دنیا در حال حرکت به سوی فناوری و پلتفرم‌های اج کامپیوتینگ است. کسب‌وکارها و برنامه‌های کاربردی جدید نیاز دارند تا در محل، اطلاعات را ذخیره‌سازی و پردازش کنند. انواع سرویس‌های ابری و اینترنت اشیا بی‌درنگ طی سال‌های اخیر راه‌اندازی شده است که مستلزم استقرار تجهیزات مراکز داده در لبه شبکه هستند. مراکز داده ماژولار و میکرو، مراکزداده پاسخی به این نیاز بازار هستند. اما این روزها مدیران شبکه و مراکزداده با گسترش روزافزون درخواست‌ها برای نصب تجهیزات مرکزداده در لبه شبکه مواجه شدند. نصب مراکزداده در لبه شبکه به الزامات و رعایت یک سری استانداردها نیازمند است. در بحث خنک‌سازی این تجهیزات باید به شکل ویژه‌ای راهکارهای مناسبی را انتخاب کرد.
الزامات مراکزداده لبه شبکه
مراکز داده نصب شده در لبه شبکه می‌توانند در اندازه‌ها و مشخصات مختلفی باشند. این مراکز داده در بیشتر اوقات در فضایی نامناسب یا دفاتر و شعب راه دور نصب می‌شوند.
مثلا در یک بیمارستان خارج از شهر یا در یک جنگل و بیابان برای پشتیبانی از خدمات شبکه‌های موبایل و بانکداری الکترونیکی. پالایشگاه‌های نفت، معادن و پتروشیمی‌ها، دیگر کاندیداهای مراکزداده لبه شبکه هستند. به این‌ها نیروگاه‌های تولید انرژی یا جمع‌آوری اطلاعات وضعیت آب و هوایی را هم اضافه کنید.
پس، تنوع مراکز داده در این حوزه بسیار زیاد است و از یک رک تا ده رک و منبع انرژی کمتر از ۲۰۰ کیلووات را شامل می‌شوند. مدیران شبکه برای راه‌اندازی سیستم‌های محاسبات در لبه، باید بر چالش‌های نصب مرکزداده در محل چیره شوند و بتوانند راهکارهایی برای خنک‌سازی این تجهیزات داشته باشند.
وقتی شما یک مرکزداده را به سوی لبه شبکه حرکت می‌دهید، یعنی به کاربر نهایی نزدیک‌تر شده‌ايد. بنابراین، باید برای طیف وسیعی از حوادث و رخدادهای بازیابی بحرانی آماده شوید.
البته در این مسیر به دستگاه‌های افزونه و کاهنده‌ي خطا نيز نياز دارید و باید برای به‌کارگیری راهکارهای جایگزین آماده باشید. در این مواقع، مدیران مرکزداده یا شبکه باید سناریوهای مختلف وقوع یک خرابی در سیستم را تخمین زده و برای هریک تدابیر لازم را در نظر داشته باشند.
هرچقدر یک مرکزداده لبه شبکه از انعطاف‌پذیری بیشتری برخوردار باشد، می‌تواند هزینه و زمان استقرار را کاهش دهد. یک اولویت مهم برای مدیران مراکز داده این موضوع است که مرکزداده، انعطاف‌پذیری مناسب با محل استقرار را طراحی یا تهیه کنند.
چالش‌های مهم مراکزداده لبه شبکه
همان‌طور که گفتیم، وقتی یک مرکزداده به لبه شبکه منتقل می‌شود، چالش‌ها و مسائل ریز و درشت جدیدی به وجود خواهد آمد که باید مدیران مرکزداده در پی رفع آن‌ها باشند. برخی از این چالش‌ها به شرح زیر هستند:
امنیت: یکی از مهم‌ترین مسائلی که هنگام نصب و بعدا در زمان نگه‌داری یک مرکزداده در لبه شبکه مطرح است، مباحث امنیتی مرتبط با آن مرکزداده است. مراکزداده لبه شبکه به کاربر نهایی نزدیک‌تر هستند و غالبا بیشتر در دسترس افراد غیرفنی قرار می‌گیرند.
بنابراین، احتمال خرابی، از بین رفتن، سرقت و خرابکاری اطلاعات و تجهیزات بالا می‌رود. امنیت فیزیکی مرکزداده در حوادث طبیعی یا غیرمترقبه مانند آتش‌سوزی، سیل، خرابی ساختمان بر اثر انفجار نشت گاز یا جرقه برق و نظایر این‌ها نیز مطرح است.
برخی از میکرو مراکزداده می‌توانند تا حدودی این نگرانی‌ها را رفع کنند، ولی باز هم تجهیزات مرتبط با این مرکزداده و همین‌طور سیستم‌های تامین برق و سرمايش اتاق در معرض خطر هستند.
فضای محوطه: معمولا جایی که مرکزداده نصب می‌شود، کوچک و محدود است. این فضاها از سیستم‌های گرمایشی یا سرمایشی مناسب برخوردار نیستند و هوا به خوبی جریان ندارد.
نیروهای فنی برای تعمیر و نگه‌داری مرکزداده با مشکل روبرو می‌شوند و اجزای ساختمان مانند دیوارها برای نگه‌داری یک مرکزداده و تجهیزات ذخیره‌سازی اطلاعات ساخته نشده‌اند.
منطقه: گاهی اوقات چالش‌ها به اتاق محل نصب مرکزداده مربوط می‌شوند، ولی گاهی اوقات کل یک ساختمان یا منطقه و محیط اطراف مرکزداده درگیر خواهند شد.
چرا که مرکزداده سروصدای زیادی ایجاد می‌کند و ممکن است باعث مزاحمت برای دیگران شود. اگر خود مرکزداده سروصدا نداشته باشد؛ سیستم سرمايشي و تامین برق آن آلودگی صوتی ایجاد می‌کند.
زمان: در مراکز داده لبه شبکه، فاکتور زمان از هر نظر اهمیت دارد. هم باید بتوان این نوع مراکزداده را سریعا نصب و راه‌اندازی کرد و هم بتوان به سرعت ظرفیت‌های ذخیره‌سازی و دسترسی به اطلاعات را افزایش داد.
نیاز است این مراکز داده سریعا تعمیر و بازپیکربندی شوند تا در مدار قرار بگیرند. به همین ترتیب، باید سیستم تامین انرژی و سرمايش آن‌ها تا حد امکان ماژولار و برخوردار از ویژگی‌های نصب سریع باشند.
افزونگی: همان‌طور که در بالا هم اشاره کردیم، سیستم‌های اج کامپیوتینگ باید دارای بالاترین افزونگی باشند. محاسبات در لبه شبکه نمی‌تواند برای لحظه‌ای متوقف یا به صورت مراکز داده سنتی چندین شبانه‌روز خاموش شده و مرکزداده ثانویه وارد مدار شود.
نیاز است یک مرکزداده و تجهیزات سرمايشي آن طوری طراحی شوند که بالاترین اطمینان‌پذیری و افزونگی را به دست بدهند. غالبا برای یک مرکزداده لبه شبکه باید افزونگی ۹۹.۹۹ درصد به دست آید. این مراکزداده باید کمترین تاخیر شبکه، کمترین تاخیر در لود و اجرا و بالاترین سرعت سوییچ به مودهای مختلف را داشته باشند.
معمولا مراکزداده در این بخش ماژولار طراحی می‌شوند تا در صورت خرابی یک قطعه، بی‌درنگ قطعه سالم دیگری جایگزین شود چون فرصتی برای رفع خرابی نیست.
افزایش ظرفیت: معمولا سیستم‌های لبه شبکه برای یک ظرفیت خاص و محدودی پیکربندی و نصب می‌شوند، اما باید آینده‌نگری هم داشت و شرایطی فراهم شود که بتوان تعداد رک‌های بیشتری به سیستم اضافه کرد یا سیستم سرمايشي و تامین انرژی بتواند میزان تجهیزات بیشتری را زیر پوشش خود بیاورد.
تجربه ثابت کرده است که به مرور زمان و افزوده شدن برنامه‌های کاربردی هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی به سیستم‌های محاسباتی لبه شبکه، نیاز به سرمايش بیشتری وجود خواهد داشت.
سه راهکار طراحی سیستم سرمايشی
عوامل زیادی در طراحی یک مرکزداده لبه شبکه دخیل هستند. در این مطلب نمی‌توانید به طراحی این سیستم‌ها بپردازیم اما به سراغ یکی از چالش‌برانگیزترین مباحث مراکزداده لبه شبکه، یعنی سیستم‌های سرمايشي می‌رویم و به سه راهکار اصولی و استاندارد طراحی آن‌ها اشاره می‌کنیم:
سيستم سرمايشی دیواری و فوقانی: وقتی فضای نصب یک مرکزداده کوچک و محدود می‌شود، باید به دنبال راهکارهایی برای نصب سیستم‌های سرمايشي بهینه و با بهره‌وری بالا بود. در اینجا، یک راهکار می‌تواند استفاده از فضای بالای سر مراکزداده، سقف‌ها و دیوارها باشد.
سیستم‌های سرمايشي می‌توانند در لای دیوارها، سقف اتاق‌ها و فضاهای درنظرگرفته شده، نصب شوند تا هم کل فضای اطراف مرکزداده را خنک کنند و هم مزاحم تجهیزات دیگر یا نیروهای فنی نباشند. معمولا، سیستم‌های سرمايشي قابل نصب روی سقف یا دیوارها می‌توانند فضاهای محدود را به طور دایم خنک نگه دارند. این راهکار به مدیران اجازه می‌دهد از فضای اصلی اتاق بهترین استفاده را ببرند.
سرمايش با مایع: در سیستم‌های محاسباتی متراکم و سنگین از نظر بار کاری، از سرمايش مایع استفاده می‌شود. کل سیستم را طوری طراحی می‌کنند که تمامی تجهیزات مرکزداده و غیره درون یک مایع دی الکتریک یا ماده محلول روغنی غوطه‌ور باشند.
این مایع سعی می‌کند گرمای اطراف تجهیزات شبکه را بگیرد و آن‌ها را خنک سازد. در این سیستم، نیازی به کمپرسورهای بزرگ مکانیکی یا تجهیزات تهویه هوا وجود ندارد. فقط باید مایع گرم شده را به یک سو هدایت کرد تا دوباره خنک شود.
معمولا مجاورت مایع با هوای آزاد سرد می‌تواند این کار را بکند و مایع سرد شده دوباره وارد سیستم شود. طراحی سيستم سرمايشي با مایع برای محیط‌های کوچک اما با چگالی بالا بسیار کارآمد و مفید است. این سیستم می‌تواند براساس محیط و انرژی‌های پاک درون منطقه طراحی شود و هیچ‌گونه سروصدا یا مصرف زیاد انرژی را ایجاد نکند.
مراکزداده پیش‌ساخته: یکی از راهکارهای اصلی در محاسبات لبه شبکه، استفاده از مراکزداده پیش‌ساخته یا میکرو ديتاسنتر است. این مراکزداده به صورت یک قفسه یا کابینت محافظت شده شامل تجهیزات ذخیره‌سازی و سرورها، تجهیزات شبکه، سیستم‌های تامین انرژی و سیستم‌های سرمايشي هستند.
به راحتی و به سرعت در هر مکانی نصب می شوند و نیازی به تامین انرژی یا سیستم سرمايشي ندارند. شرکت‌ها می‌توانند براساس نیاز خود، هر نوع مرکزداده‌ای را به صورت پیش‌ساخته آماده و در محل نصب کنند. این مراکزداده می‌توانند شامل هر نوع ظرفیتی از پردازش، ذخیره‌سازی، سرمايش، منبع‌تغذیه و ارتباطات میان شبکه‌ای باشند.
معمولا، مراکزداده پیش‌ساخته از یکپار‌چگی و انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار هستند و باعث کاهش هزینه‌ها می‌شوند. همچنین، می‌توانند چالش‌ها و نگرانی‌های دیگر بخش‌ها از جمله مسائل امنیتی را رفع کنند.
نگاهی به آینده
فناوری‌های جدید به شدت تمایل به لبه شبکه دارند و نیازمند گسستگی به جای پیوستگی هستند. در گذشته، مراکزداده سنتی با رویکردی تمرکزگرا در یک محل مناسب نصب و کاربران نهایی و سیستم‌هایی لبه شبکه از راه دور به مرکزداده متصل می‌شدند.
اما امروزه، این رویکرد در حال تغییر و فروپاشی است و نیاز به استقرار مراکزداده کوچک در لبه شبکه بیشتر احساس می‌شود. بنابراین، مدیران شبکه باید به سوی راه‌کارها و محصولاتی بروند که برای چنین کاربردهایی ساخته می‌شوند تا به سرعت در محل، نصب و پیکربندی شوند و از انعطاف‌پذیری، افزونگی و مقیاس‌پذیری بالایی برخوردار باشند.
دیدگاه خود را بنویسید