Infográfico: Como funciona um Data Center?
Essencial para grandes organizações, Data Centers ampliam eficiência, produtividade e capacidade de inovação
Como abordamos em um artigo anterior, um Data Center é “o ambiente, ou espaço físico, que agrega toda a infraestrutura necessária para manter o funcionamento de sistemas e recursos digitais de uma organização, desde a rede até o armazenamento, acesso à internet e aplicações”.
Mas como exatamente essa infraestrutura funciona? Qual a função dos dispositivos mais usados e como os componentes se comunicam e trabalham entre si? Entenda com o infográfico abaixo os conceitos mais comuns do funcionamento de um Data Center, do espaço físico, energia e climatização ao funcionamento dos switches, servidores e storages.
1 — Espaço físico
O ENIAC, primeiro computador digital, pesava 30 toneladas e ocupava 180m2, mas tinha menos capacidade de operação que uma simples calculadora atual. Hoje temos milhares de vezes mais capacidade de processamento na palma da mão, com smartphones por exemplo, mas por mais que a miniaturização nos proporcione esse tipo de comodidade, espaço físico ainda é um questão essencial para qualquer Data Center.
Em alguns casos, uma sala é suficiente, mas quanto maior as necessidades da organização, maiores e mais sofisticados os locais em que são montados. Normalmente os equipamentos de um Data Center são montados em armários metálicos, ou racks, e além de abrigar servidores, switches e storages, o ambiente precisa ser projetado para permitir o acesso de técnicos, a climatização adequada, o fornecimento de energia e a organização do cabeamento.
Normalmente são montados sobre um piso suspenso, com espaço para que o cabeamento seja feito por baixo e a organização do ambiente seja maior. A disponibilidade de energia e até mesmo a probabilidade de desastres naturais na região também importam na hora de projetar o salão de um Data Center.
2 — Energia
Com o espaço físico construído ou adaptado para o projeto, a próxima questão é a energia elétrica. Em um Data Center, o consumo de energia é elevado e essencial para manter as operações, portanto é preciso garantir a disponibilidade em casos de imprevistos como falhas técnicas ou quedas no fornecimento. Os prejuízos nesses casos, além da indisponibilidade, podem ser a perda ou corrompimento de dados e mesmo danos irreversíveis ao hardware.
Assim, Data Centers contam com vários dispositivos redundantes que entram em ação quando outros falham, a fim de manter tudo funcionando (não por acaso, a grande maioria dos equipamentos hoje vem com duas entradas independentes de alimentação). A alimentação chega a um ou mais Quadros de Transferência Automática (QTAs), que controlam a entrada de energia para a infraestrutura. Geradores extras são ligados à rede para o caso de queda no fornecimento externo e, quando estes falham, há PSUs (grupos de baterias) que entram em ação para manter o ambiente funcionando até que a situação se normalize.
E há outros recursos, integrados às próprias soluções tanto em questão de segurança quanto de eficiência energética. Soluções de armazenamento da Hitachi Data Systems, por exemplo, têm recursos que permitem backups facilitados e a migração de forma rápida dos dados em casos extremos, quando não há previsão de volta do fornecimento e os geradores entram em colapso.
3-Climatização
Além do espaço adequado e fornecimento de energia, outra preocupação antes de ligar as máquinas é a climatização do ambiente. Data Centers, quando estão funcionando, geram imensas quantidades de calor. Em casos extremos, temos instalações como o data center do Google em The Dalles, Oregon, que emite grandes colunas de vapor decorrentes dos processos internos de resfriamento. Temperaturas elevadas são um problema por diversos motivos: reduzem a vida útil, a performance e podem até mesmo danificar os equipamentos.
Por isso a climatização de um Data Center é chamada de climatização de precisão (diferente da climatização de conforto que temos em ambientes “normais” de trabalho). São necessários, além de equipamentos de refrigeração mais robustos, que o próprio design do da Datra Center facilite a circulação do ar e a dissipação do calor. Um dos métodos mais comuns é o chamado F2B (front to back), em que os equipamentos sugam o ar ambiente (mais frio) pela frente, de forma que o ar passa pelo chassi resfriando seus componentes e sai pela parte de trás.
E além de proteger e garantir o desempenho dos dispositivos, a refrigeração tem impacto financeiro, pois também consome muita energia. Para balancear isso, sistemas inteligentes são capazes de detectar as variações e ajustar automaticamente a temperatura, economizando energia elétrica e até mesmo minimizando o impacto ao meio ambiente.
4-Rede
Com o ambiente organizado, ligado e climatizado, é preciso conectar os componentes em rede e à internet para que o Data Center realmente funcione. O cabeamento é feito entre os componentes por cabos ethernet e em alguns casos, como links externos com capacidade para enviar e receber grandes volumes de dados, por fibra ótica. O cisco Unified Fabric é uma tecnologia que une ambos os tipos de transmissão no mesmo cabo. Um ISP (Internet Service Provider, ou provedor) que oferece um ponto conectado a um switch é responsável pelo acesso à rede mundial.
Os componentes são então conectados em rede, através de switches, para compartilhar recursos e trabalhar de forma conjunta. Existem inúmeras arquiteturas de rede (estrela, ad hoc, etc) mas todas têm como função básica permitir a comunicação entre os equipamentos, e isso vale tanto a rede interna do Data Center, mais robusta e sofisticada para garantir a troca eficiente de informações entre os dispositivos, até redes “campus lan”, por exemplo, mais simples e que são de uso dos colaboradores ou de setores específicos.
5-Servidores
Os servidores são os equipamentos responsáveis por fornecer serviços e recursos aos demais componentes da rede, e em muitos casos há dezenas, centenas ou mesmo milhares deles. Não é à toa que alguns Data Centers às vezes são chamados de Server Farms (Fazendas de Servidores). Há diversos tipos: servidores de aplicação, de banco de dados ou web, dependendo da sua função, e eles ainda podem ser virtualizados.
Então quando um cliente externo tenta abrir o site da empresa, por exemplo, ele envia uma requisição que passa pelo switch e é direcionada por ele até o servidor responsável pelo site, que por sua vez envia de volta todas as informações para o cliente abrir o site em seu computador, onde estiver. Outro exemplo: quando um colaborador abre uma ferramenta ou sistema da organização para trabalhar, sua máquina tem apenas o cliente dela, e o trabalho pesado de processamento é feito pelos servidores, no Data Center.
Portanto digamos que essa organização trabalha com meteorologia e precisa fazer a previsão para um ano do clima em sua região. São cálculos extremamente complexos, que jamais seriam possíveis ou demorariam muito em um desktop comum. Quando há um Data Center, o que acontece é que o colaborador responsável abre a ferramenta em seu desktop comum, configura e manda executar a simulação, que por sua vez é feita com o poder de processamento dos servidores, de forma muito mais rápida.
No final, o imenso volume de dados gerados pela simulação é direcionado a um servidor de banco de dados e de lá para um dispositivo de armazenamento, ou storage, o que nos leva ao próximo item do funcionamento de um Data Center.
6-Armazenamento
O armazenamento é parte crítica do funcionamento de um Data Center. Hoje, os dados são são tão ou mais valiosos que qualquer recurso, e precisam estar disponíveis e protegidos a todo momento.
Essa função é realizada pelos storages, ou dispositivos de armazenamento, que não apenas guardam as informações, mas garantem que sua leitura e gravação seja altamente performática e rápida. Eles precisam oferecer uma série de recursos, desde espaço em disco (a capacidade de guardar informações) até compatibilidade e segurança. Dessa forma, o Data Center pode sempre contar com espaço confiável para registrar os dados.
7-Segurança
Outro ponto importantíssimo no funcionamento de um Data Center é a segurança, tanto física quanto digital. É uma preocupação que vem desde o projeto inicial, mas deixamos por último para mostrar que abrange todo o resto. No campo físico, a proteção inclui a estrutura do prédio e/ou sala que abriga o Data Center, o acesso de pessoas, que precisa ser controlado por portas com biometria, cartão ou outros meios de segurança, e monitorado, com câmeras e sensores.
No campo digital, a proteção contra invasões externas ou vazamentos fica a cargo do Firewall, enquanto outras soluções cuidam da monitoração de tudo que acontece no ambiente, como registros de ações de usuários, falhas e definição de políticas. No storage, a segurança dos dados também inclui medidas de transferência e backup.
E ainda, a segurança também leva em conta a possibilidade de catástrofes naturais e outros tipos de desastres, como incêndios, sendo que Data Centers possuem sistemas sofisiticados de detecção e extinção de fogo.
Por fim, é importante notar que não existe um formato específico de Data Center. Alguns servem para rodar simulações científicas, outros para possibilitar que milhões de pessoas acessem o mesmo aplicativo todos os dias, outros são de hospedagem de sites, e assim por diante. A arquitetura, a forma como os dispositivos e sistemas são configurados e montados, varia enormemente. O que têm em comum é a função de oferecer recursos de computação para os mais variados tipos de negócio.
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