Datacentrum

forpsi-datacentrum2Zogenaamde racks in een rekencentrum. Rack met meerdere servers. Het algemene beeld van een rekencentrum.

Een rekencentrum, vaak aangeduid onder de Engelse naam data center, is een faciliteit waar bedrijfskritische ICT-apparatuur (bijvoorbeeld servers) kan worden ondergebracht. Een rekencentrum is uitgerust met diverse voorzieningen, waaronder klimaatbeheersing door middel van airconditioning, geavanceerde automatische brandblussystemen en back-up stroomvoorzieningen. Daarnaast bevat een rekencentrum doorgaans verbindingen met het Internet en is het voorzien van fysieke veiligheidsmaatregelen. In verband met het bedrijfskritische karakter van de apparatuur in een rekencentrum, zijn de voorzieningen doorgaans redundant uitgevoerd.

Er zijn rekencentra waarin alleen apparatuur geplaatst wordt van de eigenaar van het rekencentrum, maar sinds het einde van de jaren negentig wordt rekencentrumruimte steeds vaker verhuurd aan derden. Het gemeenschappelijk gebruik van een rekencentrum wordt colocatie genoemd. Colocatie kan aantrekkelijk zijn vanwege schaalvoordeel, maar ook vanwege de aanwezigheid van bepaalde netwerkverbindingen, die op de eigen locatie wellicht niet voorhanden zijn. Zo zijn er in Amsterdam enkele colocatiefaciliteiten ontstaan vanwege de aanwezigheid van AMS-IX.

Rekencentra vindt men op de volgende plaatsen:

  • Universiteiten en onderzoekslaboratoria. Veel universiteiten hebben nood aan een rekencentrum omdat zij zware mainframes of clusters gebruiken voor wetenschappelijke berekeningen. In het rekencentrum worden dan veelal tegelijk alle centrale servers en de internetverbinding ondergebracht.
  • Internetknooppunten. Het is aantrekkelijk webservers vlak bij een plaats waar snel internet aanwezig is te plaatsen. Deze rekencentra verhuren meestal ruimte op commerciële basis aan bedrijven en particulieren die een webserver willen plaatsen.
  • Grote bedrijven. Sommige bedrijven hebben zoveel computerapparatuur dat het economisch gezien voordeliger is om de computerapparatuur centraal te plaatsen in een rekencentrum. Ook kan het bezit van een mainframe of cluster reden zijn een rekencentrum aan te leggen.

Kenmerken

  • Airconditioning. Gezien de grote hoeveelheid servers zou de temperatuur in rekencentra zonder airconditioning hoog oplopen. Alle stroom die door de in een rekencentrum aanwezige apparatuur wordt verbruikt, zal uiteindelijk in warmte worden omgezet (Eerste wet van de thermodynamica). Afhankelijk van de doelmatigheid van de installatie, kan soms de helft van het totale energieverbruik van een datacenter door de koelinstallatie worden gebruikt.
  • Netwerkverbindingen. Omdat er in rekencentra enorme hoeveelheden dataverkeer worden verbruikt, beschikken rekencentra over vele snelle netwerkverbindingen, vaak zijn dat directe verbindingen met grote internetknooppunten.
  • Noodstroomvoeding, ook wel UPS genoemd. Omdat moet kunnen worden gegarandeerd dat servers altijd bereikbaar zijn, mogen de servers in geval van een stroomstoring niet uitvallen.
  • Verhoogde vloeren. De vloer van een datacenter bevindt zich zo’n 60 centimeter boven de daadwerkelijke vloer. De reden hiervoor is dat lucht onder de vloer kan circuleren en ook meehelpt aan de koeling van de ruimte.
  • Redundantie. Omdat men moet kunnen garanderen dat servers geplaatst in een datacenter te allen tijde beschikbaar zijn, zijn alle voorzieningen dubbel uitgevoerd om te zorgen dat er niets mis gaat mocht een systeem falen. Onder de redundant uitgevoerde voorzieningen vallen bijvoorbeeld de stroomvoorziening (door middel van een noodstroomvoeding), airconditioning maar ook de netwerkverbindingen.
  • Brandblussystemen. De brandblussystemen in datacenters werken niet met water, dat zou niet bevorderlijk zijn voor de werking van de servers. In datacenters wordt als blusmiddel vaak argonite gebruikt (een mengsel van argon en stikstof) of FM-200. Ook Inergen is een populair blusmiddel.

Deze voorzieningen zijn ook de belangrijkste reden om computerapparatuur op één locatie te concentreren. Het aanleggen van al deze faciliteiten verdeeld over meerdere locaties is economisch niet interessant of onhandig.

Oorspronkelijk waren er geen algemene kwaliteitseisen waar een datacenter aan moest voldoen. Tegenwoordig bestaat een classificatiesysteem, zodat de kwaliteit van een dergelijke faciliteit op eenduidige wijze kan worden aangegeven. Hiervoor zijn vier klassen opgezet van Tier 1 tot Tier 4, waarbij deze laatste de hoogste vorm van bescherming en kleinste risico van uitval heeft. De standaard die gebruikt wordt om de indeling te bepalen heet TIA-942[1]

 

Mainframes en clusters

Mainframes en clusters:

  • zijn zeer kostbaar
  • vereisen veel elektriciteit en produceren daardoor veel warmte
  • zijn vaak bedrijfskritisch
  • hebben soms een zware internetverbinding nodig

Vanwege deze eigenschappen worden mainframes en clusters vrijwel altijd in rekencentra ondergebracht.

 

Rack

Servers in een rekencentrum worden opgehangen in zogenaamde racks. Als eerste worden er rails aan beide zijden van een server bevestigd zodat de server vervolgens in het rack opgehangen kan worden. Het komt echter ook voor dat servers (mits ze hoog genoeg zijn) zonder railkit in een rack bevestigd kunnen worden.

 

Verbindingen

Om er voor te zorgen dat servers in een rekencentra via internet bereikbaar zijn moeten er verbindingen naar andere datacenters en/of internet-knooppunten aanwezig zijn. In de meeste rekencentra zijn diverse verbindingen naar andere datacenters aanwezig, die meestal niet onder het beheer vallen van het datacenter zelf (provider onafhankelijk datacenter). Tegenwoordig worden voor het opzetten van deze verbindingen voornamelijk glasvezelverbindingen gebruikt.

 

Mobiele en modulaire rekencentra

Enkele grote hardwareontwikkelaars ontwikkelen complete rekencentra die kant-en-klaar op een locatie neergezet kunnen worden en zeer snel operationeel kunnen worden gemaakt. De exacte uitgangspunten en uitvoeringen verschillen, maar deze ontwikkelingen hebben gemeenschappelijk dat ze geheel of gedeeltelijk zijn ingericht om snel operationeel opgeleverd te kunnen worden. Vooral bij onverwachte gebeurtenissen zouden dergelijke systemen voordelen moeten bieden in vergelijking met bestaande centra. Te denken valt aan natuurrampen, oorlogen of andere conflicten of grote schade aan bestaand datacentrum (communicatie-knooppunt of computer / rekencentrum) dan wel verhuizingen daarvan. Bekende bedrijven als Sun Microsystems[2], IBM [3] en Cisco [4] hebben hun visie op deze ontwikkeling uitgewerkt en gepresenteerd.