دیتاسنتر چیست و اطلاعات دنیای وب کجا نگهداری می‌شوند؟
دیتاسنتر چیست؟ آشنایی با مراکز داده و نحوه نگهداری اطلاعات در اینترنت
دیتاسنتر چیست و اطلاعات دنیای وب کجا نگهداری می‌شوند؟
وقتی وارد یک وب‌سایت می‌شویم، یک فایل را در فضای ابری ذخیره می‌کنیم، در یک فروشگاه اینترنتی سفارشی ثبت می‌کنیم یا از یک نرم‌افزار تحت وب استفاده می‌کنیم، معمولاً به این موضوع فکر نمی‌کنیم که اطلاعاتی که مشاهده می‌کنیم دقیقاً کجا قرار دارند.
این اطلاعات در جایی به نام دیتاسنتر (Data Center) یا مرکز داده نگهداری و پردازش می‌شوند؛ مجموعه‌ای از زیرساخت‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری که وظیفه ذخیره‌سازی، پردازش و انتقال حجم بسیار زیادی از اطلاعات را بر عهده دارند.
در واقع، بخش قابل توجهی از خدماتی که هر روز در دنیای دیجیتال استفاده می‌کنیم، از وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌ها گرفته تا سرویس‌های ابری و سامانه‌های سازمانی، به نوعی به دیتاسنترها وابسته هستند.
دیتاسنتر چیست؟
دیتاسنتر یک ساختمان، مجموعه یا فضای تخصصی است که تعداد زیادی سرور، تجهیزات ذخیره‌سازی، تجهیزات شبکه و سیستم‌های تأمین برق و خنک‌کننده در آن قرار دارد.
این مراکز به گونه‌ای طراحی می‌شوند که سرورها بتوانند به شکل پایدار و مداوم فعالیت کنند و اطلاعات کاربران و سازمان‌ها را در اختیار نرم‌افزارها و سرویس‌های مختلف قرار دهند.
یک دیتاسنتر مدرن فقط مجموعه‌ای از کامپیوترهای قدرتمند نیست. سیستم برق پشتیبان، شبکه‌های ارتباطی، سیستم‌های سرمایشی، تجهیزات امنیتی، سامانه‌های مانیتورینگ و راهکارهای پشتیبان‌گیری نیز بخش مهمی از زیرساخت آن را تشکیل می‌دهند.
به زبان ساده می‌توان گفت:
دیتاسنتر همان زیرساخت فیزیکی است که بخش مهمی از دنیای دیجیتال روی آن اجرا می‌شود.
اطلاعات وب‌سایت‌ها کجا ذخیره می‌شوند؟
برای درک بهتر موضوع، یک وب‌سایت فروشگاهی را در نظر بگیرید.
وقتی کاربر وارد سایت می‌شود، اطلاعاتی مانند:
مشخصات محصولات
تصاویر
اطلاعات کاربران
سفارش‌ها
تراکنش‌ها
محتوای صفحات
اطلاعات حساب کاربری
باید در جایی ذخیره شوند.
این اطلاعات معمولاً روی سرورهایی قرار دارند که در دیتاسنترها نگهداری می‌شوند.
هنگامی که کاربر آدرس یک سایت را وارد می‌کند، درخواست او از طریق شبکه به زیرساخت مربوط به آن سرویس ارسال می‌شود. سرور، درخواست را پردازش می‌کند و اطلاعات مورد نیاز را به مرورگر کاربر بازمی‌گرداند.
به همین دلیل، عملکرد یک وب‌سایت فقط به طراحی ظاهری آن وابسته نیست؛ زیرساخت سرور و دیتاسنتر نیز نقش مهمی در سرعت، پایداری و دسترس‌پذیری آن دارد.
اجزای اصلی یک دیتاسنتر چیست؟
یک مرکز داده از بخش‌های مختلفی تشکیل شده که هرکدام وظیفه مشخصی دارند.
۱. سرورها
سرورها را می‌توان هسته اصلی بسیاری از دیتاسنترها دانست.
سرور در واقع یک کامپیوتر قدرتمند است که برای اجرای نرم‌افزارها، پردازش درخواست‌ها و ارائه خدمات به سایر سیستم‌ها طراحی شده است.
برای مثال، یک سرور می‌تواند وظیفه اجرای:
وب‌سایت
API
نرم‌افزار سازمانی
پایگاه داده
سرویس ایمیل
سیستم مدیریت محتوا
را بر عهده داشته باشد.
در دیتاسنترهای بزرگ، تعداد بسیار زیادی سرور در رک‌های مخصوص قرار می‌گیرند و به شبکه متصل می‌شوند.
۲. سیستم‌های ذخیره‌سازی
تمام اطلاعات روی خود سرورهای پردازشی ذخیره نمی‌شوند. دیتاسنترها از سیستم‌های مختلف ذخیره‌سازی برای نگهداری حجم بالای داده استفاده می‌کنند.
از جمله این فناوری‌ها می‌توان به:
HDD
SSD
NAS
SAN
Object Storage
اشاره کرد.
نوع سیستم ذخیره‌سازی به نیاز سرویس، حجم داده، سرعت مورد نیاز و میزان دسترسی‌پذیری بستگی دارد.
برای مثال، یک سامانه بانکی یا نرم‌افزار سازمانی ممکن است به ذخیره‌سازی بسیار سریع و پایدار نیاز داشته باشد، در حالی که برای آرشیو فایل‌های حجیم می‌توان از معماری‌های متفاوتی استفاده کرد.
۳. تجهیزات شبکه
سرورها به تنهایی نمی‌توانند خدمات اینترنتی ارائه دهند.
روترها، سوئیچ‌ها، فایروال‌ها و سایر تجهیزات شبکه وظیفه برقراری ارتباط میان سرورها و همچنین ارتباط دیتاسنتر با شبکه اینترنت را بر عهده دارند.
در دیتاسنترهای بزرگ، ظرفیت شبکه اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا حجم بسیار زیادی از درخواست‌ها و داده‌ها باید در هر لحظه بین کاربران و سرورها جابه‌جا شود.
۴. سیستم برق و برق اضطراری
قطع برق حتی برای چند ثانیه می‌تواند برای یک سرویس آنلاین مشکل‌ساز باشد.
به همین دلیل دیتاسنترها معمولاً از چندین لایه پشتیبان برای تأمین برق استفاده می‌کنند.
UPSها می‌توانند در زمان قطعی یا اختلال برق، انرژی مورد نیاز تجهیزات را برای مدت مشخصی تأمین کنند و ژنراتورها نیز برای قطعی‌های طولانی‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از زیرساخت‌های حرفه‌ای از چند مسیر تأمین برق و تجهیزات پشتیبان استفاده می‌کنند.
۵. سیستم خنک‌کننده
سرورها هنگام پردازش اطلاعات گرما تولید می‌کنند. اگر دما بیش از حد افزایش پیدا کند، عملکرد تجهیزات کاهش پیدا کرده و احتمال آسیب سخت‌افزاری افزایش می‌یابد.
به همین دلیل دیتاسنترها به سیستم‌های تخصصی کنترل دما، جریان هوا و رطوبت مجهز هستند.
در دیتاسنترهای جدید، علاوه بر خنک‌سازی هوایی، استفاده از فناوری‌های خنک‌سازی مایع نیز در حال گسترش است؛ به‌خصوص در زیرساخت‌هایی که تراکم پردازشی بالایی دارند.
اطلاعات چگونه در دیتاسنترها محافظت می‌شوند؟
یکی از مهم‌ترین وظایف دیتاسنتر، حفاظت از اطلاعات است.
این حفاظت تنها به نصب فایروال محدود نمی‌شود و می‌تواند شامل چندین لایه امنیتی باشد.
امنیت فیزیکی
ورود و خروج افراد به بخش‌های حساس دیتاسنتر باید کنترل شود. سیستم‌های کنترل دسترسی، دوربین‌های نظارتی و سایر تجهیزات امنیت فیزیکی برای کاهش ریسک دسترسی غیرمجاز استفاده می‌شوند.
امنیت شبکه
فایروال‌ها، سیستم‌های تشخیص و جلوگیری از حملات و سایر راهکارهای امنیت شبکه می‌توانند برای محافظت از زیرساخت در برابر تهدیدهای سایبری مورد استفاده قرار گیرند.
پشتیبان‌گیری
حتی اگر یک سرور یا تجهیزات ذخیره‌سازی دچار مشکل شوند، وجود نسخه‌های پشتیبان می‌تواند از از دست رفتن کامل اطلاعات جلوگیری کند.
افزونگی
در معماری‌های حرفه‌ای، یک قطعه سخت‌افزار نباید تنها نقطه اتکای سیستم باشد.
برای مثال، می‌توان چند سرور، چند مسیر شبکه، منابع برق پشتیبان و سیستم‌های ذخیره‌سازی اضافی در نظر گرفت تا خرابی یک بخش باعث توقف کامل سرویس نشود.
چرا اطلاعات روی چند سرور یا چند دیتاسنتر قرار می‌گیرند؟
فرض کنید اطلاعات یک سرویس اینترنتی فقط روی یک سرور و در یک مکان ذخیره شده باشد.
اگر همان سرور خراب شود یا دیتاسنتر دچار مشکل شود، ممکن است سرویس از دسترس خارج شود.
برای کاهش این ریسک، در معماری‌های حرفه‌ای از Redundancy، Replication و Failover استفاده می‌شود.
در Failover، یک سیستم یا سرور پشتیبان می‌تواند در صورت از دسترس خارج شدن سیستم اصلی، وظیفه آن را بر عهده بگیرد. همچنین برخی ارائه‌دهندگان خدمات ابری، زیرساخت خود را در چند منطقه جغرافیایی قرار می‌دهند تا خرابی یک منطقه لزوماً به معنی از دست رفتن کل سرویس نباشد.
در برخی سرویس‌های ابری نیز داده‌ها روی چند ماشین ذخیره می‌شوند تا خرابی یا خارج شدن یک سرور از مدار، دسترسی به اطلاعات را مختل نکند.
دیتاسنتر چه ارتباطی با رایانش ابری دارد؟
وقتی از سرویس‌هایی مانند Cloud Storage، Cloud Server یا Cloud Computing استفاده می‌کنیم، در حقیقت همچنان با سخت‌افزارهای فیزیکی سروکار داریم؛ اما این سخت‌افزارها در دیتاسنترهای ارائه‌دهنده سرویس قرار گرفته‌اند.
رایانش ابری با استفاده از فناوری‌هایی مانند مجازی‌سازی، منابع فیزیکی سرورها را به شکل سرویس‌های مختلف در اختیار کاربران قرار می‌دهد.
به همین دلیل کاربر معمولاً نیازی ندارد بداند دقیقاً کدام سرور فیزیکی درخواست او را پردازش می‌کند.
این مدل باعث می‌شود شرکت‌ها بتوانند منابع پردازشی و ذخیره‌سازی خود را متناسب با نیازشان افزایش یا کاهش دهند.
تفاوت دیتاسنتر و سرور چیست؟
این دو مفهوم گاهی با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند.
سرور یک سیستم پردازشی یا سخت‌افزاری است که وظیفه ارائه یک یا چند سرویس را بر عهده دارد.
اما دیتاسنتر یک زیرساخت کامل است که می‌تواند شامل هزاران سرور، سیستم‌های ذخیره‌سازی، شبکه، برق، سرمایش، امنیت و تجهیزات مدیریتی باشد.
برای درک ساده‌تر:
سرور مانند یک واحد کاری است؛ دیتاسنتر مانند ساختمانی است که تعداد زیادی از این واحدها به همراه تمام زیرساخت‌های مورد نیاز در آن قرار گرفته‌اند.
نقش دیتاسنتر در سرعت وب‌سایت چیست؟
محل قرارگیری سرور می‌تواند بر زمان دسترسی کاربران به سرویس تأثیر داشته باشد.
هرچه مسیر ارتباطی کاربر با زیرساخت سرویس مناسب‌تر باشد، معمولاً زمان رفت‌وبرگشت داده نیز می‌تواند کاهش پیدا کند. به همین دلیل ارائه‌دهندگان خدمات ابری و شبکه‌های توزیع محتوا، زیرساخت خود را در مناطق مختلف جغرافیایی مستقر می‌کنند.
از طرف دیگر، استفاده از CDN می‌تواند باعث شود برخی محتواها از سرورهایی نزدیک‌تر به کاربر ارائه شوند.
CDNها با استفاده از توزیع جغرافیایی، Load Balancing و Failover می‌توانند به افزایش سرعت و دسترس‌پذیری سرویس‌های اینترنتی کمک کنند.
آیا اینترنت فقط به یک دیتاسنتر وابسته است؟
خیر.
یکی از ویژگی‌های مهم اینترنت، ساختار توزیع‌شده آن است.
اینترنت از شبکه‌ها، سرورها، مراکز داده و تجهیزات ارتباطی بسیار زیادی تشکیل شده و به یک سرور یا یک مرکز داده واحد وابسته نیست.
در نتیجه، از کار افتادن یک سرور یا حتی یک دیتاسنتر لزوماً به معنی از کار افتادن کل اینترنت نیست؛ ترافیک می‌تواند بسته به معماری شبکه و سرویس مورد استفاده، از مسیرها و زیرساخت‌های دیگر عبور کند.
چرا دیتاسنترها برای کسب‌وکارها اهمیت دارند؟
امروزه بسیاری از کسب‌وکارها بخش قابل توجهی از فعالیت خود را به فضای دیجیتال منتقل کرده‌اند.
وب‌سایت، فروشگاه اینترنتی، نرم‌افزار CRM، سامانه حسابداری، اتوماسیون سازمانی، اپلیکیشن موبایل و بسیاری از سرویس‌های دیگر همگی برای فعالیت به زیرساخت پردازشی و ذخیره‌سازی نیاز دارند.
بنابراین انتخاب معماری مناسب برای میزبانی نرم‌افزار و اطلاعات می‌تواند بر مواردی مانند:
سرعت سرویس
پایداری
امنیت
مقیاس‌پذیری
دسترس‌پذیری
هزینه نگهداری
امکان پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات
تأثیرگذار باشد.
برای یک کسب‌وکار کوچک ممکن است یک سرور یا سرویس ابری ساده کافی باشد؛ اما برای سامانه‌هایی با کاربران زیاد، معماری‌های توزیع‌شده، Load Balancing، چند سرور و پشتیبان‌گیری حرفه‌ای می‌توانند اهمیت بیشتری پیدا کنند.
آینده دیتاسنترها چگونه خواهد بود؟
با افزایش استفاده از هوش مصنوعی، خدمات ابری، نرم‌افزارهای تحت وب و حجم داده‌های تولیدشده، نیاز به زیرساخت‌های پردازشی و ذخیره‌سازی نیز در حال افزایش است.
در نتیجه، دیتاسنترهای آینده بیش از گذشته به سمت:
افزایش بهره‌وری انرژی
سیستم‌های خنک‌کننده پیشرفته
پردازنده‌ها و شتاب‌دهنده‌های قدرتمند
اتوماسیون مدیریت زیرساخت
استفاده گسترده‌تر از هوش مصنوعی
افزایش امنیت سایبری
معماری‌های توزیع‌شده
کاهش زمان دسترسی کاربران
حرکت خواهند کرد.
به‌خصوص رشد هوش مصنوعی باعث شده نیاز به توان پردازشی بالا و زیرساخت‌های تخصصی، اهمیت بیشتری در طراحی دیتاسنترها پیدا کند.
جمع‌بندی
دنیای وب چیزی فراتر از صفحات و تصاویری است که در مرورگر مشاهده می‌کنیم.
در پشت هر وب‌سایت، فروشگاه اینترنتی، نرم‌افزار تحت وب یا سرویس ابری، مجموعه‌ای از سرورها، پایگاه‌های داده، تجهیزات شبکه، سیستم‌های ذخیره‌سازی، زیرساخت برق، سیستم‌های خنک‌کننده و راهکارهای امنیتی قرار دارد.
دیتاسنترها یکی از پایه‌های اصلی این زیرساخت هستند.
هرچه وابستگی کسب‌وکارها به نرم‌افزار و داده بیشتر می‌شود، اهمیت زیرساخت‌هایی که این اطلاعات را پردازش، ذخیره و منتقل می‌کنند نیز افزایش پیدا می‌کند.
برای شرکت‌های نرم‌افزاری، شناخت این زیرساخت اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا طراحی یک نرم‌افزار حرفه‌ای تنها به کدنویسی محدود نمی‌شود و انتخاب معماری مناسب برای سرور، پایگاه داده، امنیت، پشتیبان‌گیری و مقیاس‌پذیری نیز بخشی از فرایند توسعه یک محصول نرم‌افزاری قابل اعتماد است.
رایان تاو پایا با تمرکز بر طراحی و توسعه راهکارهای نرم‌افزاری و تحت وب، تلاش می‌کند فناوری را به ابزاری کاربردی برای بهبود فرایندهای کسب‌وکارها تبدیل کند.