Trung tâm dữ liệu (Data Center) là gì? Đặc điểm, phân loại & cách hoạt động

Trung tâm dữ liệu là gì?

Trung tâm dữ liệu (hay Data Center) là một cơ sở cung cấp quyền truy cập được chia sẻ vào các ứng dụng và dữ liệu bằng việc sử dụng cơ sở hạ tầng mạng, máy tính và lưu trữ phức tạp. Các tiêu chuẩn công nghiệp tồn tại để hỗ trợ việc thiết kế, xây dựng và duy trì những cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu để đảm bảo cho dữ liệu vừa an toàn vừa có tính khả dụng cao. 

Trung tâm dữ liệu để làm gì? 

Mỗi 1 trung tâm dữ liệu là một cơ sở gồm các máy tính nối mạng, hệ thống lưu trữ và cơ sở hạ tầng máy tính mà doanh nghiệp và các tổ chức khác sử dụng để tổ chức, xử lý và lưu trữ, phổ biến một lượng lớn dữ liệu. Một doanh nghiệp thường phụ thuộc rất nhiều vào những ứng dụng, dịch vụ và dữ liệu có trong trung tâm dữ liệu, khiến cho nó trở thành tiêu điểm và tài sản quan trọng cho những hoạt động hàng ngày.

Các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp ngày càng được tích hợp các phương tiện để có thể đảm bảo và bảo vệ tài nguyên điện toán đám mây, cũng như tài nguyên nội bộ và tại chỗ. Khi nhiều doanh nghiệp ngày càng chuyển sang sử dụng điện toán đám mây, ranh giới giữa trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp đám mây và trung tâm dữ liệu doanh nghiệp sẽ trở nên ít rõ ràng hơn. 

Các loại trung tâm dữ liệu 

Các trung tâm dữ liệu có quy mô khác nhau, từ một phòng máy chủ nhỏ đến các nhóm tòa nhà phân bố theo địa lý, nhưng tất cả đều có một điểm chung đó là: chúng là một tài sản kinh doanh quan trọng, là nơi các công ty thường đầu tư và triển khai các tiến bộ mới nhất trong trung tâm dữ liệu công nghệ mạng, máy tính và lưu trữ. 

Trung tâm dữ liệu hiện đại đã phát triển từ một cơ sở có chứa cơ sở hạ tầng tại chỗ thành cơ sở kết nối những hệ thống tại chỗ với cơ sở hạ tầng đám mây nơi mạng, ứng dụng và khối lượng công việc được ảo hóa ở trong nhiều đám mây riêng và công cộng. 

Trung tâm dữ liệu doanh nghiệp (Enterprise data centers) 

Thường được xây dựng và sử dụng bởi một tổ chức cho những mục đích nội bộ của riêng họ. Đây là điều phổ biến giữa những gã khổng lồ công nghệ. 

Trung tâm dữ liệu định vị (Colocation data centers) 

Nó hoạt động như một loại tài sản cho thuê, là nơi không gian và tài nguyên của một trung tâm dữ liệu được cung cấp cho những người sẵn sàng thuê nó. 

Trung tâm dữ liệu dịch vụ được quản lý (Managed service data centers) 

Cung cấp các khía cạnh như là lưu trữ dữ liệu, tính toán và những dịch vụ khác với tư cách là bên thứ ba, phục vụ trực tiếp khách hàng. 

Trung tâm dữ liệu đám mây (Cloud data centers) 

Được phân phối và đôi khi nó được cung cấp cho khách hàng với sự trợ giúp của nhà cung cấp dịch vụ được quản lý bên thứ ba. 

Thành phần kiến ​​trúc trung tâm dữ liệu 

Trung tâm dữ liệu được tạo thành từ ba loại thành phần chính gồm: máy tính, lưu trữ và mạng. Tuy nhiên, các thành phần này chỉ là phần nổi của tảng băng chìm trong DC hiện đại. Bên dưới bề mặt, cơ sở hạ tầng hỗ trợ chính là điều cần thiết để đáp ứng những thỏa thuận mức dịch vụ của trung tâm dữ liệu doanh nghiệp. 

Máy tính trung tâm Dữ liệu 

Máy chủ chính là động cơ của trung tâm dữ liệu. Trên các máy chủ, quá trình xử lý và bộ nhớ sẽ được sử dụng để chạy các ứng dụng có thể là vật lý, được ảo hóa, được phân phối trên những vùng chứa hoặc là được phân phối giữa các nút từ xa trong một mô hình tính toán biên. Trung tâm dữ liệu cần sử dụng bộ xử lý phù hợp nhất cho tác vụ, như CPU ​​đa năng có thể không phải là lựa chọn tốt nhất để giải quyết những vấn đề về trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML). 

Trung tâm dữ liệu lưu trữ 

Các trung tâm dữ liệu lưu trữ một lượng lớn thông tin nhạy cảm, nhằm mục đích riêng và nhu cầu của khách hàng. Giảm chi phí phương tiện lưu trữ để làm tăng dung lượng lưu trữ có sẵn để sao lưu dữ liệu cục bộ, từ xa hoặc là cả hai. Các tiến bộ trong phương tiện lưu trữ không bay hơi làm giảm thời gian truy cập dữ liệu. Ngoài ra, giống bất kỳ thứ nào khác được xác định bởi phần mềm, các công nghệ lưu trữ do phần mềm xác định sẽ giúp tăng hiệu quả của nhân viên trong việc quản lý hệ thống lưu trữ. 

Mạng trung tâm dữ liệu 

Thiết bị mạng trung tâm dữ liệu gồm hệ thống cáp, thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến, tường lửa kết nối các máy chủ với nhau và kết nối với thế giới bên ngoài. Được định cấu hình và cấu trúc phù hợp, chúng có thể quản lý được khối lượng lớn lưu lượng truy cập mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất. Cấu trúc liên kết mạng ba tầng điển hình tạo thành từ những bộ chuyển mạch lõi ở rìa kết nối trung tâm dữ liệu với Internet và một lớp tổng hợp ở giữa kết nối lớp lõi với lớp truy cập nơi mà các máy chủ cư trú. Những tiến bộ như bảo mật mạng siêu cấp và mạng do phần mềm xác định, đem lại sự linh hoạt và khả năng mở rộng cấp độ đám mây cho các mạng tại chỗ.

Yêu cầu và các cấp độ của cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu

Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông là hiệp hội thương mại được công nhận bởi ANSI (American National Standards Institute). Năm 2005 hiệp hội này xuất bản tiêu chuẩn ANSI/TIA-942 là tiêu chuẩn cơ sở hạ tầng cho Trung tâm dữ liệu (Data Center), tiêu chuẩn này xác định 04 cấp độ (hay còn gọi là 04 tầng). TIA-942 đã được sửa đổi năm 2008 và một lần nữa trong năm 2010. Về tiêu chuẩn TIA-942: Tổng quan mô tả những yêu cầu về cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu. Đơn giản đó là tiêu chuẩn TIA cấp 1, mức độ nghiêm ngặt nhất là cấp 4, cụ thể:

Bậc 1 (Tier 1): Cơ sở hạ tầng cơ bản. Trung tâm dữ liệu Cấp 1 cung cấp khả năng bảo vệ có giới hạn trước những sự kiện vật lý. Nó có những thành phần đơn lẻ và một đường dẫn phân phối đơn lẻ, không dự phòng.

Bậc 2 (Tier 2): Cơ sở hạ tầng có thành phần dự phòng. Trung tâm dữ liệu này cung cấp khả năng bảo vệ được cải thiện trước những sự kiện vật lý. Nó có những thành phần dự phòng và một đường dẫn phân phối duy nhất, không dự phòng.

Bậc 3 (Tier 3): Cơ sở hạ tầng tại trung tâm có thể bảo trì đồng thời. Trung tâm dữ liệu này bảo vệ khỏi hầu như tất cả sự kiện vật lý, cung cấp các thành phần dự phòng và nhiều đường phân phối độc lập. Mỗi thành phần có thể được gỡ bỏ hoặc là thay thế mà không làm gián đoạn dịch vụ cho người dùng cuối.

Bậc 4 (Tier 4): Cơ sở hạ tầng trung tâm có khả năng chịu lỗi. Trung tâm dữ liệu này cung cấp khả năng chịu lỗi và dự phòng ở mức độ cao nhất. Các thành phần dự phòng và nhiều đường dẫn phân phối độc lập cho phép khả năng bảo trì đồng thời và một lỗi tại bất kỳ đâu trong quá trình cài đặt mà không gây ra thời gian chết.

Trung tâm dữ liệu (Data Center)  hoạt động như thế nào? 

Cơ sở trung tâm dữ liệu cho phép một tổ chức thu thập tài nguyên và cơ sở hạ tầng của mình để xử lý, lưu trữ và truyền thông dữ liệu, gồm có: 

+ Hệ thống lưu trữ, chia sẻ, truy cập, xử lý dữ liệu trong toàn tổ chức; 

+ Cơ sở hạ tầng vật lý để hỗ trợ xử lý dữ liệu, truyền thông dữ liệu;

+ Các tiện ích: làm mát, điện, truy cập mạng và nguồn điện liên tục (UPS). 

Việc thu thập tất cả những tài nguyên này trong một trung tâm dữ liệu cho phép tổ chức: 

+ Bảo vệ các hệ thống và các dữ liệu độc quyền; 

+ Tập trung nhân viên CNTT và xử lý dữ liệu, nhà thầu, nhà cung cấp; 

+ Áp dụng các biện pháp kiểm soát an toàn thông tin cho hệ thống và dữ liệu độc quyền; 

+ Hiện thực hóa quy mô kinh tế bằng cách hợp nhất các hệ thống nhạy cảm tại một nơi.

Như vậy chúng tôi đã giới thiệu đến bạn những kiến thức cơ bản nhất của một Trung tâm dữ liệu, mong rằng qua bài viết này bạn có thể có thêm nhiều kiến thức hơn về lĩnh vực này và để phục vụ cho công việc của mình.