Trung tâm dữ liệu (tiếng Anh Data Centre, Data Center) là một hạ tầng tập trung nhiều thành phần tài nguyên mật độ cao (hardware, software…) làm chức năng lưu trữ, xử lý toàn bộ dữ liệu hệ thống với khả năng sẵn sàng và độ ổn định cao. Các hệ thống hạ tầng của trung tâm dữ liệu đều được dự phòng để đảm bảo sự hoạt động ổn định của hệ thống máy chủ bao gồm: hệ thống mạng, hệ thống nguồn, hệ thống làm mát, hệ thống báo cháy báo khói, hệ thống quản lý vào ra, hệ thống giá đỡ (rack) và camera quan sát (CCTV), v.v.
Tác vụ chính[sửa]
Theo IBM, trung tâm dữ liệu là cơ sở vật chất giúp thực hiện các tính toán doanh nghiệp gồm:
- Hệ thống máy tính doanh nghiệp;
- Các thiết bị mạng và phần cứng liên quan cần thiết để đảm bảo các hệ thống máy tính kết nối liên tục với Internet hoặc các mạng kinh doanh khác;
- Nguồn điện cung cấp và hệ thống con, công tắc điện, máy phát điện dự phòng và điều khiển môi trường (như điều hòa không khí và thiết bị làm mát máy chủ) bảo vệ phần cứng của trung tâm dữ liệu và duy trì hoạt động.
Một trung tâm dữ liệu là trung tâm xử lý các hoạt động công nghệ thông tin (công nghẹ thông tin) của doanh nghiệp và là một kho lưu trữ dữ liệu quan trọng của doanh nghiệp, đồng thời nó cũng có nhiệm vụ trả dữ liệu kết quả cho người dùng hay các hệ thống khác. Do đó, việc đảm bảo an toàn, bảo mật và độ tin cậy của các trung tâm dữ liệu là rất cần thiết để đảm bảo cho doanh nghiệp có thể hoạt động liên tục, các hoạt động kinh doanh không bị gián đoạn.
Thiết bị thiết yếu[sửa]
Các thiết bị công nghẹ thông tin trong trung tâm dữ liệu bao gồm ba hệ thống chính:
- Tính toán: Bộ nhớ và sức mạnh xử lý để chạy các ứng dụng, thường là các máy chủ dành cho doanh nghiệp.
- Lưu trữ: Các trung tâm dữ liệu gồm các thiết bị lưu trữ chính và dự phòng. Chúng có thể là ổ đĩa cứng hoặc ổ băng từ, nhưng các bộ nhớ thể rắn (SSD) là tốt nhất hiện nay.
- Mạng: Đây là một loạt các thiết bị mạng, từ bộ định tuyến và chuyển mạch đến bộ điều khiển và tường lửa.
Ngoài các thiết bị công nghẹ thông tin, các trung tâm dữ liệu đều có các thiết bị hỗ trợ cơ sở hạ tầng, bao gồm:
- Kiểm soát môi trường: Các cảm biến luôn theo dõi luồng không khí, độ ẩm và nhiệt độ trong phòng, với các hệ thống để đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm luôn nằm trong phạm vi chỉ định của nhà sản xuất phần cứng.
- Giá đỡ máy chủ: Hầu hết các thiết bị của trung tâm dữ liệu được đặt trong các giá đỡ được thiết kế đặc biệt hoặc trong các tủ hoặc giá đỡ được xây riêng cho mục đích này.
- Nguồn cung cấp điện: Hầu hết các trung tâm dữ liệu sử dụng hệ thống điện dự phòng bằng pin để sử dụng ngay khi có sự cố mất điện ngắn và máy phát điện để cung cấp điện khi mất điện lưới lâu hơn.
- Cáp và hệ thống quản lý cáp: Một trung tâm dữ liệu doanh nghiệp có thể chứa hàng trăm ki-lô-mét cáp quang. Do đó bắt buộc phải có hệ thống và thiết bị để cho hệ thống cáp được ngăn nắp và dễ sửa chữa.
Nhiều trung tâm dữ liệu lớn được đặt trong các tòa nhà chuyên dụng được xây dựng cho mục đích này. Các trung tâm dữ liệu nhỏ hơn có thể được đặt trong các phòng được thiết kế đặc biệt trong các tòa nhà đa chức năng. Vì các trung tâm dữ liệu tiêu thụ một lượng điện rất lớn, nên tòa nhà phải được thiết kế, xây dựng và cách nhiệt tốt để tiết kiệm điện năng.
Các trung tâm dữ liệu nên được đặt gần các nguồn điện ổn định và gần các điểm kết nối mạng tốc độ cao. Không nên đặt các trung tâm dữ liệu ở trong hoặc gần vùng lũ lụt, hay dễ bị tổn thương bởi các nguy cơ môi trường khác. Khả năng chịu tải của các bức tường và sàn của tòa nhà phải đủ cho trọng lượng của các thiết bị phần cứng, giá đỡ và cơ sở hạ tầng hỗ trợ khác. Và các trung tâm dữ liệu cũng cần có được đảm bảo an ninh và dễ chữa cháy cũng như có các hệ thống giám sát phù hợp khác.
Tiêu chuẩn bảo mật[sửa]
Ở cấp doanh nghiệp, trung tâm dữ liệu cần được bảo vệ bằng các kiểm soát bảo mật logic và vật lý nghiêm ngặt. Các biện pháp an ninh vật lý nên bao gồm giám sát, phòng cháy và hệ thống ngăn chặn và kiểm soát vào ra để đảm bảo chỉ những nhân viên được phép mới có thể ra vào cơ sở. Các biện pháp bảo mật dữ liệu cần đảm bảo an toàn dữ liệu lưu trữ hoặc xử lý trong trung tâm dữ liệu khi nó ở trạng thái nghỉ (trên bất kỳ phương tiện lưu trữ nào), trong quá trình di chuyển (đến hoặc đi từ trung tâm dữ liệu) và trong quá trình sử dụng (trong khi xử lý hoặc trong khi lưu trong bộ nhớ tính toán). Kiểm soát an ninh cần bao gồm mã hóa dữ liệu, giám sát mạng (thường do nhóm chuyên gia bảo mật làm việc 24x7 ở trung tâm điều hành an ninh (SOC)) và ghi nhật ký và kiểm tra tất cả các hoạt động của người dùng.
Tiêu chuẩn cơ sở hạ tầng cho các trung tâm dữ liệu đã được Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông là một hiệp hội thương mại được công nhận bởi ANSI (American National Standards Institute) đưa ra năm 2005, được sửa đổi hai lần vào các năm 2008 và 2010 (tiêu chuẩn ANSI/TIA-942). TIA-942 xác định bốn mức cấp độ (hay còn gọi là bốn bậc) cho tiêu chuẩn hạ tầng. Mức đơn giản là tiêu chuẩn TIA cấp 1 (Tier 1), mức độ nghiêm ngặt nhất là cấp 4 (Tier 4). Chuẩn quốc tế Tier 3 là tiêu chuẩn phổ biến nhất được dùng để đánh giá chất lượng của các trung tâm dữ liệu.
| Văn bản tiêu đề | Văn bản tiêu đề |
|---|---|
| Chuẩn Tier 1 | - Các thiết bị công nghẹ thông tin 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 công nghẹ thông tin 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 công nghẹ thông tin 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 trung tâm dữ liệu. - 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%. |
Lịch sử phát triển[sửa]
Các trung tâm dữ liệu được hình thành đầu tiên bắt đầu từ các phòng máy tính khổng lồ của thập niên 1940, tiêu biểu là ENIAC. Các hệ thống máy tính đời đầu khá phức tạp để vận hành và bảo trì, đòi hỏi một môi trường đặc biệt để vận hành. Môi trường này thường có nhiều dây cáp điện, cáp tín hiệu, các thiết bị liên quan, và các phương pháp để chứa và sắp xếp chúng cũng được thiết kế mới như giá đỡ tiêu chuẩn để lắp thiết bị, sàn nâng hay máng cáp (lắp đặt trên cao hoặc dưới sàn nâng). Một máy tính lớn cần rất nhiều điện năng và phải được làm mát để tránh bị quá nóng. Do chứa nhiều dữ liệu quan trọng nên các trung tâm dữ liệu được thiết kế bài bản để kiểm soát truy cập vào phòng máy tính và các hệ thống tính toán.
Trong thời kỳ bùng nổ của máy tính những năm 1980, người ra chưa quan tâm nhiều đến yêu cầu vận hành. Tuy nhiên, khi các hoạt động công nghẹ thông tin ngày càng trở nên phức tạp, việc cần thiết phải kiểm soát tài nguyên công nghẹ thông tinngày càng được nhận thức rõ ràng hơn. Sự ra đời của Linux miễn phí những năm 1990 đã dẫn đến khái niệm “máy chủ”, vì nó cho phép chia sẻ tài nguyên giữa nhiều người dùng. Sự phát triển của mạng máy tính đã dẫn đến việc đặt các máy chủ trong một phòng riêng của các tổ chức. Thuật ngữ “trung tâm dữ liệu” ra đời từ đây để nói về các phòng máy tính được thiết kế đặc biệt để chứa các máy chủ.
Các trung tâm dữ liệu bùng nổ cùng với bong bóng dot-com những năm 1997 - 2000. Các công ty cần kết nối Internet nhanh và hoạt động liên tục để triển khai các hệ thống và thiết lập sự hiện diện trên Internet. Nhiều công ty bắt đầu xây dựng các cơ sở rất lớn, được gọi là trung tâm dữ liệu Internet (IDC), để đảm bảo hoạt động thông suốt và ổn định hơn. Tiếp đó có thuật ngữ trung tâm dữ liệu Đám mây (CDC) để chỉ các trung tâm dữ liệu lớn hơn có khả năng cung cấp trung tâm dữ liệu cho các tổ chức, doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng. Các trung tâm dữ liệu đám mây thường tốn rất nhiều chi phí để xây dựng và duy trì.
Khi các doanh nghiệp chuyển dữ liệu và xử lý tính toán của họ lên các trung tâm dữ liệu đám mây, chúng sẽ nằm trong các cơ sở hạ tầng vật lý giống như các trung tâm dữ liệu tại chỗ tốt nhất. Các doanh nghiệp không còn phải thiết kế, xây dựng, bảo trì, trả tiền điện, nhân viên hay bảo vệ tòa nhà vật lý nữa. Thay vào đó, nhà cung cấp đám mây nhận trách nhiệm cung cấp các tài nguyên điện toán có khả năng chịu lỗi cao như một dịch vụ. Việc này giúp doanh nghiệp tập trung nguồn lực hơn vào hoạt động kinh doanh của họ. Theo Công ty Nghiên cứu và Tư vấn Gartner, 80% doanh nghiệp sẽ đóng cửa các trung tâm dữ liệu tại chỗ truyền thống vào năm 2025 và chuyển sang sử dụng các trung tâm dữ liệu đám mây.
Việt Nam đã ban hành Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9250: 2012 về Trung tâm Dữ liệu - Yêu cầu về Hạ tầng kỹ thuật viễn thông, được biên soạn trên cơ sở tiêu chuẩn TIA-942 (2005).
TCVN 9250: 2012 do Vụ Khoa học và Công nghệ (Bộ Thông tin và Truyền thông) biên soạn, Bộ Thông tin và Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Bộ Thông tin và Truyền thông cũng ban hành Thông tư 03/2013/TT-BTTTT quy định áp dụng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật đối với trung tâm dữ liệu.
Rất nhiều doanh nghiệp ở Việt Nam, đặc biệt các doanh nghiệp vừa và nhỏ, sử dụng các dịch vụ trung tâm dữ liệu để giảm chi phí đầu tư và duy trì. Do đó cũng có nhiều nhà cung cấp dịch vụ trung tâm dữ liệu đám mây của các doanh nghiệp lớn nhỏ như Viettel IDC, FPT Telecom, Nhân Hòa, Mắt Bão…
Tài liệu tham khảo[sửa]
- What are Data Centers? IBM Cloud Education, https://www.ibm.com/cloud/learn/data-centers.
- Roxanne E. Burkey; Charles V. Breakfield (2000). Designing a total data solution: technology, implementation and deployment. Auerbach Best Practices. CRC Press. p. 24. ISBN 0-8493-0893-3.
- Rabih Bashroush (2018). "A Comprehensive Reasoning Framework for Hardware Refresh in Data Centres". IEEE Transactions on Sustainable Computing. 3 (4): 209–220. doi:10.1109/TSUSC.2018.2795465. S2CID 54462006.
