¿Qué es un centro de datos? ¿Qué sucede dentro de uno? 📑
Los centros de datos potencian cada vez más nuestra vida cotidiana. Así es como están evolucionando para reducir su huella ambiental.
La necesidad de gestionar los datos de manera eficiente ha aumentado a medida que el mundo continúa produciendo más datos a un ritmo vertiginoso. Para 2025, se espera que el volumen de datos globales casi se triplique desde 2020. Con más datos creados, consumidos e intercambiados, los centros de datos desempeñarán un papel fundamental en el sustento de las empresas y los países durante la era digital.
¿Qué es un centro de datos?
Los
centros de datos son instalaciones físicas que contienen servidores
informáticos, equipos de red y otra infraestructura de TI necesaria para
ejecutar aplicaciones y servicios. También sirven como ubicaciones
centrales para almacenar y administrar cualquier dato vinculado a estas
aplicaciones, lo que las convierte en una parte clave de las operaciones
comerciales.
Los centros de datos procesan, transmiten y almacenan datos. Albergan grandes cantidades de equipos de TI (incluidos enrutadores, dispositivos de almacenamiento y servidores) y controles ambientales que mitigan el calor generado por el hardware. Debido a que son la principal fuente de almacenamiento de datos de la empresa, los centros de datos están equipados con funciones de seguridad para mantener las operaciones de datos ininterrumpidas y proteger contra posibles ataques cibernéticos.
El diseño de los centros de datos ha tendido hacia centros de hiperescala: instalaciones de varios niveles con una alta densidad de equipos de TI y mayor eficiencia que los centros de datos tradicionales más pequeños. La selección del sitio está determinada por factores como la seguridad, la proximidad de la red, los incentivos fiscales, el acceso a la energía renovable y los costos de la energía.
¿Por qué son importantes los centros de datos?
En septiembre de 2023, hay más de 5000 centros de datos en Estados Unidos. Eso es aproximadamente el doble que el año anterior. Además, el mercado de centros de datos de América del Norte podría experimentar una tasa de crecimiento anual de más del 15 por ciento en camino a superar los 55.800 millones de dólares para 2028.
¿Por qué tal crecimiento? Consumo. A medida que aumenta el uso de almacenamiento y computación, en términos generales, también aumenta la demanda de infraestructura. Esto no es sorprendente considerando que los centros de datos son las vigas que soportan casi todo lo que hacemos en línea.
Los centros de datos, por ejemplo, potencian:
- Correo electrónico y mensajería.
- Inteligencia artificial y aprendizaje automático.
- Programas de software como servicio (SaaS) y virtualización de escritorios.
- Servicios informáticos y de almacenamiento en la nube, incluidas bases de datos e infraestructura.
- Transacciones de comercio electrónico.
Dicho esto, si nunca pensaste dónde está “la nube”, no estás solo. Pero conectemos o no los puntos, los centros de datos siguen siendo la columna vertebral de nuestras vidas cada vez más en línea.
¿Cómo funcionan los centros de datos?
Un centro de datos contiene una red de servidores, cada uno de los cuales posee memoria, espacio de almacenamiento y un procesador, similar a una computadora personal, pero mucho más avanzado. Los servidores también están vinculados entre sí a través de conexiones internas o externas, por lo que pueden comunicarse entre sí para recibir, almacenar y compartir datos. Para mantener manejables las cargas de trabajo de los servidores, los centros de datos dependen del software para agrupar servidores y distribuir las cargas de trabajo entre estos grupos.
Si bien los centros de datos siguen siendo instalaciones físicas, los centros de datos modernos suelen presentar una combinación de servidores físicos y virtuales como resultado de la virtualización. La virtualización toma memoria, espacio de almacenamiento y otros componentes de hardware de las computadoras y permite dividirlos entre computadoras virtuales o máquinas virtuales (VM). Es posible que una máquina virtual solo contenga una parte del hardware de la computadora física, pero aún así actúa como una computadora.
Esta transición a un enfoque virtual basado en la nube permite
a los centros de datos gestionar mejor los recursos, las aplicaciones,
los servicios y las cargas de trabajo. Los centros de datos ahora pueden
lograr más utilizando menos hardware y recursos, lo que los hace más
escalables a medida que asumen mayores cargas de trabajo y se adaptan a las necesidades cambiantes de los clientes.
¿Cuáles son los componentes principales de un centro de datos?
Los centros de datos se componen de componentes centrales que se pueden dividir en tres categorías principales: informática, almacenamiento y red. La infraestructura de soporte adicional garantiza que estos diversos elementos funcionen correctamente y funcionen bien juntos.
Infraestructura informática
La infraestructura informática consta de servidores, que son sistemas o dispositivos que pueden recibir, almacenar y compartir datos con otras computadoras y dispositivos. Los servidores realizan estas tareas a través de capacidades de memoria, almacenamiento y procesamiento. Estos son los tipos más comunes de servidores que utilizan los centros de datos:
- Servidores en rack:
Los servidores en rack son servidores planos y rectangulares destinados
a apilarse uno encima del otro en estantes. Se trata de una configuración eficiente
diseñada para dejar espacio para que cada servidor tenga sus propios
ventiladores de refrigeración, cables, fuentes de alimentación y otras
características.
- Servidores Blade:
los servidores Blade se pueden apilar uno encima del otro en un espacio
de almacenamiento más pequeño conocido como chasis. El chasis
proporciona recursos de red y energía, lo que brinda a los servidores
blade mayor potencia de procesamiento y eficiencia energética que los
servidores en rack.
- Mainframes: Los mainframes son más avanzados que los servidores típicos y pueden manejar miles de millones de cálculos en tiempo real. Si bien técnicamente es una computadora, una computadora central actúa como un servidor y puede completar la misma cantidad de trabajo que una sala de servidores en rack o blade.
Infraestructura de almacenamiento
Los centros de datos deben contar con algún tipo de sistema de almacenamiento, para que los servidores puedan administrar los datos de la empresa. A continuación se muestran algunos tipos de métodos de almacenamiento:
- Almacenamiento de conexión directa (DAS):
fiel a su nombre, DAS se refiere a un sistema de almacenamiento que
está conectado directamente a un servidor. Este sistema permite que sólo
la computadora host acceda a los datos. Cualquier otro dispositivo debe
pasar primero por la computadora host para acceder a los datos.
- Almacenamiento conectado a la red (NAS):
NAS aprovecha una conexión Ethernet para brindar capacidades de acceso y
almacenamiento de datos a múltiples servidores. Luego, los centros de
datos pueden almacenar cantidades masivas de archivos, lo que hace que
este método sea ideal para cultivar archivos multimedia.
- Red de área de almacenamiento (SAN): si bien es similar a NAS, SAN posee una red más compleja de servidores, hardware y software. Las SAN también utilizan una red separada dedicada exclusivamente a los datos, lo que aumenta sus capacidades de almacenamiento de datos en comparación con las NAS.
Infraestructura de red
Un sistema de cables, conmutadores y enrutadores conecta los servidores entre sí y permite el flujo de datos a través de un centro de datos. Al mismo tiempo, los centros de datos pueden monitorear y regular el tráfico de datos a través de firewalls, evitando que las amenazas cibernéticas se infiltren en las redes de los centros de datos.
Infraestructura de soporte
Las empresas y los clientes necesitan que los centros de datos sean almacenes y proveedores de datos fiables. Para garantizar operaciones fluidas, los centros de datos están equipados con características adicionales:
- Los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) sostienen los centros de datos durante cortes y sobretensiones.
- Los generadores de energía hacen funcionar los centros de datos durante cortes de energía más extremos.
- Los sistemas de ventilación y refrigeración mantienen los servidores a una temperatura razonable.
- Los sistemas de extinción de incendios apagan los incendios rápidamente para evitar daños a los centros de datos.
- Los cables de alimentación correctamente espaciados evitan la diafonía y el sobrecalentamiento.
- La matriz redundante de discos independientes (RAID) realiza copias de datos como medida de precaución.
¿Cuáles son los diferentes estándares y niveles de los centros de datos?
El estándar Uptime Institute es el sistema más utilizado para clasificar la resiliencia energética en la industria. El Uptime Standard es una clasificación de cuatro niveles: cuanto más alto sea el nivel, mayor será la redundancia.
- Nivel I (capacidad básica) : Centros de datos que tienen una ruta para energía, refrigeración y red, y sin respaldo.
- Nivel II (Capacidad Redundante):
Centros de datos en los que se puede realizar un mantenimiento
"seleccionado" sin afectar el servicio y que tienen "un mayor margen de
seguridad" contra fallas de equipos en comparación con los centros de
Nivel I. Los centros de datos de nivel II tienen un sistema generador de
respaldo para los sistemas de energía y refrigeración.
- Nivel III (mantenible simultáneamente): Centros de datos a los que se les puede realizar mantenimiento en
cualquier componente del sistema sin interrumpir el servicio. Los Tier
III tienen más de un generador y más de un sistema de refrigeración.
- Nivel IV (tolerante a fallas): centros de datos que tienen al menos dos líneas separadas para energía, refrigeración y red.
Una vez que un constructor de centros de datos establece un historial y se convierte en una entidad confiable, la certificación en sí se considera esencialmente superflua dentro de la industria, particularmente en los Estados Unidos. (Las certificaciones, incluso de constructores de colocación establecidos, se consideran más importantes fuera de Estados Unidos, en los mercados emergentes, donde los clientes pueden estar menos familiarizados con los proveedores). Hay incluso menos necesidad de pasar por el proceso para las empresas de tecnología que construyen centros de datos para sus propias operaciones, a diferencia de las colocaciones, que alquilan espacio.
¿Cuáles son los tipos de centros de datos?
Centros de datos en la nube
Los centros de datos en la nube son construidos y mantenidos por proveedores de computación en la nube, como Amazon, Microsoft y Google. Los clientes alquilan instancias para tareas informáticas y de almacenamiento y no tienen acceso a los servidores físicos.
Centros de datos de colocación
Los centros de datos de colocación son aquellos en los que los clientes alquilan y administran servidores. La responsabilidad de la energía, la refrigeración, la resiliencia, la seguridad y otros soportes ambientales recae en el propietario de la instalación.
Centros de datos de servicios gestionados
Estos centros de datos brindan servicios similares a los proveedores de la nube, pero también permiten a los usuarios acceder a nivel de servidor físico.
Centros de datos empresariales
Los centros de datos empresariales son construidos y mantenidos por la única empresa que utiliza sus servidores. Estos podrían variar desde una pequeña instalación local anterior a la tendencia de la computación en la nube hasta centros de hiperescala de múltiples niveles construidos por y para Meta.
¿Qué hay en una instalación de centro de datos?
Realice una caminata de 20 minutos hacia el sur por el Pacífico desde las históricas instalaciones de AOL convertidas en Stack y llegará a VA11, un centro de datos Vantage de 250,000 pies cuadrados que es, en cierto modo, representativo de enfoques de centros de datos más amplios y, en otros, más distintivo.
Construido en 2019, VA11 es el primero de los cinco centros de datos planificados en lo que será un campus de 142 MW y valorado en mil millones de dólares, que se extenderá a lo largo de 42 acres. Es indicativo de una tendencia a largo plazo que se aleja de los centros de datos más pequeños hacia diseños de hiperescala densamente construidos, lo que ha llevado a una mejor eficiencia energética en comparación con los viejos tiempos.
La distribución del suelo es una consideración importante en los centros de datos. VA11 incorpora las dos opciones de diseño más comunes en diferentes partes de la instalación: pisos elevados y pisos de concreto. Los pisos elevados, que ocultan el cableado debajo de los pies, no son exclusivos de los centros de datos. (Es posible que su edificio de oficinas los tenga). Pero los espacios entre sus pies y el piso real son más profundos en los centros de datos, con alrededor de dos pies de espacio aéreo para ayudar con el enfriamiento. Este suelo tiende a utilizarse con servidores de menor potencia, que requieren un flujo de aire menos sofisticado.
Aunque la industria, en general, se está moviendo hacia las losas de concreto, las consideraciones sobre las tuberías de agua (y una gran aversión por el desorden de cables visible) pueden llevar a algunos diseñadores de centros a optar por pisos elevados.
Los pisos de concreto son más eficientes y ventajosos, según Lee Kestler, director comercial de Vantage y líder desde hace mucho tiempo en el mercado del norte de Virginia. Le permiten incorporar servidores más pesados y todo el cableado de red y energía se encuentra encima de los bastidores, lo que simplifica el acceso. (En VA11, ese cableado está protegido por una rejilla de techo Gordon, cuyo video de montaje es un reloj divertido para los nerds de la ingeniería).
Tim Hughes, director de estrategia y desarrollo del proveedor de centros de datos Stack Infrastructure, señaló que Stack favorece lo concreto, pero estuvo de acuerdo en que la decisión se reduce a factores situacionales. "Es realmente una combinación de las preferencias del cliente combinadas con las capacidades de la instalación", dijo.
Como es de esperar, la seguridad también es un detalle importante. En VA11, eso incluye cercas perimetrales, monitoreo de CCTV y patrullas de seguridad las 24 horas, los 7 días de la semana. Cada puerta tiene alarma y utiliza PIN, credenciales y datos biométricos para ingresar. Dentro de las salas de infraestructura, los detectores de humo de baja sensibilidad "detectan la cantidad más pequeña de humo", dijo Steve Conner, vicepresidente de ingeniería y ventas de soluciones de Vantage, en un video de recorrido, que también muestra la galería mecánica, el patio de generadores, el centro eléctrico, habitación y otros lugares del edificio.
Aunque los servidores pueden funcionar a temperaturas sorprendentemente altas, existen pautas para garantizar que funcionen a temperaturas óptimas. Para mantener las cosas frescas, tanto los Vantage Data Centers como Stack Infrastructure utilizan lo que se llaman enfriadores enfriados por aire, que se ubican en el techo y llevan el fluido de enfriamiento a través de un sistema de circuito cerrado a las salas de datos, mientras que los dispositivos llamados Computer Room Air Handling (CRAH) Las unidades extraen calor.
En
los llamados pasillos calientes, donde las partes traseras de los racks
de servidores están enfrentadas, las temperaturas pueden alcanzar hasta
100 grados Fahrenheit. "Ese calor se evacua a una cámara, se lleva de
regreso a las unidades de aire acondicionado, se recicla y se empuja de
regreso, y el aire frío sale alrededor de 72 [grados]", dijo Kestler.