پاورپوینت طراحی و مدیریت مراکز داده

طراحی و مدیریت مراکز داده Data Center Management & Design
مهندس محسن زندی

و مفاهیم تعاریف
مرکز داده محلی برای نگهداری سیستمهای کامپیوتری و تکنولوژی های وابسته مانند سیستمهای ارتباطی و سیستمهای ذخیره سازی اطلاعات است.

این مراکز معمولا شامل سیستمهای پشتیبانی تامین منبع؛ پشتیبانی شبکه های ارتباطی و سیستمهای امنیتی مخصوص میباشد.

Data Center for Internet
Data Center for Extranet
Data Center for Intranet

انواع مرکز داده
معمولا تمامی انواع بالا در یک مرکز داده قرار میگیرد که از آن به عنوان مرکز داده سازمانی یاد میشود.

اصلی ترین کاربرد مرکز داده ارایه خدمات نرم افزاری جهت پیشبرد اهداف سازمان میباشد.

نرم افزارهایی که جهت اریه خدمات به صورت خاص برای یک سازمان (مثلا نیروها نظامی) تهیه میشوند و یا نرم افزارهای آماده مانند ERP، CRM

نگهداری Data Base ها و میزبانی فضا برای نرم افزار ها از دیگر کاربردها هستند.
کاربرد مرکز داده

شناسایی مشکلات
منابع انبار شده
تعیین اهداف
پیاده سازی برنامه
تدوین برنامه
کاربرد و ارزیابی
پشتیبانی تصمیم گیری
جمع آوری و آنالیز
تدوین
گزینه های جایگزین
تحلیل گزینه های جایگزین
تصمیم گیری
برنامه ریزی مفهومی و استراتژیک

بر اساس استاندارد TIA-942 4 لایه برای طراحی مراکز داده پیشنهاد شده که لایه 1 درواقع همان اتاقهای کامپیوتر هستند و لایه 4 پیشرفته ترین مراکز داده میباشند که تمام خصوصیات را در خود جای داده اند.

استانداردهای طراحی مرکز داده

متدولوژی های طراحی
Creative problem solving(حل مساله خلاقانه)
Creativity techniques (تکنیکهای خلاق)
Design-build(طراحی ساخت)
Design for X(طراحی برای X)
Design management(مدیریت طراحی)
Design thinking(طراحی مفهومی)
Engineering design process (فرآیند طراحی مهندسی)
Error-tolerant design(طراحی مقاوم دربرابر خطا)
Functional design (طراحی عملیاتی)
Mind mapping ( طراحی ذهنی)
Open design(طراحی باز)
Participatory design (طراحی مشارکتی)
Reliable system design (طراحی سیستم های قابل اطمینان)
TRIZ
Universal design (طراحی جهانی)
User innovation (طراحی نواورانه)
Fault tolerant design
Co-Design

شرایط طراحی
معیارهای اساسی برای طراحی مرکز داده شامل موارد زیر است:
محدودیت های فضا
محدودیت های بودجه
محدودیتهای زمان

تخصیص بودجه و پیش بینی آن بسته به نوع آن بسیار متفاوت است ولی عموما طراحی و پیاده سازی مرکز داده به بودجه فراوانی احتیاج دارد.

هنگامی که در خصوص طراحی صحبت میشود منظور موارد زیر است:
زیرساخت های شبکه (سوییچ ها، ترمینال ها و غیره)
طراحی سایت
مرکز فرماندهی
سقف و کف کاذب
کنترلرهای محیطی
تامین نیرو
شرایط طراحی
مرکز فرماندهی
کف کاذب

فلسفه طراحی
مواردی که در طراحی باید مد نظر قرار گیرد
پیش رو قرار دادن کل پلان Plan ahead
ساده سازی طرح Keep it simple
انعطاف پذیری (به علت تغییرات تکنولوژی) Be flexible
پیمانه ای فکر کردن Think modular
مد نظرقرار دادن بودجه بجای محدودیتهای فیزیکی
Use RLUs, not square feet

فلسفه طراحی (ادامه)
درنظرگرفتن وزن تجهیزات (به علت کف کاذب)
Worry about weight
استفاده از تجهیزات آلمینیومی به علت مقاومت بالا
Use aluminum tiles in the raised floor system
نامگذاری تمام تجهیزات جهت جلوگیری از آشفته شدن
Label everything
ناپیدا کردن تجهیزات جهت جلوگیری از آشفته شدن
Keep things covered, or bundled, and out of sight
طراحی بهترین مرکز داده ممکن
Hope for the best, plan for the worst

اساس فلسفه طراحی بر موارد زیر استوار است:
ساده سازی Simplicity
انعطاف پذیری Flexibility
مقیاس پذیری Scalability
ماژولار بودن Modularity
میانه روی Sanity

فلسفه طراحی (ادامه)

طراحی بودجه
حفظ پول ، حفظ زمان و حفظ پروژه شما

بودجه بندی مرکز داده بر دو محور اساسی باید صورت گیرد:
بودجه تجهیزات ساختمانی
بودجه IT
طراحی بودجه

معماری مرکز داده
موارد زیر در معماری مد نظر قرار میگیرد:
سیستم های زیر ساخت یکپارچه
سیستم تغذیه جریان برق
سیستم تهویه
کفهای کاذب
سیستم امنیت فیزیکی
میز بندی و مبلمان
رک ها و کابینتها
زیرساخت امنیت شبکه
کابل کشی( مدیریت کابل ، مسیر کابل کشی)
سرویس دهنده ها و ذخیره سازها
سیستم دسترسی از دور

معماری سیستمهای فناوری اطلاعات
معماری سازمانی
معماری قسمت
معماری راه حل
پردازش / عملیات
خط کسب و کار
سازمان
پایین
متوسط
بالا
خروجی های راهبردی
خروجی های کسب و کار
خروجی های عملیاتی
سطح
نقطه توجه
مخاطبین
تاثیر
جزئیات
استفاده کنندگان و توسعه دهندگان
صاحبان کسب و کار
تمامی ذینفعان

معماری سیستم فناوری اطلاعات
معماری سخت افزار Hardware architecture :
ارائه یک سیستم مهندسی شده (یا سیستمی که قرار است مهندسی شود) الکترونیکی یا الکترومکانیکی سخت افزار و فرآیند و دیسیپلین پیاده سازی موثر طراحی چنین سیستمی می باشد. در حالت کلی بخشی از یک سیستم بزرگتر بوده که شامل اطلعات و نرم افزار نیز می باشد.

معماری سخت افزار یک ”ارائه“ است زیرا برای هدایت اطلاعات المانهای مرتبط که یک سیستم سخت افزاری را تشکیل می دهند، ارتباطات بین آنها و نیز قوانین حاکم بر آن المانها می باشد.

معماری فرآیند Process architecture
طراحی ساخت یافته سیستمهای فرآیند عمومی است و برای حوزه هایی همچون رایانه ها (نرم افزار، سخت افزار، شبکه ها و غیره)، فرآیندهای کسب و کار (معماری سازمانی، سیاستها و رویه ها، لجیستیک، مدیریت پروژه و غیره) و هر سیستم فرآیند دیگر با درجات مختلف پیچیدگی به کار می رود.
فرآیندها به عنوان اجزایی که دارای ورودی ها، خروجیها و انرژی لازم برای تبدیل ورودیها به خروجیها می باشند، تعریف میگردند.
یک فرآیند همچنین نیاز به فضایی برای اشیاء ورودی/خروجی و تبدیل آن اشیاء دارد: یک فرآیند از فضار واقعی استفاده می کند.
معماری سیستم فناوری اطلاعات

معماری شبکه Network Architecture
شبکه های رایانه ای ممکنست بر اساس ارتباطات وظیفه ای بین اجزاء طبقه بندی گردند.
شبکه های رایانه ای ممکنست بر اساس توپولوژی شبکه طبقه بندی گردند.
معماری سیستم فناوری اطلاعات

انبار داده ها Data warehouse
یک انبار داده ، مخزن اصلی داده های گذشته سازمانی، و در واقع حافظه سازمانی آن می باشد.

حاوی مواد خام برای سامانه تصمیم یار مدیریت می باشد.

عامل حیاتی که منجر به استفاده از انبار داده ها میگردد، اینست که تحلیلگر داده ها می تواند پرس و جوها و تحلیلهای پیچیده همچون داده کاوی بر روی اطلاعات بدون کند کردن سامانه های عملیاتی را انجام دهد.
سیستم مدیریت داده ها

انبار داده ها
برخی از مزایای استفاده از یک انبار داده عبارتند از:
انبارهای داده ها دسترسی کاربر نهایی را به طیف وسیعی از داده ها ارتقاء می بخشد.
کاربران سیستمهای تصمیم یار می توانند گزارش روندهای سفارشی بدست آورند. به طور مثال: پرفروش ترین اقلام یک ناحیه خاص طی دو سال گذشته
انبارهای داده ها می توانند یک توانمند ساز عمده برای کاربردهای تجاری مخصوصاً سامانه های مدیریت ارتباط با مشتری (CRM) باشند.
customer relationship management
سیستم مدیریت داده ها (ادامه)

ETL فرآیندی در انبارداری داده هاست که شامل موارد زیر می گردد:
استخراج داده ها extracting data از منابع خارجی
تبدیل transforming آنها برای انطباق با نیازهای کسب و کار (که می تواند شامل سطوح کیفی باشد) و نهایتاً
بارگذاری loading آنها در هدف نهایی؛ یعنی انبار داده ها
سیستم مدیریت داده ها

داده کاوی Data mining
تحلیلگران در گذشته وظیفه استخراج اطلاعات مفید را صرفاً با استفاده از داده های ثبت شده انجام می دادند.
اما، اکنون افزایش حجم داده ها در تجارت و علم، رویکردهای رایانه-محور را می طلبد.
با رشد اندازه و پیچیدگی مجموعه های داده (Datasetها) تحول اجتناب ناپذیری برای گذار از تحلیلهای مستقیم دستی به سمت تحلیلهای غیرمستقیم خودکار با استفاده از ابزارهای پیچیده تر بوجود آمده است.
سیستم مدیریت داده ها

26
داده کاوی
فناوریهای مدرن جمع آوری و سازماندهی داده ها را وظیفه ای سهل نموده اند.
با این حال، داده های کسب شده باید به اطلاعات و دانش تبدیل شوند تا مفید فایده گردند.
داده کاوی، کل فرآیند کاربرد روشهای رایانه محور از جمله تکنیکهای جدید کشف دانش knowledge discovery از داده هاست.
داده کاوی را می توان به عنوان ”استخراج غیرفرار اطلاعات غیرآشکار، ناشناخته و بالقوه مفید“ از داده ها تعریف نمود.
سیستم مدیریت داده ها (ادامه)

داده کاوی
همچنین ممکنست داده کاوی به عنوان ”علم استخراج اطلاعات مفید از مجموعه داده های عظیم data sets یا پایگاههای داده databases“ تعریف گردد.
داده کاوی اصل مرتب سازی در سرتاسر حجم زیادی از داده ها و دست چین کردن اطلاعات مرتبط می باشد.
داده کاوی معمولاً توسط سازمانهای هوش تجاری و تحلیلگران مالی استفاده می گردد، اما علاوه بر آن، به طور روز افزونی توسط علوم مختلف برای استخراج اطلاعات از داده های عظیم تولید شده بوسیله روشهای تجربی و مشاهده ای مدرن استفاده می شود.
سیستم مدیریت داده ها (ادامه)

28
سیستم مدیریت داده ها (ادامه)
ابرداده Meta Data :
یا داده هایی درمورد یک مجموعه مشخص داده، اغلب در غالب داده های قابل کاوش و یا داده هایی که عمل داده کاوی را تسهیل می نمایند، بیان می گردند.
اگرچه داده کاوی اصطلاحی نسبتاً جدید است، فناوری آن جدید محسوب نمی گردد.
برای مدتهای طولانی، شرکتها از رایانه های قوی برای کاوش درون داده هایی همچون داده های اسکنر سوپرمارکتها به منظور تولید گزارشهای تحقیق بازار استفاده نموده اند.
نوآوری های مستمر در توان پردازش رایانه ها، ذخیره سازی بر روی دیسک و نرم افزارهای آماری به طور مهیجی صحت و سودمندی تحلیلها را افزایش داده اند.

داده کاوی ساخت یافته Structured Data Mining
پایگاه داده کاوی (Database mining)
داده کاوی رابطه ای Relational data mining
پایگاه داده Database
انبار مستندات Document warehouse
انبار داده ها Data warehouse
نمودار کاوی (Graph mining)
دنباله کاوی (Sequence mining)
جریان داده کاوری (Data stream mining)
فراگیری از جریانهای داده زمان-متغیر Learning from time-varying data streams Under concept drift
درخت کاوی Tree mining
فراگیری درخت تصمیم گیری Decision tree learning
شبکه کاوی Web mining
نرم افزار کاوی Software mining
متن کاوی Text mining
سیستم مدیریت داده ها (بهره برداری و توزیع داده ها)

اغلب درباره تفاوت بین یک مرکز داده و یک سایت کامپیوتر سوء تفاهم بوجود می آید.
مرکز عملیات شبکه (NOC)
این اصطلاحات که برای توصیف محلی بکار می رود که در
آن شرکتها فضایی امن، محافظت شده در برابر مشکلات منبع
تغذیه برق و کنترل شده از لحاظ عوامل محیطی فراهم
می نمایند، اغلب به نحو غیر مقتضی استفاده می گردند.
تفاوت بین مراکز داده و اتاق های رایانه

روابط بین فضاهای مختلف در یک مرکز داده
ساختمان سایت
مرکز داده
ورود امن، دفتر عمومی و سایر موارد
اتاق های ورودی
اتاق پشتیبانی پرسنل
اتاق های الکتریکی
مرکز عملیات شبکه
اتاق های مکانیکی
اتاق ارتباطات راه دور
اتاق کامپیوتر
تفاوت بین مراکز داده و اتاق های رایانه

با ظهور فناوریهای سخت افزاری فشرده به عنوان رودی کلی در صنعت، نسبته فضای IT به فضای پشتیبانی، نوعاً تا حد 1:1 نزول یافته است.
با این توصیف واضح است که یک سایت کامپیوتر فضایی درون یک مرکز داده است.
جالبتر اینکه هر دو نوع فضا به عنوان محلهایی با سیستمهای اطلاعاتی امن، داده ها، فناوی و زیرساخت توصیف می گردند.
توپولوژی نمونه مرکز داده
یک مرکز داده نمونه شامل یک اطاق ورودی واحد، یک یا چند اطاق ارتباطات، یک ناحیه اصلی توزیع و چندین ناحیه توزیع افقی می باشد.
تفاوت بین مراکز داده و اتاق های رایانه

برخی از مشکلات احتمالی و نحوه جلوگیری از آنها
جلوگیری از خطرات Avoiding Hazards
برخی از خطرات احتمالی عبارتند از:
سلامت و ایمنی پرسنل
از ابتدایی ترین فازهای طراحی مرکز داده، مهمترین نگرانی جلوگیری از وقوع فاجعه و نیز برنامه احیا برای سلامتی و ایمنی انسانهاست. تجهیزات مهم هستند، اما همیشه بعد از افراد.
کنترلهای دستی برای سامانه های مختلف پشتیبانی از مرکز داده باید به سهولت مستقر گردند.
کنترلها برای آتش، HVAC، منبع تغذیه، خرابی یا سکون، و نیز یک خط تلفن مستقل به همراه راهروهای مناسب باید در نظر گرفته شود.
همه کنترلها باید به وضوح برچسب گذاری شده و دستورالعملهای عملیاتی دقیق برای هر ایستگاه باید در دسترس باشد.