В существующей цифровой среде действительно востребована бесперебойная доступность данных и сервисов. Предприятия в значительной степени полагаются на постоянную доступность систем для поддержания работоспособности, обслуживания клиентов и поддержания своей репутации. Высокая доступность обеспечивает бесперебойную работу систем, снижая риск дорогостоящих простоев.
Наиболее оптимальной стратегией для достижения высокой доступности является резервирование центра обработки данных. Дублирование критически важных компонентов обеспечивает резервирование, гарантируя, что сбой в одной области не нарушит работу в целом. В этом блоге рассказывается о том, почему резервирование необходимо, о компонентах, которым оно приносит наибольшую пользу, и о его роли в обеспечении высокой доступности. В нём также рассматривается, как уровни центра обработки данных соотносятся с уровнями резервирования, что поможет вам в проектировании более эффективной инфраструктуры.
Понимание важности резервирования в центрах обработки данных
Резервирование — важный элемент проектирования центров обработки данных. Оно предполагает дублирование основных компонентов системы для обеспечения бесперебойной работы. Если один из компонентов выходит из строя, его резервная копия немедленно берёт на себя управление, предотвращая перебои в работе. Такой плавный переход сводит к минимуму время простоя, что крайне важно для обеспечения непрерывности бизнеса и доверия клиентов.
Отсутствие резервирования может привести к серьёзным последствиям. Один сбой может привести к остановке работы, потере прибыли и разрушению репутации. Внедрение резервирования — это не просто мера предосторожности, а упреждающий подход. Он помогает центрам обработки данных соблюдать соглашения об уровне обслуживания (SLA), обеспечивая надёжность и устойчивость к неожиданным сбоям.
Ключевые преимущества резервирования:
- Улучшенное время безотказной работы: Гарантирует, что системы остаются работоспособными во время сбоев.
- Повышенная надежность: Снижает риск критических сбоев в обслуживании.
- Удовлетворенность клиентов: Укрепляет доверие благодаря постоянному предоставлению услуг.
- Соответствие требованиям: Соответствует нормативным требованиям к инфраструктуре высокой доступности.
Ключевые компоненты, требующие резервирования
Несколько критически важных компонентов в центрах обработки данных должны иметь избыточность для поддержания высокой доступности:
- Энергетические системы:
- Резервные источники питания, такие как источники бесперебойного питания (ИБП) и резервные генераторы, обеспечивают подачу электроэнергии во время отключений.
- Двойное питание оборудования обеспечивает еще один уровень безопасности.
- Резервные батареи сокращают разрыв при передаче электроэнергии к генераторам.
- Системы охлаждения:
- Резервное охлаждение, например, с помощью нескольких чиллеров или кондиционеров, предотвращает перегрев оборудования.
- Перегрев может привести к сбоям оборудования, что делает резервирование системы охлаждения необходимым для долговечности системы.
- Сетевые подключения:
- Различные сетевые пути обеспечивают подключение, даже если одно соединение выходит из строя.
- Резервные коммутаторы и маршрутизаторы предотвращают появление узких мест в трафике данных.
- Резервное подключение к интернету через нескольких поставщиков интернет-услуг (ISP) обеспечивает дополнительный уровень надёжности подключения.
- Устройства хранения данных:
- Зеркальное отображение данных на нескольких устройствах или местоположениях предотвращает потерю данных.
- Конфигурации RAID обеспечивают отказоустойчивость систем хранения данных.
- Резервное копирование в облаке обеспечивает дополнительный уровень резервирования для аварийного восстановления.
- Серверная инфраструктура:
- Резервные серверы с механизмами отработки отказа гарантируют, что приложения остаются доступными.
- Балансировщики нагрузки равномерно распределяют трафик, сводя к минимуму влияние сбоев сервера.
Роль избыточности в повышении высокой доступности
Резервирование жизненно необходимо для обеспечения высокой доступности в центрах обработки данных. Оно устраняет отдельные точки отказа, снижая риск сбоев в работе сервисов. При выходе из строя критически важного компонента его резервная копия немедленно берёт на себя управление. Такой плавный переход обеспечивает бесперебойную работу без заметных для пользователей перерывов.
Ключевые роли резервирования для обеспечения высокой доступности:
- Сведенное к минимуму время простоя:
- Резервирование гарантирует, что сбои не приведут к перебоям в работе системы.
- Службы продолжают работать, пока производится ремонт или замена.
- Улучшенный пользовательский опыт:
- Пользователи ожидают бесперебойного доступа к цифровым сервисам.
- Резервирование помогает поддерживать уровень обслуживания, укрепляя доверие и удовлетворенность.
- Повышенная Устойчивость:
- Центры обработки данных могут справляться с неожиданными сбоями или техническим обслуживанием без ущерба для производительности.
- Резервные системы позволяют проводить плановое техническое обслуживание с нулевым влиянием на время безотказной работы.
- Непрерывность бизнеса:
- Высокая доступность снижает финансовые потери, вызванные перебоями в работе.
- Организации могут соблюдать соглашения об уровне обслуживания и поддерживать свою репутацию надежных сотрудников.
Как работает резервирование для поддержки высокой доступности:
- Механизмы аварийного переключения:
при сбое основной системы резервная система мгновенно активируется. Этот процесс часто автоматизирован и не требует ручного вмешательства. - Балансировка нагрузки:
избыточность поддерживает балансировку нагрузки за счет распределения трафика между несколькими серверами. Если один сервер перестает работать, остальные легко берут на себя нагрузку. - Различные пути:
резервные сетевые подключения обеспечивают непрерывную связь. Если один путь выходит из строя, альтернативный маршрут сохраняет связь.
Примеры резервирования, повышающего высокую доступность:
- Онлайн-портал банка остаётся доступным во время обслуживания сервера благодаря резервным серверам.
- Платформа электронной коммерции обеспечивает бесперебойную обработку транзакций даже при отключении электроэнергии благодаря резервным источникам питания и дублирующим сетевым соединениям.
- Облачные сервисы обеспечивают бесперебойную работу, используя географически распределённые центры обработки данных с зеркальными системами.
Как уровни центров обработки данных связаны с избыточностью
Центры обработки данных делятся на четыре уровня (от I до IV) в зависимости от уровня избыточности и доступности инфраструктуры. Эти уровни определяют, как центры обработки данных управляют избыточностью критически важных компонентов, обеспечивая надёжность системы и бесперебойную работу. Каждый уровень представляет собой более высокий уровень сложности, избыточности и отказоустойчивости. Понимание этих уровней крайне важно для выбора подходящей инфраструктуры в соответствии с требованиями к доступности вашего предприятия.
Обзор Уровней центра обработки данных и избыточности:
Уровень I: Базовая мощность с ограниченным резервированием
- Инфраструктура:
центры обработки данных уровня I предлагают единый канал питания и охлаждения. Это означает, что все операции зависят от одного набора систем для регулирования питания и температуры. - Резервирование:
отсутствует резервный механизм или механизм аварийного переключения. Если выйдет из строя критически важный компонент, например блок питания или система охлаждения, вся система может отключиться, что приведет к сбоям в работе и возможной потере данных. - Доступность:
доступность в центре обработки данных уровня I минимальна. На практике в таких центрах могут возникать незапланированные простои из-за системных сбоев. Уровень I обычно используется в средах, где доступность не является критически важной, или для малого бизнеса с низкими требованиями к времени безотказной работы. - Идеальное применение:
лучше всего подходит для небольших приложений или некритичных операций, которые могут выдерживать периодические сбои. Например, для небольших хранилищ данных или некритичных приложений с низким трафиком.
Уровень II: Частичное резервирование мощности и охлаждения
- Инфраструктура:
центры обработки данных уровня II обеспечивают единый путь подачи питания и охлаждения, но с некоторым уровнем резервирования для критически важных компонентов. Например, могут быть предусмотрены резервные источники питания для конкретного оборудования или резервный блок охлаждения. - Резервирование:
этот уровень включает в себя некоторый уровень резервного копирования, но по-прежнему зависит от отдельного канала питания и охлаждения. Если один из компонентов выйдет из строя, может включиться резервная система, но отказ основного канала все равно приведет к определенным сбоям. - Доступность:
доступность выше, чем у уровня I, но всё же остаётся некоторый риск. Перебои с электричеством, отказ системы охлаждения или проблемы с сетью могут привести к простою, хотя резервные системы снижают вероятность этого. - Идеальное применение:
центры обработки данных уровня II больше подходят для компаний с умеренными требованиями к доступности. Они подходят для предприятий малого и среднего бизнеса, некритичных приложений или бизнес-операций, требующих минимального, но надёжного времени безотказной работы.
Уровень III: Одновременно обслуживаемые системы с несколькими каналами питания и охлаждения.
- Инфраструктура:
центры обработки данных уровня III спроектированы с двумя линиями питания и охлаждения, что означает, что системы могут работать одновременно без ущерба для производительности. Эти линии полностью независимы, что позволяет центру обработки данных продолжать работу даже в случае сбоя одной из линий. - Резервирование:
ключевой особенностью уровня III является возможность продолжать работу во время планового технического обслуживания или сбоя. Резервные системы (включая системы электропитания, охлаждения и сетевые системы) можно заменять или обслуживать без ущерба для времени безотказной работы всей системы. - Доступность:
доступность значительно повышена, время безотказной работы системы составляет 99,982%. Уровень III обеспечивает возможность проведения планового технического обслуживания без перерывов в работе, сокращая время простоя и повышая надежность. - Идеальное применение:
уровень III идеально подходит для компаний с умеренными или высокими требованиями к доступности, таких как платформы электронной коммерции, корпоративные ИТ-сервисы и поставщики SaaS. Он подходит для критически важных приложений, но может не соответствовать строгим требованиям к времени безотказной работы критически важных сервисов, таких как банковские или медицинские.
Уровень IV: отказоустойчивый с полностью резервированными системами, обеспечивающий максимальную доступность
- Инфраструктура:
центры обработки данных уровня IV обеспечивают высочайший уровень резервирования инфраструктуры. В этих объектах используются полностью резервированные системы, включая системы электропитания, охлаждения и сетевые компоненты. Каждый из этих компонентов имеет активное резервное копирование, что исключает единую точку отказа. - Резервирование:
центры обработки данных уровня IV спроектированы таким образом, чтобы быть отказоустойчивыми, то есть они могут выдерживать отказ нескольких компонентов без ущерба для работы. Например, если обе линии электропитания выйдут из строя, резервные генераторы немедленно возьмут на себя управление. Системы охлаждения имеют независимые резервные источники питания, а сетевые пути полностью резервированы. - Доступность:
доступность центров обработки данных уровня IV является исключительной и составляет 99,995% времени безотказной работы. Это означает, что максимальное годовое время простоя составляет всего 26,3 минуты, что обеспечивает непрерывную работу даже в случае нескольких сбоев. Эти центры спроектированы таким образом, чтобы выдерживать сбои и обеспечивать высокую доступность. - Идеальное применение:
уровень IV подходит для компаний, для которых простой может привести к серьёзным последствиям. К таким отраслям относятся банковское дело, финансовые услуги, здравоохранение, государственное управление и платформы электронной коммерции с высокой посещаемостью. Эти отрасли требуют максимальной отказоустойчивости, чтобы соответствовать ожиданиям клиентов и нормативным стандартам.
Как уровни центра обработки данных влияют на избыточность и риск простоев:
- Центры обработки данных уровня I и II:
- Риск простоя: эти центры обработки данных более низкого уровня подвержены сбоям в работе отдельных компонентов. Например, если выйдет из строя основной источник питания или система охлаждения, резервного питания может быть недостаточно для предотвращения сбоев в работе.
- Надежность: хотя уровень II обеспечивает некоторую избыточность, его ограниченное резервное копирование все равно может привести к значительному простою в случае непредвиденных сбоев.
- Подходит для: некритичных приложений или предприятий с ограниченным бюджетом и меньшими требованиями к бесперебойной работе.
- Центры обработки данных уровня III и IV:
- Минимальный риск простоев: как центры обработки данных уровня III, так и центры обработки данных уровня IV предлагают несколько вариантов резервирования, обеспечивая высокую доступность. Однако центры обработки данных уровня IV предлагают более комплексный подход с полным резервированием всех систем, обеспечивая большую отказоустойчивость.
- Надежность: уровень III позволяет проводить техническое обслуживание без ущерба для производительности системы, а уровень IV гарантирует, что система останется работоспособной при одновременном возникновении нескольких сбоев.
- Подходящие уровни: эти уровни необходимы для критически важных приложений, где даже несколько минут простоя могут привести к серьёзным последствиям, например, на финансовых рынках, в здравоохранении и государственных учреждениях.
Выбор подходящего уровня для Ваших нужд:
При выборе уровня центра обработки данных примите во внимание следующее:
- Уровень I и II: подходит для стартапов или малого бизнеса с ограниченным бюджетом. Такие компании могут позволить себе некоторые простои и не рассчитывают на постоянную доступность.
- Уровень III: идеально подходит для компаний с умеренными или высокими требованиями к доступности. К ним относятся интернет-магазины, крупная ИТ-инфраструктура и приложения, ориентированные на клиентов, где простои влияют на уровень обслуживания, но не приводят к серьёзным финансовым последствиям.
- Уровень IV: лучше всего подходит для отраслей, в которых время безотказной работы имеет решающее значение, а простои обходятся дорого, например, для финансовых учреждений, медицинских учреждений и корпоративных SaaS-операций. Предприятиям в этих отраслях требуется максимальная надежность, отказоустойчивость и доступность.
Заключение
Обеспечение высокой доступности в центрах обработки данных больше не является чем-то необязательным — это необходимость в нашем постоянно подключённом к сети цифровом мире. Резервирование играет важнейшую роль, устраняя отдельные точки отказа. Резервирование систем электропитания, охлаждения, сетевых подключений и хранения данных обеспечивает бесперебойную работу даже в случае непредвиденных проблем.
Понимание уровней центров обработки данных и стандартов их резервирования поможет компаниям выбрать подходящий уровень надёжности для своих нужд. Например, центры обработки данных уровня III и IV предлагают значительные преимущества компаниям, которым требуется минимальное время простоя.
Инвестиции в резервирование — это инвестиции в доверие, удовлетворённость клиентов и операционную устойчивость. Применяя упреждающую стратегию, компании могут снизить риски, гарантировать бесперебойное обслуживание и адаптироваться к меняющимся технологическим требованиям. Резервирование — это не просто защита, а основа для устойчивого развития и творчества.