Trung tâm tích hợp dữ liệu (Data Center)

Trong những năm gần đây, Trung Tâm Tích Hợp Dữ Liệu – Data Centre đang ngày càng trở nên quan trọng trong hệ thống Công nghệ thông tin (CNTT) tổng thể của các cơ quan, doanh nghiệp. Việc thiết kế, xây dựng và vận hành một Trung Tâm Tích Hợp Dữ Liệu (TTTTDL) đã được chuẩn hóa và tuân thủ theo những tiêu chí chặt chẽ, bởi nó là một yếu tố có ảnh hưởng lớn tới duy trì công việc kinh doanh của doanh nghiệp. Xu hướng mới trong thiết kế TTTHDL đang chuyển sang sử dụng những giải pháp “xanh” để tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu ảnh hưởng tới môi trường cũng như tiết kiệm chi phí năng lượng.

Những đòi hỏi đặt ra cho một TTTTDL thế hệ mới:
Hoạt động thông suốt của hệ thống CNTT là tối quan trọng đối với việc duy trì công việc kinh doanh của các doanh nghiệp ngày nay. Nếu như hệ thống IT hoặc các ứng dụng, các dịch vụ bị gián đoạn, công việc kinh doanh sẽ bị ảnh hưởng hoặc thậm chí dừng hẳn. Do đó, một hạ tầng cơ sở CNTT vững chắc và đáng tin cậy là vô cùng quan trọng, để giảm thiểu tối đa các nguy cơ gián đoạn hoạt động. Hơn nữa, việc bảo vệ an ninh thông tin cũng là một yêu cầu quan trọng, TTTTDL cần phải mang lại một môi trường bảo mật an toàn để loại bỏ các hiểm họa về thất thoát thông tin.
Một trong những tiêu chuẩn thông dụng quan trọng nhất trong thiết kế và vận hành TTTHDL là bộ chuẩn TIA-942: Data Centre Standards Overview – do tổ chức Telecommunication Industry Association phát hành, bao gồm những tiêu chuẩn cụ thể về hệ thống cơ sở hạ tầng cho những TTTHDL ngày này. Lớp đơn giản nhất của tiêu chuẩn này là Mức 1, tương đương với khái niệm của một phòng máy chủ thông thường với các yêu cầu cơ bản, trong khi Mức 4 được coi là chuẩn mực khắt khe nhất, được thiết kế để đảm bảo hoạt động luôn luôn thông suốt cho các hệ thống máy tối quan trọng. Ở mức cao nhất này, toàn bộ các hệ thống liên quan đều được thiết kế với khả năng dự phòng dư thừa, cũng như phân vùng an ninh, kiểm soát truy cập rất chặt chẽ

Thiết kế vật lý:

Kích thước vật lý của một TTTHDL có thể dao động khá nhiều, tùy theo yêu cầu sử dụng cũng như tài nguyên và nguồn đầu tư. Nó có thể chiếm một phòng nhỏ, một tầng nhà hoặc thậm chí là cả một tòa nhà, đối với các trung tâm lớn.
Thành phần lớn nhất của các thiết bị trong một TTTHDL thường là các máy chủ, được cài đặt trong các tủ rack chuẩn 19in”. Các tủ rack này được sắp xếp theo từng hàng, để cho phép người sử dụng có thể thao tác trên cả hai mặt. Các máy chủ trong sử dụng cụ thể có thể khác nhau nhiều về kích thước, từ loại 1U cho tới những hệ thống máy chủ mainframe lớn, được đặt trong những khung thiết kế riêng biệt, hoặc những thiết bị lưu trữ chuyên dụng, chiếm diện tích rất lớn. Gần đây, khái niệm “mật độ cao” đã được đưa vào trong thiết kế các hệ thống máy chủ chuyên dụng để tận dụng không gian sử dụng trong TTTHDL, cũng như các nguồn tài nguyên khác trong khi vận hành (điều hòa, điện năng...v.v) Khái niệm này đồng thời cũng cho phép tận dụng tối đa khả năng mở rộng trên nền tảng kiến trúc của thiết bị.

Môi trường vận hành:
Các điều kiện môi trường cụ thể trong một TTTHDL được quản lý, kiểm soát rất chặt chẽ, trong đó có một số điều kiện chính sau:
• Điều hòa không khí: những hệ thống điều hòa chuyên dụng được sử dụng để đảm bảo giữ cho nhiện độ và độ ẩm trong TTTHDL luôn ở mức tiêu chuẩn. Thông thường thì nhiệt độ ở mức 20–25 °C (68–75 °F) và độ ẩm ở mức 40–55% với điểm tụ sương tối đa là 17°C được coi là tối ưu.
• Nguồn điện là thành phần không thể thiếu, không thể gián đoạn đối với hoạt động của các thiết bị, máy chủ trong TTTHDL, do đó nguồn điện dự phòng là một thành phần thiết yếu, được cấu thành bởi các hệ thống lưu điện UPS (uninterruptible power supplies) và các máy phát điện.
• Để loại bỏ khả năng có các “điểm chết” (single points of failure), toàn bộ các cấu phần trong hệ thống điện, kể cả hệ thống dự phòng, đều được thiết kế với cấu trúc dự phòng N+1. Các hệ thống ATS được cài đặt để tự động chuyển mạch nguồn điện ngay khi có sự cố với nguồn cung cấp, đảm bảo không gián đoạn hoạt động của các thiết bị và máy chủ trong TTTHDL.
• Hệ thống sàn nâng và trần giả: Thông thường, các TTTHDL đều được trang bị sàn nâng, với các khung chịu lực có thể tháo lắp linh hoạt. Sàn nâng này giúp tạo ra một khoảng không gian từ 50-100cm giữa sàn nhà cơ bản và mặt sàn kỹ thuật, để hình thành đường dẫn khí lạnh tới các khu vực cần làm mát, cũng như tạo không gian để lắp đặt các loại cáp điện. Tương tự như vậy, hệ thống trần giả tạo ra không gian để thu hồi khí nóng và đặt cáp viễn thông.
• Thành phần bảo vệ an toàn vật lý quan trọng nhất trong TTTHDL là hệ thống phòng chống cháy nổ. Các thiết bị cảm biến khói và nhiệt được đặt ở các vị trí hợp lý trên toàn không gian của trung tâm để phát hiện và cảnh bảo sớm các nguy cơ cháy nổ, trước khi hiện tượng cháy thực tế xảy ra. Ngày nay, trong hầu hết các trung tâm dữ liệu, hệ thống dập cháy tự động đều được lắp đặt, sử dụng các loại khí trơ để dập cháy mà không làm chập mạch điện, làm hư hỏng các thiết bị, cũng như đảm bảo an toàn về sức khỏe cho con người. Trong xây dựng cơ bản, các tường chống lửa cũng được lắp đặt để ngăn chặn các đám cháy lan tràn sang các khu vực khác nhau, trong trường hợp không dập tắt được ngay.
• An ninh vật lý cũng là có một vai trò quan trọng đối với các TTTHDL. Toàn bộ các hoạt động ra vào đều được kiểm soát chặt chẽ qua hệ thống CCTV hoặc camera theo dõi. Quyền ra vào trung tâm thường chỉ trao cho các nhân viên và người có chức trách.

Hệ thống mạng:
Viễn thông và kết nối mạng từ các TTTHDL ngày nay chủ yếu sử dụng mạng nền IP, cung cấp kết nối đến toàn bộ các thiết bị trong trung tâm và các hệ thống bên ngoài. Kết nối mạng này luôn luôn được dự phòng bằng cách sử dụng ít nhất 2 đường kết nối tới 2 nhà cung cấp khác nhau.
Yếu tố bảo mật cho toàn bộ thông tin lưu thông qua hệ thống mạng được cung cấp bởi các thiết bị và phần mềm bảo mật như tường lửa, VPN và các hệ thống phát hiện, chống xâm nhập (IPS - intrusion prevention systems)

Các ứng dụng và mục đích sử dụng:
Mục đích chủ đạo của TTTHDL là để vận hành các ứng dụng của doanh nghiệp, lưu trữ và xử lý các dữ liệu kinh doanh cơ bản. Các thành phần chính của chức năng này bao gồm: vận hành ứng dụng, lưu trữ và vận hành cơ sở dữ liệu, các phần mềm kinh doanh, dịch vụ web...v.v.
Được xây dựng để cung cấp cơ sở hạ tầng kiến trúc vận hành cho hệ thống CNTT tuy nhiên các TTTHDL thế hệ mới đều có khả năng cung cấp các dịch vụ, trên thực tế, có rất nhiều trung tâm được xây dựng đặc biệt để cho thuê dịch vụ.
Chức năng không kém phần quan trọng của TTTHDL là sao lưu dự phòng. Các dữ liệu có thể được sao lưu từ đĩa cứng ra các băng từ, tuy nhiên việc lưu trữ các băng từ ngay tại TTTHDL cũng có nghĩa là chúng sẽ phải chịu chung các nguy cơ vật lý của TTTHDL đó. Ngày nay, các doanh nghiệp lớn bảo vệ các băng từ sao lưu của họ bằng cách gửi đến một địa điểm an toàn khác. Để đảm bảo thống nhất dữ liệu và thời gian khôi phục nhanh chóng, phương thức thông dụng hiện này là truyền các dữ liệu cần sao lưu trực tiếp tới một TTTHDL ở một địa phương khác, qua đường truyền được mã hóa.
Để phục vụ cho yêu cầu phục hồi thảm họa, khắc phục sự cố, cũng như đảm bảo tính đồng nhất của dữ liệu, hệ thống sao lưu trực tuyến được thiết kế để đồng bộ hóa dữ liệu theo thời gian thực hoặc gần thời gian thực từ trung tâm chính tới trung tâm phụ. Khi có sự cố xảy ra, hệ thống sẽ tự động chuyển sang hoạt động từ trung tâm dự phòng, đảm bảo dịch vụ và công việc kinh doanh không bị gián đoạn hoặc chỉ bị ảnh hưởng tối thiểu. Khi sự cố đã được khắc phục, dữ liệu sẽ được tái đồng bộ với trung tâm chính và các ứng dụng, dịch vụ được tự động chuyển về hoạt động như bình thường. Các nhà cung cấp công nghệ hàng đầu như IBM hay Cisco đã phát triển những giải pháp và hệ thống chuyên dụng cho mục đích này, có thể cài đặt và đưa vào vận hành trong thời gian rất ngắn.
Xin tham khảo thêm mục “Lưu trữ và sao lưu dự phòng dữ liệu” để có thêm thông tin.