Diseño de Data Center ¿Qué es, para qué sirve y cuáles son los componentes principales?

Tanto las grandes empresas como cualquier sitio de Internet disponen de servidores que permiten la transferencia datos por medio de un sistema complejo. En estos se aloja el registro de las operaciones.

A los hostings se los conoce como Data Center. Los cuales son espacios físicos en donde existe una gran cantidad de ordenadores que tienen un alto nivel de seguridad, de refrigeración y de infraestructura. 

Para que conozcas en detalle de qué se trata esto, hemos preparado este artículo para ti. Podrás encontrar para qué se usa, cuáles son los objetivos y todos los componentes necesarios para su diseño.

¿Qué es un Data Center de una red informática y para qué sirve?

Un “Data Center”, también conocido en nuestro país como “Centro de Datos”, es un espacio donde se almacenan diferentes equipos de hardware y componentes físicos que son necesarios para el procesamiento de la información digital. Si bien es cierto que existen servidores de forma virtual y tienen un menor coste de mantenimiento, no son tan usados a la hora de elegir una mayor seguridad de datos.

Los DC logran que las operaciones de una compañía estén alojadas en un solo lugar y obtienen la garantía de que las mismas están seguras. Esto se debe porque cuentan con un ambiente óptimo y un diseño de red acorde con las necesidades de las operaciones.

Para crear un Centro de Datos es necesario tener en cuenta algunos factores antes de su creación. Por ejemplo, su coste de instalación, la mano de obra de mantenimiento, la infraestructura relacionada con la electricidad y cualquier otro riesgo natural o intencional que pueda existir en ese lugar.

¿Cuáles son los objetivos de un data center en una red informática?

Los objetivos que debe cumplir una red Data Center son:

• Escalabilidad: los Data Center deben tener un diseño de arquitectura que permita el aumento de la capacidad de trabajo sin la necesidad de comprometer las operaciones y el funcionamiento normal de los mismos. Para ello, es necesario contar con el equipamiento suficiente y con una óptima instalación.
• Flexibilidad: este objetivo se refiere a la posibilidad de adaptar el Data Center con las necesidades tecnológicas y comerciales de los clientes que alojan sus datos en los servidores. Esto quiere decir que los precios y términos contractuales deben ser dinámicos para adaptarse a la actualidad de las compañías.
• Alta disponibilidad: esto sea tal vez uno de los objetivos más buscados por los clientes. Los Data Center deben ofrecer un servicio continuo a los usuarios, es decir no deben estar fuera de servicio en ningún momento. Para lograr esto, es necesario tener un diseño de red que permita que diferentes componentes actúen como clones para suplantar las actividades de los servidores principales cuando quedan fuera de servicio.
• Rendimiento: los centros de datos deben ser aprovechados al máximo. Esto quiere decir que el rendimiento será mejor cuando se pueda implementar y maximizar en la combinación de tener la cantidad justa de servidores en relación con los recursos que se maneja en el DC.
• Eficiencia energética: es uno de los temas que más preocupan a los dueños de los Data Center. Esto se debe porque la temperatura óptima, para que los ordenadores que trabajan en el espacio físico no presenten averías, es entre 21 y 23 grados. Por lo que la refrigeración es un objetivo importante que se debe cumplir para no tener tanto consumo eléctrico. Además, se debe establecer ciertas normas para que todos los componentes puedan funcionar en forma óptima con la mejor eficiencia energética. Para ello, es necesario adquirir servidores y otros tipos de hardware de última tecnología.

Historia y evolución de los data center ¿Cómo han cambiado a lo largo de los años?

Si bien se conoce como la primera automatización de datos la máquina perforadora de Herman Hollerith a finales del siglo 19, no fue hasta el año 1946 cuando se creó, para el ejército de Estados Unidos, el sistema llamado Integrador Numérico Electrónico e Informática. Este modelo se lo considera como el primer ordenador con procesos generales. En 1960 se crearon las primeras unidades de procesamiento de datos de IBM System, las cuales produjeron el primer salto para procesar información en grandes cantidades.

Esto hizo que 11 años después, la empresa Intel presente su modelo 4004, con el cual se podía personalizar el software para que se integre con diferentes funciones en cualquier dispositivo que pertenecía a la red. A finales de la década del 70 se crea la primera red LAN con 255 ordenadores en el banco Chase de Manhattan. La transferencia de datos podía llegar hasta 2,5 Mb/s, convirtiéndose así en el primer servicio de centro de datos tal cual lo conocemos hoy.

No hay que olvidarse de los primeros ordenadores personales que tuvieron su aparición en el mercado en 1981. Con estos PC se comenzó a compartir archivos entre los diferentes usuarios, logrando que se puedan crear redes LAN más eficientes. En estas estructuras se destacaban los equipos clientes que podían acceder al almacenamiento de otro PC servidor. A partir de la década del 90, las empresas optaron por tener los centros de datos en lugares físicos cercanos a las mismas.

Esto generó que, a partir de la aparición de la conectividad por medio de Internet, este funcionamiento se haga más eficiente. Por lo que las industrias destinaron mayores recursos para obtener salas muchos más grandes. La compañía norteamericana VMWare comenzó a vender su producto Workstation, el cual tenía semejanzas con el Virtual PC de Apple y se destinaba a satisfacer las necesidades de las empresas. Poco tiempo después se pone en marcha el modelo de servidor ESX, con el que evita que el SO adyacente sea necesario.

Años más tardes aparecieron herramientas de Amazon Web Services, Sun Microsystems y Open Compute Project de Facebook. Estas comenzaron a mejorar las especificaciones técnicas que ayudaron a aumentar la eficiencia en la práctica de la transferencia de datos entre los componentes de la red. En la actualidad los Data Center trabajan de acuerdo con la capacidad del cliente para apoyar las demandas por medio de la nube. Esto hace mejorar los costes de infraestructura de todos los participantes.

Componentes y equipo necesario para el data center ¿Qué dispositivos se necesitan?

Los componentes necesarios para armar un Data Center son:

• Unidad física para estación compacta: este elemento es necesario para colocar todos los componentes del Data Center. Se debe tener en cuenta el sistema de aislamiento de ruido y humedad, seguridad ante robos, incendios y desastres naturales. Además, debe estar ubicado en una zona lo más fría posible para que los equipos funcionen mejor y no se necesite tanto consumo de energía eléctrica para refrigerar los servidores.
• Transformador: es necesario contar con un sistema eléctrico que regule el voltaje de la energía y la mantenga en el nivel óptimo para los dispositivos. También es necesario contar con equipos de soporte en caso de corte de energía para que no queden fuera de servicio.
• Tablero eléctrico: así como es necesario el transformador, también es importante contar con una instalación eléctrica adecuada para que pueda transmitir el voltaje correcto y no dañe los equipos. Además, se debe incorporar diferentes circuitos para que, en caso de algún corte por fallo eléctrico, no permita que se averíe el resto de la instalación.
• UPS: estos equipos funcionan como baterías que integran el circuito eléctrico. En caso de corte de energía eléctrica los equipos conectados a este dispositivo no sufrirán ninguna interrupción debido a la carga restante que tienen los Uninterruptible Power Supply.
• PDU: el trabajo de estos componentes es distribuir energía por medio de la toma de corriente a los cuales se deben conectar los equipos de la red que se encuentran ubicados en los racks.
• Circuito de videovigilancia: se debe considerar la instalación de cámaras, monitores y cualquier otro elemento que pueda ayudar a controlar el correcto funcionamiento de los equipos instalados en el Data Center. También se utiliza para evitar robos y poder responder ante desastres naturales.
• Piso falso: también llamado piso elevado. La función es crear una cámara entre el piso firme y esta lámina de placas en las cuales se instalan los racks y otros componentes. Esto ayuda a enviar todo el cableado por el piso y poder acceder a los mismos de una manera fácil.
• Control de acceso a áreas restringidas: se deben crear mecanismos para controlar que personas no autorizadas puedan acceder a lugares sensibles de manipulación y rotura de los equipos. Se pueden crear controles por medio de tarjetas magnéticas o huellas dactilares.
• Racks: gracias a que se pueden apilar los equipos, estos gabinetes en los cuales se instalan los servidores ayudan a mantener en orden el lugar y ahorrar mucho espacio.
• Cableado por estructura: este no es un tema menor. ya que se deben instalar de forma correcta, ordenada y prolija los cables para conectar los diferentes equipos. Se debe tener en cuenta el uso exacto de los cables de pares trenzado que se deben utilizar.
• Servidores, otros ordenadores y switch: nada tendría sentido si no se utilizan los equipos informáticos que se deberán conectar entre sí para poder brindar el servicio de transferencia de datos de forma continua. Para ello, es necesario que estos servidores cuenten con la última tecnología y consuman la menor cantidad de energía posible. Además, se debe contar con enrutadores y módem que permiten la conexión a Internet de forma segura.

Modelos más usados para el diseño de data center ¿Cuáles son los más eficientes?

Los diseños más usados para crear un Data Center son los siguientes:

En triángulo

Se denomina como diseño triángulo a la estructura que se realiza en un Data Center en donde los lados de la figura geométrica son los enlaces que se tiene en el árbol de expansión entre el servidor y dos equipos.

En cuadrado

El diseño en este caso de bucle en cuadrado se genera cuando dos servidores se conectan a los 2 conmutadores de acceso para que estos puedan realizar una distribución por medio del método de la agregación para conectarse a Internet.

En forma de U

El diseño sin bucles se realiza cuando en la capa 2 no hay ciclos por lo que se mantiene los enlaces redundantes en caso que existan errores en la conexión. Se puede realizar como un diseño de “U” o de “U Invertida”. Si bien este diseño no se lo utiliza con frecuencia debido a las limitaciones que presentan por no poder extender la red LAN, tiene sus ventajas a la hora de utilizar STP.