Data Center

Trung tâm dữ liêu là gì.

Trung tâm dữ liệu – Data center (DC) được hiểu đơn giản là khu vực chuyên biệt chứa hệ thống server hay hệ thống máy tính.

Đây là nơi đặt, vận hành và quản lý server và và các thành phần liên quan như hệ thống truyền thông hay hệ thống dữ liệu… Data Center tạo ra một môi trường chuẩn cho phép người dùng thuê không gian cùng các dịch vụ hỗ trợ kèm theo mà không cần thiết lập các cài đặt phức tạp. Người dùng chỉ cần cài đặt kết nối đến Data Center thông qua các trường truyền như PSTN/ISD, xDSL… Có thể nói Data Center là trung tâm lưu trữ dữ liệu chuyên nghiệp, an toàn, giúp cá nhân và doanh nghiệp giảm thiểu đáng kể chi phí lưu trữ và quản lý.

1. Yêu cầu cho mô hình Data Center

Về phần cứng:tính modele hóa cao- khả năng mở rộng dễ dàng, chỗ đặt máy chủ phải đảm bảo hệ thống năng lượng hoạt động liên tục và ổn định (hệ thống điện, hệ thống nguồn dự phòng, hệ thống cáp, hệ thống làm mát…). Tủ rack phải tích hợp đầy đủ nguồn điện, thiết bị mạng, thiết bị chống sét, dây cáp… Bên cạnh đó hệ thống an toàn (thiết bị báo cháy, camera giám sát, cảm biến khói, chuông báo động, nhận diện giọng nói, vân tay…) phải luôn trong trại thái hoạt động sẵn sàng.
Về phần mềm: hệ thống quản lý mạng phải hoạt động 24/7 để giám sát trạng thái của máy chủ, các thiết bị mạng, đảm bảo sự sẵn sàng của các thành phần mạng. Data center cần cung cấp cho khách hàng công cụ truy cập máy chủ từ xa khi có xảy ra sự cố bất ngờ.

2.Các thành phần chính cấu thành lên một DC

Theo một số nhà chuyên cung cấp thiết bị như APC, Emerson, Rittal..thì họ định nghĩa DC là cơ sở hạ tầng mạng thiết yếu như Power, cooling... Còn với một người làm tích hợp hệ thống, họ nhìn nhận DC nó sẽ bao gồm 2 thành phần chính:

- Hạ tầng CNTT : Server, Storage, Networking...

- NCPI (network critical physical infra): Power, Cooling, Floor, Cable, Cabling, Racks and Physical Structure, Fire and Security, Management, Service…

Tủ rack trong DC

Tủ rack (tủ mạng) là thiết bị có nhiều kích thước khác nhau được dùng để chứa các thiết bị mạng như router, switch, server, storage… Một tủ rack thông thường có các thiết bị gồm: nguồn điện, server, thiết bị mạng (switch chuyển mạch), thiết bị lưu trữ (bộ lưu điện UPS), dây cáp (cable), thiết bị chống sét,… Tủ rack bảo vệ và phân bố các thiết bị chứa bên trong một cách gọn gàng, khoa học, giúp kỹ thuật viên dễ dàng quản lý.

Theo chuẩn EIA, U (unit) là đơn vị tính toán không gian bên trong tủ rack. Dựa trên số U này, người ta sẽ thiết kế các thiết bị gắn trên tủ rack sao cho phù hợp. Hệ thống lỗ trên các thanh treo trong tủ được chia làm các cụm, mỗi cụm bao gồm 3 lỗ vuông cạnh 0.5 inch (12.70 mm). Mỗi hệ thống 3 lỗ vuông này được thiết kế song song tạo thành một phần không gian bên trong tủ với chiều cao 1U tương đương 1,75 inch (44,45 mm).

3. Phân loại trung tâm dữ liệu.

TIA942 = Telecommunications Industry Association

Là bộ tiêu chuẩn thiết kế trung tâm dữ liệu. Tiêu chuẩn TIA942 chuyên cho các phòng IT, phòng Viễn Thông, trung tâm dữ liệu.
Nội dung chính gồm 4 phần
- Phần Network: Tập trung sâu vào phần mạng
- Phần Cơ-Điện: Phần này bao gồm hệ thống điện, máy phát, UPS và nguồn phân phối. Hệ thống điều hòa không khí, chiếu sáng…
- Phần an ninh: Các hệ thống giám sát an ninh Camera, Access control, chữa cháy……
- Phần xây dựng: Sàn nâng kỹ thuật, cửa

Trong TIA942 họ đưa ra khái niệm TIER. Tier có ý nghĩa trong việc duy trì các điều kiện môi trường để cho Server hoạt động tốt nhất. Ứng với mỗi Tier có yêu cầu riêng về các hệ thống.

TIA-942: Tiêu chuẩn tổng quan về Trung tâm Dữ liệu mô tả các yêu cầu đối với các cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu. Đơn giản là một trung tâm dữ liệu cấp 1, đó là cơ bản một phòng máy chủ, theo nguyên tắc cơ bản cho việc lắp đặt hệ thống máy tính. Mức độ nghiêm ngặt nhất là một trung tâm dữ liệu Tier 4, được thiết kế để lưu trữ các hệ thống máy tính của nhiệm vụ quan trọng, với đầy đủ các hệ thống con dự phòng và khu an ninh khu kiểm soát bởi các phương pháp điều khiển truy cập sinh trắc học. Xem xét khác là vị trí của các trung tâm dữ liệu trong một bối cảnh dưới lòng đất, để bảo mật dữ liệu cũng như xem xét môi trường như yêu cầu làm mát

Chuẩn Tier của DC

Cụ thể, việc đánh giá của Uptime Institute chia làm bốn cấp độ, từ thấp đến cao, gồm: Tier I, Tier II, Tier III, Tier IV. Trong đó, Tier I có thời gian hoạt động liên tục (uptime) 99,67% và không có dự phòng tích hợp, có thể bị gián đoạn (downtime) 28,8 giờ mỗi năm, thường áp dụng cho doanh nghiệp nhỏ, các trang cá nhân. Tier II có uptime 99,749%, downtime 22 giờ mỗi năm và có một phần dự phòng về nguồn điện cũng như hệ thống làm mát.

Tier III là cấp độ cao nhất mà Data Center tại Việt Nam đạt được, trong đó yêu cầu uptime 99,982%, downtime không quá 1,6 giờ mỗi năm, hoạt động dự phòng N+1. Cụ thể, trung tâm dữ liệu Tier III phải có máy phát điện diesel với nhiên liệu chạy được ít nhất 12 giờ, dự phòng với hai thùng chứa dầu và mỗi bể có nhiên liệu chạy được trong 12 giờ. Ngoài ra, nó còn phải có hệ thống chuyển tự động (ATS) để tự động chuyển sang nguồn dự phòng nếu nguồn chính bị lỗi.

Cao nhất là Tier IV mà ở Việt Nam chưa có Data Center nào nhận được chứng chỉ của Uptime Institute và cũng chưa có trung tâm dữ liệu nào nhận là đạt được mức độ này. Thực tế, Tier IV tương đương với Data Center được Chính phủ Mỹ sử dụng. Nó có uptime 99,995% và downtime tối đa 0,8 giờ mỗi năm. Dĩ nhiên, chi phí xây dựng và vận hành của trung tâm dữ liệu Tier IV đắt hơn nhiều so với Tier III.

Để bảo đảm hiệu năng, tính bảo mật và an toàn cho server thì thiết kế Data center phải đáp ứng các tiêu chuẩn nhất định. Trong số đó, chuẩn quốc tế Tier 3 là tiêu chuẩn phổ biến nhất được dùng để đánh giá chất lượng của DC. Hiện tại, có 4 cấp chuẩn Tier dành cho các trung tâm dữ liệu:

Chuẩn Tier 1	Các thiết bị CNTT chỉ được cung cấp bởi đường dẫn đơn không có dự phòng. Công suất của các thành phần không có sự dự phòng. Uptime: 99.671%.
Chuẩn Tier 2	Các thiết bị CNTT tương đương hoặc cao hơn mức độ 1. Hạ tầng và các thành phần đều được dự phòng. Uptime: 99.741%.
Chuẩn Tier 3	Mức độ này đáp ứng hoặc vượt qua mức độ 1 và 2. Các thiết bị CNTT được cung cấp bởi nhiều đường độc lập. Tất cả thiết bị phải được cung cấp bởi nguồn điện kép và cấu trúc liên kết phải phù hợp kiến trúc của TTDL. Uptime: 99,982%.
Chuẩn Tier 4	Mức độ này đáp ứng hoặc vượt qua mức độ 1, 2 và 3. Tất cả hệ thống làm lạnh phải độc lập với chế độ nguồn kép. Uptime: 99,995%.

4. Giới thiệu hệ thống DC chuẩn Tier 3

Một trung tâm dữ liệu đạt chuẩn Tier 3 thỏa mãn các tiêu chí:

Trung tâm điều hành - Network Operations Centers (NOC) phải có các khả năng sau:

Giám sát và điều khiển hệ thống mạng, điện, điều hòa, phòng cháy và an ninh của DC.
Giải pháp Multi Router Traffic Grapher (MRTG) Network Monitor là giải pháp mạng lưới giám sát mạnh mẽ, đảm bảo sự sẵn sàng của hệ thống mạng. Đồng thời, đo lưu lượng truy cập và sử dụng; phát hiện sự thay đổi trạng thái kết nối, đưa ra các cảnh báo khi đạt ngưỡng định trước; hỗ trợ cho giám sát mạng, phát hiện các sự cố kịp thời, góp phần hạn chế tối đa down-time.
Sử dụng hệ thống Camera giám sát được kết nối với đầu ghi hình DVR theo dõi hình ảnh bên trong và bên ngoài DC.
Hệ thống quản lý mạng - Network Management System (NMS) có khả năng giám sát một cách ổn định trạng thái hoạt động của các thiết bị mạng, server, thông số trạng thái mỗi đường truyền… Đồng thời, hệ thống này cũng phát hiện sự thay đổi kết nối mạng và đưa ra các thông báo kịp thời trước khi tốc độ kết nối vượt quá ngưỡng cho phép. Nhờ đó hạn chế tối đa tình trạng down-time.
Hỗ trợ truy cập từ xa: Tier 3 data center cần có khả năng hỗ trợ khách hàng truy cập và giám sát máy chủ từ xa. Khách hàng không nhất thiết phải lên trung tâm dữ liệu nhưng vẫn theo dõi và giải quyết được vấn đề xảy ra với máy chủ như đang trực tiếp ở data center.
Theo dõi thông số về môi trường thường xuyên và liên tục (nhiệt độ, độ ẩm trên từng vị trí trên sơ đồ phòng máy), giúp kỹ thuật viên điều chỉnh hệ thống điều hòa hoạt động cho phù hợp.
System log: kết nối với máy chủ Syslog phải luôn luôn bật để giám sát quá trình vận hành hệ thống.

Khả năng dự phòng

Các máy phát điện hoạt động dự phòng 1+1. Máy nổ có bể dầu riêng đảm bảo không bị gián đoạn hoạt động.
DC Tier 3 cần dự phòng ít nhất N+1 các thiết bị như trạm biến áp, UPS, máy phát điện, cáp backbone.
Có thể tiến hành bảo trì bất cứ lúc nào mà không gây ra gián đoạn dịch vụ.

Hệ thống điều hòa

Kiểm soát độ ẩm chính xác (+/-5%).
Kiểm soát nhiệt độ chính xác (+/-1oC).
Kết nối mạng và hệ thống BMS hiện hành.
Giám sát bộ lọc khí và điều khiển tốc độ quạt gió.
Vận hành liên tục, ổn định 24h/7
Độ ồn thấp do hấp thụ thay vì phản âm.

Tại Việt Nam, hiện có không ít nhà cung cấp chỗ đặt máy chủ trong data center. Tuy nhiên, không phải mô hình data center nào cũng đáp ứng đầy đủ các tiêu chí cần thiết, nên để chọn được một nhà cung cấp chất lượng, người dùng cần dựa trên nhiều yếu tố như: chi phí, khả năng tài chính, quy mô hoạt động, uy tín thương hiệu, chuẩn Tier 3 cũng như chất lượng của dịch vụ chăm sóc khách hàng…