Data center là gì? Trung tâm dữ liệu đóng vai trò gì đối với sự phát triển doanh nghiệp nói riêng và toàn quốc gia nói chung? Hãy cùng Elcom tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Khái niệm trung tâm dữ liệu (Data center) lần đầu tiên xuất hiện vào đầu những năm 1940, khi ổ cứng máy tính xuất hiện nhiều vấn đề phức tạp trong vận hành và bảo trì.

Hệ thống máy tính ban đầu đòi hỏi nhiều thành phần kết hợp mà người vận hành phải kết nối với nhiều cáp khác nhau. Chúng cũng tiêu thụ một lượng lớn điện và cần làm mát thường xuyên.

Để quản lý hệ thống này, các công ty thường đặt tất cả phần cứng trong một phòng duy nhất, được gọi là trung tâm dữ liệu. Theo thời gian, những đổi mới công nghệ phần cứng đã làm giảm đi yêu cầu về kích cỡ và điện năng của máy tính, đi cùng với đó là tính phức tạp ngày càng tăng của hệ thống công nghệ thông tin (CNTT).

 1. Data center là gì

Theo IBM, Trung tâm dữ liệu là một căn phòng, tòa nhà hoặc cơ sở vật lý chứa đựng cơ sở hạ tầng CNTT nhằm mục đích xây dựng, triển khai và phân phối ứng dụng, dịch vụ, đồng thời lưu trữ và quản lý dữ liệu liên quan đến những ứng dụng, dịch vụ đó.

Đơn giản hơn, trung tâm dữ liệu là một vị trí vật lý lưu trữ máy tính và các thiết bị phần cứng liên quan của chúng. Nó chứa cơ sở hạ tầng máy tính mà hệ thống CNTT yêu cầu, chẳng hạn như máy chủ, ổ đĩa lưu trữ dữ liệu và thiết bị mạng. Đây là cơ sở vật lý lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số của bất kỳ doanh nghiệp nào.

Trong những năm gần đây, mô hình data center đã phát triển rộng khắp, từ doanh nghiệp tư nhân, được kiểm soát chặt chẽ, chứa cơ sở hạ tầng CNTT truyền thống để sử dụng riêng, đến các cơ sở hoặc mạng lưới cơ sở từ xa thuộc sở hữu của nhà cung cấp dịch vụ đám mây, chứa cơ sở hạ tầng CNTT ảo hóa để chia sẻ dùng chung cho nhiều đối tác, khách hàng.

Hình ảnh thực tế tại một data center - Ảnh: Internet

2. Phân loại trung tâm dữ liệu

Có nhiều loại cơ sở trung tâm dữ liệu khác nhau. Công ty có thể sử dụng một hoặc nhiều loại data center cùng lúc, tùy thuộc vào khối lượng công việc và nhu cầu kinh doanh.

Trung tâm dữ liệu doanh nghiệp (tại chỗ)

Trong mô hình trung tâm dữ liệu này, tất cả cơ sở hạ tầng CNTT và dữ liệu được lưu trữ tại chỗ. Nhiều công ty chọn xây dựng trung tâm dữ liệu tại chỗ của riêng mình vì cảm thấy hình thức này mang đến nhiều quyền kiểm soát hơn đối với bảo mật thông tin.

Việc tuân thủ quy định cũng phần nào dễ dàng hơn như Quy định bảo vệ dữ liệu chung của Liên minh châu Âu (GDPR - General Data Protection Regulation) hoặc Trách nhiệm giải trình và cung cấp thông tin bảo hiểm y tế của bộ luật Hoa Kỳ (HIPAA - Health Insurance Portability and Accountability Act).

Đối với trung tâm dữ liệu doanh nghiệp, công ty sẽ tự chịu trách nhiệm cho tất cả nhiệm vụ triển khai, giám sát và quản lý.

Trung tâm dữ liệu đám mây công cộng

Trung tâm dữ liệu đám mây (còn được gọi là trung tâm dữ liệu điện toán đám mây) chứa tài nguyên cơ sở hạ tầng CNTT để nhiều khách hàng sử dụng chung - thông qua kết nối Internet.

Nhiều trung tâm dữ liệu đám mây rất lớn - gọi là trung tâm dữ liệu siêu quy mô - được điều hành bởi các nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn trên thế giới như Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform, IBM Cloud, Microsoft Azure và Cơ sở hạ tầng đám mây Oracle,...

Trên thực tế, hầu hết nhà cung cấp đám mây hàng đầu đều sở hữu và điều hành một số trung tâm dữ liệu siêu quy mô trên khắp thế giới.

Thông thường, nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp trung tâm dữ liệu biên nhỏ cho khách hàng sử dụng đám mây của họ.

Đối với công việc yêu cầu sử dụng nhiều dữ liệu, thời gian thực, tích hợp công nghệ hiện đại như phân tích dữ liệu lớn (big data), trí tuệ nhân tạo (AI) và các ứng dụng phân phối nội dung, trung tâm dữ liệu biên có thể giúp giảm thiểu độ trễ, cải thiện hiệu suất tổng thể của ứng dụng và trải nghiệm của khách hàng.

Xem thêm bài viết:

• Điện toán đám mây là gì? Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây

• Điện toán đám mây: Những rủi ro bảo mật hàng đầu và cách quản lý

Trung tâm dữ liệu nơi cho thuê chỗ đặt máy chủ

Trung tâm dữ liệu được quản lý bởi cơ sở cho thuê máy chủ là sự lựa chọn phù hợp dành cho các tổ chức thiếu không gian, nhân sự hoặc chuyên môn để triển khai và quản lý một số hoặc tất cả cơ sở hạ tầng CNTT của họ. Tuy nhiên, doanh nghiệp cũng không muốn lưu trữ cơ sở hạ tầng của mình bằng cách sử dụng đám mây công cộng.

Trong một trung tâm dữ liệu nơi cho thuê chỗ đặt máy chủ, công ty khách hàng thuê máy chủ chuyên dụng, phần cứng lưu trữ và kết nối mạng từ nhà cung cấp trung tâm dữ liệu. Nhà cung cấp trung tâm dữ liệu đảm nhiệm việc quản trị, giám sát và quản lý cho công ty khách hàng.

Trong một cơ sở cho thuê chỗ đặt máy chủ, công ty khách hàng sở hữu tất cả cơ sở hạ tầng và thuê một không gian dành riêng để lưu trữ chúng.

Trong mô hình thuê chỗ đặt máy chủ truyền thống, công ty khách hàng có quyền truy cập duy nhất vào phần cứng và hoàn toàn chịu trách nhiệm quản lý phần cứng đó. Điều này lý tưởng cho việc đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật nhưng thường không thực tế, đặc biệt là trong những trường hợp khẩn cấp như mất điện.

Ngày nay, hầu hết nhà cung cấp dịch vụ cho thuê chỗ đặt máy chủ đều cung cấp dịch vụ quản lý và giám sát theo yêu cầu của khách hàng.

Trung tâm dữ liệu nơi cho thuê chỗ đặt máy chủ thường được sử dụng để chứa công nghệ sao lưu dữ liệu từ xa và khắc phục thảm họa cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMB).

3. Thành phần hạ tầng của data center

Một data center gồm nhiều thành phần - Ảnh: Internet

Máy chủ

Máy chủ là những máy tính mạnh mẽ cung cấp ứng dụng, dịch vụ và dữ liệu cho thiết bị của người dùng cuối. Máy chủ trung tâm dữ liệu có nhiều hình thức: Máy chủ gắn trên giá đỡ (Rack-mount servers), máy chủ phiến hay còn gọi là máy chủ mật độ cao (Rack-mount servers), máy tính lớn (Mainframes).

Việc lựa chọn kiểu dáng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm không gian có sẵn trong trung tâm dữ liệu, khối lượng công việc đang chạy trên máy chủ, nguồn điện khả dụng và chi phí.

Hệ thống lưu trữ

Có hai loại hệ thống lưu trữ trung tâm dữ liệu.

Thiết bị lưu trữ khối dữ liệu

Thiết bị lưu trữ khối dữ liệu như ổ cứng và ổ đĩa thể rắn lưu trữ dữ liệu theo khối và cung cấp nhiều terabyte dung lượng dữ liệu. Mạng khu vực lưu trữ (SAN - Storage Area Network) là các đơn vị lưu trữ chứa một số ổ đĩa bên trong và hoạt động như hệ thống lưu trữ khối dữ liệu lớn.

Thiết bị lưu trữ tệp

Các thiết bị lưu trữ tệp, chẳng hạn như thiết bị lưu trữ gắn vào mạng (NAS - Network-Attached Storage) có thể lưu trữ một lượng lớn tệp. Doanh nghiệp có thể sử dụng chúng để xây dựng kho lưu trữ hình ảnh và video.

Mạng

Mạng trung tâm dữ liệu, bao gồm nhiều loại thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến và cáp quang, mang lưu lượng mạng qua máy chủ (gọi là lưu lượng đông/tây) và đến/từ máy chủ đến máy khách (gọi là lưu lượng bắc/nam).

Như đã nhắc đến ở trên, dịch vụ mạng của trung tâm dữ liệu thường được ảo hóa. Điều này cho phép tạo các mạng lớp phủ do phần mềm xác định, được xây dựng trên cơ sở hạ tầng vật lý của mạng, để phù hợp với những biện pháp kiểm soát bảo mật cụ thể hoặc thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA - service level agreements).

Quản lý nguồn điện và cáp

Hầu hết máy chủ đều có bộ nguồn kép. Bộ cấp nguồn liên tục (UPS - uninterruptible power supplies) chạy bằng pin bảo vệ chống lại hiện tượng tăng điện áp và mất điện trong thời gian ngắn. Máy phát điện mạnh có thể khởi động nếu xảy ra tình trạng mất điện nghiêm trọng hơn.

Với hàng nghìn máy chủ được kết nối bằng nhiều loại cáp khác nhau, quản lý cáp là mối quan tâm hàng đầu trong thiết kế data center. Nếu dây cáp đặt ở vị trí quá gần nhau, chúng có thể gây ra hiện tượng nhiễu xuyên âm, tác động tiêu cực đến tốc độ truyền dữ liệu và truyền tín hiệu.

Ngoài ra, quá nhiều dây cáp được xếp cùng nhau có thể sản sinh lượng nhiệt lớn. Việc xây dựng và mở rộng trung tâm dữ liệu phải xem xét và tuân thủ quy tắc xây dựng cũng như tiêu chuẩn ngành để đảm bảo hệ thống cáp hoạt động hiệu quả, an toàn.

Dự phòng và khắc phục thảm họa

Thời gian ngừng hoạt động của trung tâm dữ liệu gây tốn kém cho nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng của họ. Đồng thời, nhà khai thác và kiến ​​trúc sư của data center cũng phải nỗ lực hết sức để tăng khả năng phục hồi cho hệ thống sau khi gặp vấn đề.

Biện pháp dự phòng và khắc phục thảm họa bao gồm rất nhiều thứ, từ hệ thống đĩa dự phòng (RAID - redundant arrays of independent disks) chống mất hoặc hỏng dữ liệu trong trường hợp phương tiện lưu trữ bị lỗi, đến cơ sở hạ tầng làm mát trung tâm dữ liệu dự phòng giúp máy chủ chạy ở nhiệt độ tối ưu, ngay cả khi hệ thống làm mát chính bị lỗi.

Nhiều nhà cung cấp trung tâm dữ liệu lớn có những trung tâm dữ liệu nằm ở những vùng khác biệt về mặt địa lý. Do đó, nếu xảy ra thảm họa tự nhiên hoặc gián đoạn chính trị ở một vùng bất kỳ, các hoạt động có thể được chuyển sang một vùng khác để không làm gián đoạn dịch vụ.

Kiểm soát môi trường

Các trung tâm dữ liệu phải được thiết kế và trang bị đầy đủ nhằm kiểm soát rủi ro từ yếu tố môi trường, có nguy cơ làm hỏng hoặc phá hủy phần cứng, dẫn đến thời gian ngừng hoạt động tốn kém đi kèm với những hậu quả nghiêm trọng khác.

Nhiệt độ

Hầu hết data center sử dụng một số hệ thống kết hợp giữa làm mát bằng không khí và làm mát bằng chất lỏng để giữ cho máy chủ và phần cứng khác hoạt động trong phạm vi nhiệt độ thích hợp.

Làm mát không khí về cơ bản là điều hòa không khí - cụ thể là điều hòa không khí trong phòng máy tính (CRAC - Computer Room Air Conditioning) - sử dụng cho bộ phòng máy chủ hoặc tại các hàng/giá máy chủ cụ thể.

Công nghệ làm mát bằng chất lỏng bơm chất lỏng trực tiếp đến bộ xử lý hoặc nhúng máy chủ vào chất làm mát trong một số trường hợp. Nhà cung cấp trung tâm dữ liệu hiện đang dần chuyển sang làm mát bằng chất lỏng để có hiệu quả năng lượng cao hơn và bền vững hơn vì phương pháp này cần ít điện, nước hơn so với làm mát bằng không khí.

Độ ẩm

Độ ẩm cao có thể khiến thiết bị rỉ sét, trong khi độ ẩm thấp làm tăng nguy cơ tĩnh điện. Thiết bị kiểm soát độ ẩm bao gồm các hệ thống CRAC nói trên, hệ thống thông gió phù hợp và cảm biến độ ẩm.

Tĩnh điện

Chỉ cần 25V phóng tĩnh điện, thiết bị có thể bị hỏng hoặc dữ liệu biến mất hoàn toàn. Do đó, data center thường được trang bị thiết bị giám sát tĩnh điện và xả tĩnh điện một cách an toàn.

Hỏa hoạn

Trung tâm dữ liệu không thể thiếu những trang bị thiết bị phòng cháy chữa cháy và phải được kiểm tra thường xuyên.

Data center cần được kiểm tra, bảo trì thường xuyên để hạn chế rủi ro - Ảnh: Internet

Trung tâm dữ liệu đóng vai trò quan trọng, không chỉ đối với doanh nghiệp mà còn với sự phát triển chung của xã hội. Hiện nay, nhiều đất nước trên thế giới đã và đang tiến hành xây dựng trung tâm dữ liệu quốc gia, hướng tới mục tiêu chuyển đổi số.

Xây dựng data center tại Việt Nam cũng là một trong những yêu cầu cần thiết, cấp bách nhằm phục vụ cho quá trình triển khai Chính phủ điện tử, Chính phủ số.

Nguồn tham khảo:

https://www.ibm.com/topics/data-centers

https://aws.amazon.com/vi/what-is/data-center/