Дата-центр (ЦОД): что это такое простыми словами и как работает

Что в статье

• Что такое дата-центр
• Для чего нужны дата-центры
• Как работают дата-центры
• Что находится внутри дата-центра
• Чем дата-центр отличается от серверной и облака
• Какие бывают дата-центры
• Что означают уровни Tier I, II, III и IV
• Где находятся дата-центры и почему место имеет значение
• Нужен ли дата-центр малому бизнесу
• Как оценить надежность дата-центра или облачного провайдера
• Частые вопросы
• Главное о ЦОД

Что такое дата-центр

Дата-центр, или центр обработки данных (ЦОД), — это специально оборудованное здание, часть здания или помещение, где размещают серверы и другое ИТ-оборудование для хранения и обработки данных. Чтобы техника работала непрерывно, в ЦОД поддерживают электропитание, охлаждение, подключение к сетям связи, физическую защиту и постоянный мониторинг.

Приведем простой пример. Интернет-магазин хранит на сервере каталог товаров, цены и информацию о заказах. Если сервер находится в офисе, его работе могут помешать отключение электричества, поломка кондиционера или проблемы с интернетом. В дата-центре такие риски снижают за счет специальной инженерной инфраструктуры и резервных систем.

Определение ЦОД закреплено и в российском законодательстве. Согласно закону «О связи», это совокупность зданий, их частей или помещений с инженерно-техническими системами, предназначенными для размещения оборудования, которое обеспечивает обработку или хранение данных.

Для чего нужны дата-центры

Главная задача дата-центра — создать условия, в которых серверы и другое оборудование смогут стабильно работать круглосуточно. Сам ЦОД не является сайтом, программой или облачным сервисом. Это физическая инфраструктура, на которой такие сервисы работают.

В дата-центрах размещают оборудование для работы сайтов и приложений, корпоративных систем, CRM, интернет-магазинов, сервисов электронной почты, видеоплатформ, систем аналитики и искусственного интеллекта, а также для хранения файлов и баз данных.

Например, покупатель оформляет заказ в интернет-магазине. Информация о товаре и заказе хранится не на смартфоне покупателя: приложение обращается к серверу, сервер получает сведения из базы данных, обрабатывает запрос и передает результат обратно. Физически сервер может находиться за сотни километров от покупателя — внутри дата-центра.

Даже небольшой бизнес регулярно пользуется ЦОД, хотя напрямую с его оператором не работает. Онлайн-бухгалтерия, CRM по подписке, облачный диск относятся к SaaS-сервисам (облачным сервисам по подписке): программа и ее инфраструктура находятся у поставщика, а клиент получает доступ через интернет. Такие сервисы работают на физических серверах в дата-центрах.

Как работают дата-центры

Работу ЦОД проще понять на примере обычного интернет-магазина.

Покупатель открывает карточку товара. Запрос через интернет поступает в инфраструктуру компании. Сетевое оборудование направляет его на нужный сервер. Сервер запускает приложение, получает необходимую информацию из базы данных — например, цену и остаток товара — и формирует ответ. Через сеть результат возвращается покупателю.

Весь процесс занимает доли секунды. При этом за ним скрывается большая физическая инфраструктура.

Если одновременно на сайт заходят тысячи покупателей, запросы распределяются между несколькими серверами. Когда один из компонентов выходит из строя, часть нагрузки при правильно построенной инфраструктуре принимают другие.

Поэтому дата-центр — это не просто большое помещение, заполненное компьютерами. Его основная ценность заключается в системах, которые обеспечивают работу оборудования и помогают сохранять работу при отдельных сбоях.

Что находится внутри дата-центра

• Серверы — компьютеры, рассчитанные на непрерывную работу и выполнение запросов других устройств. Они составляют основу ЦОД и размещаются в специальных серверных стойках. В одной стойке находится сразу несколько единиц оборудования.
• Системы хранения данных. Их основная задача — надежно хранить большие объемы информации и быстро предоставлять ее серверам.
• За обмен данными отвечает сетевое оборудование: коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства. Дата-центр обычно подключают к сетям связи так, чтобы отказ одного канала не обязательно означал потерю соединения.
• Электропитание. Серверы должны работать независимо от кратковременных проблем во внешней электросети. Для этого используют источники бесперебойного питания и резервные источники электроэнергии.
• Охлаждение. Работающее оборудование постоянно выделяет тепло. Обычного офисного кондиционера для крупной серверной нагрузки недостаточно, поэтому в ЦОД проектируют отдельную систему охлаждения и контролируют температуру и другие параметры среды.
• Системы пожарной безопасности. В дата-центрах устанавливают системы обнаружения и тушения пожара, подходящие для помещений с дорогостоящим электронным оборудованием.
• Физическая защита. Доступ к серверным помещениям ограничивают. Используются пропускные системы, охрана, видеонаблюдение и разграничение доступа к отдельным зонам.
• Мониторинг. Сотрудники и автоматические системы контролируют питание, температуру, состояние оборудования, связь и другие показатели.

Международный стандарт ANSI/TIA-942 рассматривает ЦОД именно как комплекс систем: требования относятся не только к ИТ-оборудованию, но и к расположению объекта, электропитанию, охлаждению, телекоммуникациям, пожарной и физической безопасности.

Что будет с дата-центром, если отключат электричество или интернет

Дата-центр проектируют так, чтобы единичная проблема не обязательно останавливала всю инфраструктуру.

Например, при сбое внешнего электроснабжения нагрузку на первом этапе поддерживают источники бесперебойного питания. Затем в работу вступает резервный источник электроэнергии. Конкретная схема зависит от самого ЦОД и уровня резервирования.

Похожий принцип используют для связи. Вместо одного подключения к интернету дата-центр способен работать с несколькими каналами и операторами связи. При проблеме на одном направлении трафик перенаправляют по другому.

Такой подход называют резервированием. Его задача — убрать или сократить количество единых точек отказа, когда поломка одного элемента останавливает всю систему.

При этом формулировка «Дата-центр никогда не отключается» некорректна. Абсолютно безотказной инфраструктуры не существует. Поэтому при выборе сервиса важно смотреть не только на оборудование ЦОД, но и на условия договора, SLA (обязательства поставщика по доступности, закрепленные в договоре), резервное копирование и план восстановления после аварии.

Чем дата-центр отличается от серверной и облака

Эти понятия часто смешивают, хотя они описывают разные вещи.

Главное различие между серверной и ЦОД — не только в размере. Небольшой дата-центр может быть компактнее крупной корпоративной серверной. Важнее назначение и уровень инженерной инфраструктуры: питание, охлаждение, сеть, безопасность, резервирование и мониторинг.

Облако — вообще не помещение. Это модель предоставления ИТ-ресурсов. Например, при использовании облачного хранилища файлы передаются через интернет на удаленные серверы. Данные могут храниться на нескольких физических устройствах и в разных дата-центрах.

Поэтому выражение «Данные находятся в облаке» описывает способ доступа к сервису: информация все равно хранится на оборудовании.

Какие бывают дата-центры

ЦОД классифицируют по разным признакам. По назначению их условно делят на корпоративные и коммерческие.

• Корпоративный дата-центр компания создает прежде всего для собственной инфраструктуры. Такой вариант обычно характерен для организаций с большими объемами вычислений и особыми требованиями к системам.
• Коммерческий ЦОД предоставляет инфраструктуру другим компаниям. Клиенты размещают там собственное оборудование или арендуют необходимые ресурсы.

По масштабу встречаются как сравнительно небольшие площадки, так и крупные дата-центры с тысячами серверов. Отдельное направление — очень крупные ЦОД, ориентированные на большие вычислительные нагрузки, а также edge ЦОД (периферийные ЦОД) — небольшие площадки, расположенные ближе к пользователям или источникам данных.

Важно не смешивать вид ЦОД со способом использования его ресурсов. Colocation, выделенный сервер, виртуальный сервер VPS и облако — это не четыре вида здания, а разные варианты получения инфраструктуры или вычислительных мощностей.

Что означают уровни Tier I, II, III и IV

Для оценки инфраструктуры ЦОД часто используют классификацию Tier от Uptime Institute. Она включает четыре уровня и помогает описывать архитектуру электропитания, охлаждения, резервирования и возможность обслуживать инфраструктуру без остановки ИТ-систем.

Для Tier III используется принцип concurrently maintainable (с англ. — одновременно обслуживаемый): отдельные компоненты и пути распределения инфраструктуры должны выводиться на плановое обслуживание без остановки ИТ-операций. При этом площадка все равно остается уязвимой перед некоторыми сочетаниями отказов или ошибками персонала.

Поэтому надпись «Tier III» не следует воспринимать как гарантию, что сервис никогда не будет недоступен.

Если провайдер указывает сертификацию Tier, имеет смысл проверить, кто выдал сертификат и к чему именно он относится. Формулировка «Построено по принципам Tier III» и сертификация Uptime Institute — не одно и то же.

Где находятся дата-центры и почему место имеет значение

ЦОД строят там, где есть надежное электроснабжение и каналы связи, а также условия для безопасной эксплуатации объекта.

Место влияет и на скорость передачи данных. Чем дальше сервер находится от пользователя и чем сложнее маршрут между ними, тем выше может быть задержка. Для обычного корпоративного документооборота несколько дополнительных миллисекунд редко имеют значение, но для высоконагруженных сервисов, финансовых систем, видеотрансляций или онлайн-игр показатель становится важнее.

При выборе площадки также учитывают природные и инфраструктурные риски, возможности подключения резервных каналов, физическую безопасность и перспективы расширения.

Для бизнеса география особенно важна, если сервис обрабатывает персональные данные или отрасль предъявляет специальные требования к инфраструктуре.

Нужен ли дата-центр малому бизнесу

Большинству небольших компаний не требуется напрямую арендовать стойку в ЦОД или покупать собственный сервер. При этом практически любой цифровой бизнес косвенно использует дата-центры через облачные сервисы, хостинг, SaaS и другие онлайн-продукты.

Один из вариантов использования — colocation. Компания покупает собственный сервер и размещает его в коммерческом дата-центре. Оператор предоставляет место в стойке, электричество, охлаждение, связь и инфраструктуру. За само оборудование и программную часть отвечает клиент в соответствии с договором.

При аренде выделенного сервера оборудование принадлежит поставщику. Клиент получает в свое распоряжение отдельный физический сервер.

VPS или VDS — виртуальный сервер. На одном физическом оборудовании запускают несколько изолированных виртуальных сред. Для клиента каждая выглядит как самостоятельный сервер.

Облачная инфраструктура идет дальше: вычислительные мощности, хранилища и другие ресурсы предоставляются как сервис, а клиенту не требуется привязываться к конкретному физическому серверу.

Для малого бизнеса последние два варианта обычно проще: меньше расходов на покупку оборудования и меньше задач, связанных с его физическим обслуживанием.

Подходящее решение зависит от задачи.

Например, небольшой интернет-магазин обычно не получает преимущества от покупки сервера и его размещения в ЦОД. Проще использовать готовую платформу, облако или аренду виртуального сервера.

Ситуация меняется, если растут нагрузка и требования к инфраструктуре. Компания может захотеть контролировать конфигурацию физического оборудования, разместить собственные серверы или построить резервную площадку.

Как оценить надежность дата-центра или облачного провайдера

Для малого бизнеса чаще важен не выбор здания ЦОД как такового, а проверка инфраструктуры поставщика облака, хостинга или другого сервиса.

Стоит проверить:

1. Где физически находится инфраструктура. Особенно если сервис работает с персональными или другими регулируемыми данными.
2. Как организовано резервирование. Есть ли резервное питание, несколько каналов связи и другие способы снизить риск единой точки отказа.
3. Что именно подтверждают сертификаты. Маркетинговое упоминание Tier не равно сертификации площадки.
4. Что входит в SLA. В договоре важны не только обещания доступности, но и порядок действий при сбоях.
5. Как устроено резервное копирование. Где хранятся копии, как часто создаются и кто отвечает за восстановление.
6. Как разделена ответственность. Следует заранее понимать, какие системы обслуживает поставщик, а какие остаются в зоне ответственности клиента.
7. Как сервис защищает данные. Важны разграничение доступа, ведение журналов событий, шифрование и другие меры, соответствующие характеру информации.

Для небольшого бизнеса такой чек-лист обычно полезнее сравнения дата-центров по размеру или количеству серверных стоек.

Техническую надежность ЦОД важно дополнять собственными правилами информационной безопасности и цифровой гигиены. Даже развитая техническая защита не устраняет риски, связанные с фишингом, слабыми паролями или ошибками сотрудников.

Частые вопросы

ЦОД и дата-центр — это одно и то же?

Да. «ЦОД» расшифровывается как «центр обработки данных», а «дата-центр» происходит от английского «data center». Оба термина обозначают специализированную инфраструктуру для размещения оборудования, которое обрабатывает и хранит данные.

Где физически хранятся данные из облака?

На физических устройствах хранения в дата-центрах. Облачный сервис скрывает от пользователя техническую инфраструктуру, но сами файлы все равно записываются на оборудование. Для повышения надежности поставщик способен распределять данные или их копии между несколькими устройствами и площадками.

Чем дата-центр отличается от обычной серверной?

Серверной называют помещение, где установлены серверы. Дата-центр представляет собой специализированный комплекс, в котором вместе с ИТ-оборудованием работают системы электропитания, охлаждения, связи, безопасности и мониторинга. Разница заключается не только в размере, но и в организации инфраструктуры и резервирования.

Что такое Tier III?

Tier III — уровень классификации инфраструктуры Uptime Institute. Его главный принцип заключается в том, что отдельные компоненты и пути инфраструктуры должны выводиться на плановое обслуживание без остановки ИТ-операций. Tier III не означает полное отсутствие риска аварий и не заменяет SLA поставщика.

Крупный дата-центр надежнее небольшого?

Не обязательно. Размер сам по себе не определяет надежность. Важнее архитектура питания и охлаждения, резервирование, эксплуатация, состояние оборудования, организация безопасности и квалификация персонала.

Безопаснее ли хранить данные в ЦОД, чем на сервере в офисе?

Профессиональный ЦОД обычно предоставляет более развитую физическую и инженерную инфраструктуру, чем обычный офис. Но безопасность информации зависит не только от площадки. Уязвимые пароли, неправильные права доступа, ошибки в приложении, отсутствие резервных копий создают риски даже при размещении сервера в надежном дата-центре.

«Облако» и «дата-центр» — синонимы?

Нет. Дата-центр — физическая инфраструктура. Облако — способ предоставления вычислительных ресурсов через интернет. Облачный сервис при этом работает на физических серверах, размещенных в дата-центрах.

Все ли данные российского бизнеса должны храниться в России?

Нет, универсального требования для любых данных нет. Отдельные правила установлены для персональных данных и некоторых регулируемых категорий информации. Для персональных данных граждан России требования к использованию баз данных при их сборе установлены статьей 18 закона 152-ФЗ.

Главное о ЦОД

• Дата-центр, или ЦОД, — физическая инфраструктура для размещения серверов и другого оборудования, которое хранит и обрабатывает данные.
• Работу ЦОД обеспечивают не только серверы, но и системы электропитания, охлаждения, связи, пожарной и физической безопасности и мониторинга.
• «Облако» и «дата-центр» — разные понятия: облако является сервисом, а его физической основой служат серверы в одном или нескольких дата-центрах.
• Большинство малых компаний пользуются ЦОД косвенно: через SaaS, хостинг, облачные хранилища, VPS и другие сервисы. Покупать собственные серверы и напрямую арендовать место в дата-центре требуется далеко не каждому бизнесу.
• Надежность площадки не отменяет ответственности самой компании за пароли, права доступа, настройки систем, резервное копирование и соблюдение требований к персональным данным.