برای این منظور از میکرو مرکز داده اشنایدر الکتریک بهره برده است.

5- نتیجه گیری :

کسب و کارهای امروزی نمی توانند منتظر طراحی به سبک مرکز داده های سنتی گذشته باشند. اشنایدرالکتریک راهنمای مناسبی برای طراحی های نوین مرکز داده می باشد. به منظور داتشن مرکز داده با کارآیی بالا و صرف هزینه مناسب، از روش کار ، استاندارها ، فناوری های نوین و تجربیات بسیار اشنایدر الکتریک در این زمینه می توان استفاده کرد.