تاریخچه دیتاسنتر

شرکت ها از مراکز داده برای انجام کارهایی مانند امنیت داده ها ، ارائه سرورهای مجازی ، رایانش ابری ، میزبانی ، load balancing ، ذخیره سازی و موارد دیگر استفاده می کنند.

از اوایل دهه 1990 میلادی که همراه با شکل‌گیری مفهوم وب در اینترنت و رونمایی از پروتکل HTTP بود، به اشتراک گذاشتن اسناد و مدارک نسبت به گذشته به امری بسیار ساده و در دسترس تبدیل شد. در همین زمان بود که روزبه‌روز بر تعداد کاربران اینترنت افزوده می‌شد و همین امر باعث شد بر میزان اطلاعات و مستنداتی که از طریق اینترنت به اشتراک گذاشته می‌شدند هرروزه افزوده شود.

با زیادشدن کاربران و بالا رفتن حجم مستندات و نیز سادگی انتشار اطلاعات در اینترنت، مفاهیم تجاری نیز وارد عرصه اینترنت شدند. شرکت‌های تجاری نیاز به سرورهایی داشتند که این امکان را به آن‌ها بدهد که به‌سادگی و با سرعت بتوانند اطلاعات خود را در اختیار مشتریان و کاربران خود قرار دهند. Data Center ها با در اختیار داشتن اتصالات پرسرعت به اینترنت و همچنین در اختیار داشتن سرورهای قوی و متعدد، امکان راه‌اندازی سرورهای وب را برای عموم مردم ممکن ساختند

اکنون با توجه به رشد سریع اینترنت، روزبه‌روز به تعداد Data Center ها اضافه می‌شود به‌طوری‌که در حال حاضر در اکثر کشورهای پیشرفته این مراکز وجود دارند. تمرکز این مراکز بخصوص در کشور امریکا بسیار زیاد است. دلیل آن ارزان بودن نرخ اتصال به اینترنت و همچنین در دسترس بودن سرعت‌های بالا است.

تاریخچه از روند رشد دیتاسنترها

دهه 1946

احتمالاً اولین مراکزداده در سال 1946 در ایالات متحده آمریکا ساخته شده است و آن را ENIAC (مجتمع الکترونیکی عددی و رایانه) نامیده اند. ارتش آمریکا از آن برای ذخیره کدهای دفاع استفاده کرد. این رایانه هنوز از ترانزیستور استفاده نمی کرد. در عوض ، تقریباً 18 هزار لوله خلاuum ، 7200 دیود کریستال و 10000 خازن داشت. وسعت آن چیزی حدود 167.2 متر مربع (1 800 فوت مربع) بود.

دهه 1970

دهه 70 با معرفی پردازنده 4004 اینتل (1971) هیجان انگیز آغاز شد. این اولین پردازنده قابل برنامه ریزی با اهداف عمومی بود که به “مغز” نرم افزارهای سفارشی مختلف تبدیل شد. دو سال بعد ، زیراکس آلتو وارد بازار شد و اولین UI گرافیکی را ارائه داد. این کامپیوتر بسیار جلوتر از زمان خود بود و حتی با یک ماوس 3 دکمه ای همراه بود. در سال 1977 ، بانک Chase Manhattan اولین شبکه ی LAN را عملیاتی کرد که تا 255 کامپیوتر و سرعت داده 2.5 Mbps را پشتیبانی می کرد.

دهه 1980

در این دهه سوپر کامپیوترها عظیم و گران قیمت در حال نابودی بودند. بهترین جایگزین آنها رایانه های شخصی با قیمت ارزان تر و کارایی راحت تر بود.

سان مایکروسیستمس Sun Microsystems تولید کننده کامپیوترهای آمریکایی، پروتکل سیستم فایل شبکه را ایجاد کرد. با استفاده از آن ، رایانه های مشتری می توانستند به روش مشابه دسترسی به حافظه داخلی ، به پرونده ها از طریق شبکه دسترسی پیدا کنند. این سیستم به یک کاربر کلاینت اجازه دسترسی به فایل‌های روی شبکه مانند فایل‌های محلی می‌دهد.

دهه 1990

دهه 90 میلادی اوج شکوفایی .COM بود. استفاده از اینترنت به سرعت در حال افزایش بود ، و تقاضا برای اتصال پرسرعت تر نیز افزایش یافت. به دلیل همین تقاضا ، ساخت مراکز داده و دیتاسنترها نیز محبوبیت پیدا کردند. مراکز جدید و بزرگتری در حال ظهور بودند. به این صورت بود که ساخت دیتاسنتر و خدمات مراکز داده برای بسیاری از شرکت ها متداول شد.

2000-2018

در ابتدای این دوره ، بحث های مربوط به بهره وری انرژی بسیار مورد توجه قرار گرفت و مسائلی نسبت به میزان مصرف انرژی دیتاسنترها نیز مطرح شد.نسل فعلی مراکز داده بیش از حد انرژی مصرف می کردند. این روند باعث شد تا شرکت ها در راه بهبود بهره وری ، ساخت سیستم های خنک کننده بهتر و کاهش مصرف قدم های بزرگی بردارند.

در سال 2002 ، آمازون خدمات وب خود را با نام AWS آغاز کرد که شامل رایانش ابری ، ذخیره سازی و موارد دیگر است. همین روند آینده نگرانه باعث شد تا ده سال بعد ، 38٪ از تجارت در بخش ابری باشد.

مراکز داده در آمریکا

Data Center های متفاوتی در نقاط دنیا وجود دارد که با توجه به نیاز و همچنین شرایط منطقه‌ای طراحی و ساخته‌شده‌اند که از آن جمله می‌توان به دیتاسنترهای ساخته‌شده در آمریکا اشاره کرد. کشور آمریکا به علت پیشرو بودن در فن‌آوری اطلاعات و نیز به سبب حاکمیت بر بستر اصلی اینترنت، از نخستین کشورهای دارای مرکز داده بوده و در حال حاضر نیز بیشترین و بزرگ‌ترین مراکز داده و دیتاسنتر در این کشور قرار دارد.

دولت امریکا به‌منظور ارتقای ضریب ایمنی مراکز اطلاعاتی خود بانک‌های اطلاعاتی و کارگزاران شبکه خود را در مکان‌های با ضریب امنیتی بالا نگهداری می‌کند. بعضی از این اماکن محوطه‌های وسیعی در اعماق کوه‌های راکی، در نقاط پنهانی از اعماق صحراهای نوادا و آریزونا، در زیر یخچال‌های آلاسکا و در اعماق اقیانوس‌ها می‌باشند. این نقاط با شدیدترین تدابیر امنیتی حفاظت می‌شوند. از طرف دیگر پیش‌بینی‌های ایمنی تهدیدات فیزیکی، ازجمله آتش‌سوزی و بلایای طبیعی را به حداقل رسانده است. تجهیزات حفاظتی، امکان دستبرد و یا آسیب هوشمندانه فیزیکی را کاهش داده است.

در این اماکن خطوط متعدد فیبر نوری با پهنای باند بالا بالاترین سرعت انتقال داده و اطلاعات را تأمین می‌کنند. تجهیزات پرسرعت مانند سوپرکامپیوترها و پردازنده‌های بسیار سریع و موازی بالاترین سرعت دسترسی را در اختیار می‌گذارند. سامانه‌های پیشرفته تنظیم دما و حرارت، تنظیم رطوبت و کنترل ترکیبات هوای محیط بهینه‌ترین شرایط را برای کار تجهیزات مهیا‌ می‌سازند و تجهیزات مانیتورینگ دقیق، لحظه به لحظه وضعیت‌های مختلف را کنترل و بازنگری می‌کنند. بناهای مستحکم در اعماق زمین نه‌تنها توان تحمل شدیدترین زلزله‌ها رادارند، بلکه در مقابل قوی‌ترین بمب‌های هسته‌ای موجود آسیبی نمی‌بینند. سامانه‌های پشتیبان، از اطلاعات در فواصل زمانی مشخص بر طبق آخرین تکنیک‌های موجود نسخه‌های پشتیبان تهیه می‌کنند.

ژنراتورها و مولد‌های پشتیبان برق، آماده تأمین نیروی برق لازم در صورت بروز اختلال می‌باشند و پوشش‌های مخصوص، تجهیزات را از تهدید امواج مختلف از قبیل امواج ماکروویو و یا میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی یا تولیدشده از خود تجهیزات محافظت می‌کنند.

قسمت هواشناسی نیروی هوایی و نیروی دریایی در نیواورلئان و لس‌آنجلس در نوامبر 1951 در هم ادغام شدند و مرکز جدیدی در آشویل به نام مرکز ملی مدارک هوایی (NWRC) به وجود آمد. فعالیت این مرکز در ابتدا به‌صورت پراکنده بود. با قدرتمندتر شدن کامپیوترها کنترل کیفیت، جمع‌آوری و انتشار اطلاعات هواشناسی با هزینه کمتر در یک مکان واحد، مقرون‌به‌صرفه و ممکن گردید. در ژوئن 1970 NWRC به مرکز ملی آب‌وهوا (NCC) تغییر نام داد تا عنوان کاری آن بهتر بتواند فعالیت‌های این اداره را نشان دهد. دو سال بعد این مرکز شروع به جمع‌آوری داده‌ها از ماهواره‌های هواشناسی کرد و سرویس‌دهی رسمی آن آغاز شد. پس از چند سال، اداره ثبت و بایگانی ملی این کشور، مرکز داده ملی آب‌وهوا را به‌عنوان آژانس مرکزی ثبت آب‌وهوا طراحی کرد و بالاخره در سال 1984، NCC به NCDC تغییر نام داد.
جمع‌آوری و پردازش این‌همه داده درزمانی معقول، کاری است که NCDC اکنون انجام می‌دهد. NCDC اکنون داده‌هایش را از تمام جهان می‌گیرد. این مرکز اکنون از بیش از 150 سال گذشته، داده در دست دارد و هم‌اکنون 224 گیگابایت اطلاعات جدید هرروز دریافت می‌کند. NCDC اکنون 320 میلیون صفحه اطلاعات کتبی، 5/2 میلیون میکروفیش،2/1 پتا بایت اطلاعات دیجیتالی و عکس‌های ماهواره‌ای از سال 1960 تاکنون از کره زمین را در یک محیط ذخیره‌سازی عظیم نگهداری می‌کند.

همچنین NCDC 1/2 میلیون کپی اطلاعات آب و هوایی را نیز برای مشترکان و 33000 کاربر خود ارسال می‌کند. NCDC همچنین 500 مجموعه دیجیتالی دارد که حدود 2 میلیون درخواست در سال دارند و 100 میلیون بازدیدکننده در سال از وب سایتش بازدید می‌کند. NCDC همچنین با مؤسساتی مثل ICSU و مرکز داده جهانی همکاری دارد.

بررسی وضعیت مراکز داده در انگلستان

کشور انگلستان ازجمله کشورهای محسوب می‌شود که از قدمت طولانی درراه اندازی و به‌کارگیری دیتاسنترها برای کاربردهای مختلف از هواشناسی گرفته تا انجام پردازش‌های پیچیده نجومی برخوردار است.

ازجمله مراکز داده که به‌منظور انجام مطالعات بر روی وضعیت اتمسفر و شرایط جوی راه‌اندازی و در حال حاضر نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد می‌توان به BADC یا British Atmospheric Data Center اشاره نمود. این مرکز داده با ایجاد تمرکز درداده های جوی، امکان دسترسی و تفسیر آسان داده‌ها را برای محققین فراهم می‌آورد.

یکی دیگر از حوزه‌های کاربردی جالب برای مراکز داده و دیتاسنترها در انگلستان و سایر کشورهای اروپایی مدرن و پیشرفته نگهداری اطلاعات پزشکی مردم کشور انگلستان است. این اطلاعات شامل تصاویر مختلف رادیولوژی، سی‌تی‌اسکن، نوارهای قلب، مراجعات مختلف مردم به پزشکان و تجویزات صورت گرفته از سوی مراکز درمانی است. این مراکز برخلاف سایر مراکز که از حجم پردازشی به‌مراتب بالاتری برخوردار می‌باشند عمدتاً برای اهداف ذخیره‌سازی و ایجاد تمرکز در اطلاعات پزشکی افراد مورداستفاده قرار می‌گیرد.

نباید غافل از این موضوع هم شد که نسخه‌هایی از این مراکز داده برای انجام پردازش‌های نسبتاً پیچیده از قبیل نحوه تعامل افراد با مراکز خدمات درمانی، فرآیندهای مختلف درباره کیفیت خدمات درمانی ارائه‌شده و میزان رضایتمندی مردم از این مراکز مورداستفاده قرار می‌گیرند. این مرکز داده استراتژی‌های مختلفی را برای ذخیره سازی اطلاعات و داده‌ها پشتیبانی می‌کند که از آن جمله می‌توان به TSM، GMAS، NAS، SAN و … اشاره نمود.

مرکز داده و دیتاسنترها در آلمان

این کشور نیز با راه‌اندازی مراکز مختلف داده سعی در به خدمت گرفتن قابلیت‌های مراکز داده در کاربردهای مختلف بخصوص در حوزه پردازش بوده است. مراکز پردازش با بهره‌وری بالا که نام دیگر این دیتاسنترها محسوب می‌گردد برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مورداستفاده قرار می‌گیرد. ازجمله کاربردهای متصور برای این مراکز پردازش، ثبت وقایع مربوط به ایستگاه‌های زلزله‌نگاری توسط این مراکز و انجام پردازش‌های پیچیده به‌منظور بررسی و پیش‌بینی احتمال وقوع زمین‌لرزه در آینده نزدیک است. لازمه تحقق این مهم، برخورداری از داده‌های ثبت‌شده درگذشته و انجام پردازش بر روی مجموعه داده است.
به‌عنوان‌مثال مرکز تحلیل داده زلزله‌نگار، مرکز داده‌ای در آلمان است که توسط موسسه فدرال منابع طبیعی و زمین‌شناسی که برای انجام مطالعات زمین‌شناسی آلمان تأسیس‌شده، راه‌اندازی و در حال حاضر مورداستفاده قرار می‌گیرد.
داده‌های تهیه‌شده و ثبت‌شده توسط این مرکز داده ضمن پردازش توسط این مرکز داده مورداستفاده سایر آژانس‌های مطالعاتی نیز قرار می‌گیرد که از آن جمله می‌توان به آژانس‌های زیر اشاره نمود:
German Catalogue
United States Geological Survey
International Seismological Center
Significant Earthquake

امروزه ، مراکز داده و دیتاسنترها بر اساس اشتراک به سمت مدل جدیدی (مشتری-سرور) می رود. شرکت ها برای کاهش هزینه های خود این مدل را انتخاب می کنند. آنها نیازی به خرید سخت افزار گران قیمت و ارتقا دایم آن ندارند. در عوض ، آنها از سرویس های ابری استفاده می کنند ، جایی که شرکت دیگری مسئول منابع سخت افزاری و اغلب پشتیبانی نیز هست.

پیش‌بینی می‌شود بازار خدمات ابر عمومی جهانی، در سال 2021 تا 17 درصد رشد کند و به بازاری بیش از دویست میلیارد دلار برسد. پیش‌بینی می‌شود بازار جهانی کولوکیشن (مرکز داده‌ای که شرکت‌های مختلف می‌توانند برای سرورهای خود از آن فضا اجاره کنند)، به طور قابل ملاحظه‌ای رشد خواهند کرد.

بخشی از مقاله برگرفته از سند ملاحظات پدافند غیرعامل در طراحی و ساخت مراکز داده است.