Data centri i digitalni cunami

Da bi odgovorili na zahteve za obradu i čuvanje sve većih količina podataka uz visoku pouzdanost, graditelji savremenih data centara su shvatili da prosto skaliranje nije dovoljno – potrebna su inovativnija rešenja. Mnoga od njih videli smo i na našim prostorima, u modernim data centrima.

Ako ste ikada poslali ili primili mail preko Gmail‑a, postavili poruku na Facebook, gledali neki video na YouTube‑u ili proveli veče uz Netflix, znajte da ste koristili cloud servise. Svi podaci koji nisu uskladišteni lokalno, na vašem računaru, eksternom disku, u memorijskoj kartici telefona, smešteni su negde daleko, u ogromnoj mreži udaljenih i korisniku obično nevidljivih servera koju nazivamo oblakom. Cloud je zapravo generičko ime za nešto na šta se danas oslanjaju milijarde računara, telefona i prenosivih personalnih uređaja.

Glad za podacima

Treba ipak imati na umu izreku koja kaže: „Oblak ne postoji – to su samo nečiji tuđi računari“. Koliko god u svakodnevnom životu na to zaboravljali, svi ti naši podaci zapravo su smešteni i obrađuju se na nekom računaru „od krvi i mesa“, bolje reći od metala i silicijuma. A to „negde“ su veliki data centri, s farmama servera gigantske procesorske snage i ogromnim prostorom za skladištenje podataka.

Kako se globalno informaciono društvo razvija, tako raste i naša glad za podacima. Nekada smo putem informacionog auto‑puta preuzimali podatke, ali sa ogromnim količinama sadržaja koji generišu sami korisnici, bilo voljno kao što su slike i video, ili nevoljno poput statističkih informacija vezanih za korišćenje servisa, količina podataka je porasla za nekoliko redova veličine. Ako tome pridodamo video visokog kvaliteta (UHD), virtuelnu realnost, Internet‑of‑Things, telemedicinske i telekonferencijske servise, što je sve deo budućnosti koja već čeka iza ugla, apetiti za podacima samo će se pojačavati. Pre par godina, Jason Medenhall, tada jedan od čelnih ljudi američke kompanije Switch, lidera u oblasti data centara, izneo je procenu da će prosečan čovek za života generisati oko 4,3 EB (egzabajta) podataka.

Ne znamo kako su tačno Switch i gospodin Medenhall došli baš do te vrednosti, ali da zastanemo na trenutak da nam se to slegne. Egzabajt… Koliko je to? Megabajt, gigabajt, terabajt i petabajt… Svaki hiljadu puta veći od prethodnog, dakle milijardu gigabajta. Sve što je čovek ikada napisao i nacrtao, od kada je nastalo prvo pismo pa naovamo, na svim mogućim jezicima, procenjuje se da bi zauzelo oko 50 PB. Ta količina podataka uopšte nije nezamisliva za moderne data centre. Upravo je Switch samo za kompaniju eBay imao rezervisano dva puta toliko u svom data centru. Facebook je još 2013. čuvao više od 100 PB slika i videa na svojim serverima, a digitalna plima od tada stalno raste: podaci iz 2012. govore o više od šest milijardi poruka koje generišu oko 8 TB novih podataka samo na Facebook Messenger‑u svakoga dana, dok je oko 300 miliona slika dnevno dodavalo još 30 TB podataka dnevno.

Još tada su se ukupne količine podataka merile stotinama petabajte, a u međuvremenu se povećala količina video‑materijala, pojavile panoramske slike itd. Procenjuje se da se na YouTube svakog dana slije čak 24 TB novog video‑materijala, ali kad se uzme u obzir da ovaj Google‑ov servis svaki video obrađuje u četiri različita kvaliteta (ili čak pet, ako je originalno u 4K rezoluciji), ova vrednost se učetvorostručuje, pa stižemo do 0,1 PB. Svakog dana!

Video‑sadržaji zavređuju posebnu pažnju. Dok je predviđanje u svetu tehnologije po pravilu teško, evo i jednog izuzetka od tog pravila: budućnost Interneta leži u video‑sadržajima! Samo na Netflix otpada više od 35 odsto Internet saobraćaja u Severnoj Americi, a kad dodate YouTube, prebacili ste 50 odsto. Smatra se da će za svega nekoliko godina 80 odsto svetskog Internet saobraćaja činiti video‑sadržaji. Dodatan podsticaj ovom trendu daće industrija igara, virtuelna i proširena stvarnost koja dodaje sloj virtuelnog na svet oko nas (sećate li se ludila sa Pokemon Go igricom?). U video‑servise glavačke se bacaju čak i potpuno neočekivani igrači – British Telecom strimuje fudbal i ragbi, Amazon pravi online TV program i već je izbacio svoj prvi film, a Alibaba je jedna od najvećih kineskih filmskih kompanija.

Ukroćeni digitalni cunami

Kako izgleda data centar koji bi mogao da izdrži ovaj digitalni cunami? I šta je uopšte data centar? Da parafraziram jednog poznanika koji je na slično pitanje odgovorio sa: „To ti je fensi naziv za svu ovu opremu“ – data centar je povelika zgrada sa hrpom servera za obradu i storage servera za skladištenje podataka. Da, baš kao što je i trkački auto „šasija sa četiri točka i motorom“…

Zgrada o kojoj je reč namenski je građena, geografski locirana na mestu gde je mala šansa da dođe do neke prirodne katastrofe, dobro osigurana, s nekoliko nezavisnih i autonomnih sistema za napajanje i klimatizaciju. Obuhvata mrežnu infrastrukturu adekvatnu za međusobno povezivanje servera, višestruko redundantno povezivanje s drugim habovima, korisnicima, Internetom…

Đavo je u detaljima, a da bi odgovorili na zahteve za obradu i čuvanje sve većih količina podataka uz visoku pouzdanost, dostupnost i bezbednost, nije dovoljno ići metodom grube sile – prosto skaliranje data centara u sve veće i veće titane brzo se pokazalo kao neefikasno.

Kako raste data centar

Microsoft cloud danas čini više od 200 online servisa kao što su Bing, Azure, Office 365, Xbox Live, Skype, Dynamics CRM, Outlook, OneDrive, Yammer… njih svake godine koristi preko milijardu pojedinačnih i 20 miliona poslovnih korisnika u 70 zemalja širom sveta. Rastom ovih servisa, rasle su i potrebe za data centrima, pa je ova kompanija poboljšala njihov dizajn. Prvi Microsoft data centar druge generacije otvoren je u državi Vašington još 2007, a danas zauzima veličinu preko 10 fudbalskih igrališta sa desetinama hiljada servera (storage i procesiranje) u high‑density rekovima. Taj data centar ima klasičan dizajn s podignutim podom, hladnim i toplim zonama za klimatizaciju, poseduje uređaje za neprekidno napajanje s baterijama (UPS) za kratkotrajne prekide napajanja i generatore za dugotrajne nestanke struje, kao i fiber optičke konekcije s drugim habovima i Internetom.

U Čikagu je 2009. otvoren data centar treće generacije sličnih dimenzija, ali modularnog dizajna – Microsoft je iskoristio standardne brodske kontejnere u koje je unapred spakovao više od 2400 servera i dopremio ih spremne i instalirane na krajnju lokaciju, gde su oni samo povezani na infrastrukturu za napajanje, vodu (koja služi za hlađenje) i komunikaciju.

U četvrtoj generaciji Microsoft data centara prešlo se na IT packs – prefabrikovane, vazdušno hlađene modularne komponente koje mogu da se proizvedu bilo gde u svetu i samo isporuče, dok je spolja samo jednostavna zgrada koja štiti od vremenskih uslova i usmerava vazduh. Takav dizajn skraćuje vreme izgradnje data centra s dve godine na jednu. Ti data centri imaju neprekidan nadzor i upravljanje s trenutnim odgovorom na incidente, servisnu podršku i backup kroz geografski distribuirani Microsoft NOC. Microsoft‑ov cloud povezuje jedna od najvećih optičkih i CDN mreža na svetu koja umrežava data centre i procesorske edge nod‑ove – obodne delove cloud‑a smeštene blizu korisnika da bi se obezbedilo malo kašnjenje i georedundansa.

Potrošnja energije

Energetska efikasnost data centara značajna je i zbog ekoloških principa i korporativne odgovornosti, ali i zbog cene održavanja. Smatra se da je ICT sektor globalno odgovoran za oko dva odsto svetske emisije ugljen‑dioksida. Od toga 15 odsto otpada na data centre, a jedna trećina od toga su veliki data centri. To znači da na velike data centre otpada čak 0,1 odsto svetske emisije CO‑2‑, a to nije malo.

Google je godinama poboljšavao energetsku efikasnost, tako da data centri ovog giganta danas troše upola manje energije od tipičnih data centara. Energetska efikasnost meri se odnosom ukupne utrošene energije i energije utrošene na rad ICT opreme (PUE količnik) koji je 2006. tipično iznosio 2, da bi Google već 2011. uspeo da obori ovu vrednost na 1,16. Ta kompanija pri izgradnji zgrade ugrađuje mernu opremu koja meri ove vrednosti i nadgleda cele godine.

Posebna pažnja posvećuje se upravljanju toplim i hladnim vazduhom unutar data centra – od visokotehnoloških rešenja koja koriste kompjuterske modele iz dinamike fluida da bi predvideli kretanje vazduha, pa do jeftinih trikova kojima se vazduh kontroliše limenim vratima i trakastim zavesama preuzetim direktno iz hladnjača mesne industrije. Jednokratnom investicijom od 25.000 dolara u materijal za kontrolisanje vazduha u jednom data centru, Google je uspeo da ostvari godišnje uštede od čak 65.000 dolara.

Google je pažljivo izučio specifikacije opreme i zaključio da u data centru uopšte ne mora da bude baš onoliko hladno koliko izgleda svi misle, pa je temperaturu podigao sa 22 na 27 stepeni Celzijusa i uštedeo velike pare na rashlađivanju. A za klimatizaciju se koriste sve pogodnosti prirodnog ambijenta, pa se Google‑ov data centar u Belgiji hladi pomoću posebnih evaporativnih tornjeva u kojima se hlađenje postiže isparavanjem vode, dok se u Finskoj oprema hladi pomoću morske vode. Ovako velika kompanija može sebi da priušti i servere po sopstvenoj meri, pa tako Google ne koristi UPS‑eve, već ima servere sa ugrađenim baterijama i na taj način izbegava energetske gubitke koje unose klasični UPS‑evi s dvostrukom konverzijom.

Stroga kontrola

Vrlo mali procenat zaposlenih ima pristup čak i kampusu s data centrom, a još manji samim serverskim salama koje su zaštićene fizičkim i tehničkim obezbeđenjem, biometrijskim čitačima oka, čak i laserskim senzorima u podu za detekciju upada. Oni koji imaju legitimna posla u sali koriste trotinete kako bi lakše i brže prelazili velika rastojanja u ogromnom data centru – rešenje tipično za Google. Bezbednosti podataka posvećena je velika pažnja: diskovi koji se zamene prvo se brišu, a zatim se fizički uništavaju industrijskim seckalicama.

Neprikosnoveni kralj društvenih mreža, Facebook, prvobitno je iznajmljivao tuđe kapacitete, ali ubrzo su ušli u posao s data centrima i izgradili svoj prvenac u Oregonu, a zatim u Severnoj Karolini, Ajovi i Švedskoj. Trenutno grade nove u Teksasu, Irskoj i Nju Meksiku, ali i dalje iznajmljuju neke u Americi i izgleda u Singapuru, što ne čudi kad se sagledaju brojke o stalnom rastu podataka na ovoj društvenoj mreži. Prema nekim posrednim informacijama, može se zaključiti da je Facebook 2010. imao barem 60.000 servera dok ih danas sigurno ima na stotine hiljada.

Facebook, začudo, uopšte ne krije koji hardver koristi, već javno objavljuje detalje – oslanja se na Intel‑ove i AMD‑ove procesore s po meri pravljenim pločama i šasijama koje im isporučuje Quant Computer s Tajvana i drugi OEM proizvođači. Kablove i konektore drže s prednje strane servera kako bi osoblje uvek radilo u hladnoj zoni umesto u vrućoj zoni sa zadnje strane servera. Imaju i posebna AC napajanja koja rade na naponu direktno iz električne mreže da bi izbegli gubitke na snižavanju napona, ali su odustali od ideje s baterijama na serverima kakve ima Google.

Facebook‑ov data centar u Oregonu ima skoro 30.000 kvadratnih metara, sa 7.000 km optičkih kablova, 30 MW instaliranog električnog napajanja i 14 dizel‑generatora od po 3 MW za slučaj nestanka struje. Za hlađenje se koristi hladan atmosferski vazduh koji se filtrira i meša sa toplim da se podesi temperatura dok fine prskalice regulišu vlažnost. Ovaj data centar i dalje raste, dešava se da im stignu hiljade novih servera dnevno.

Microsoft, Google, Facebook i druge globalne kompanije raspolažu velikim resursima, ali to ne znači da oni drže tapiju na data centre. Ako se vratimo onoj definiciji po kojoj je to zgrada (ili prostorija) sa hrpom servera, jasno je da ih imaju i mnoge manje kompanije – telekomunikacioni operatori imaju sopstvene data centre, a to važi i za mnoge druge ICT kompanije. U Srbiji ima data centara koji svoje kapacitete iznajmljuju na otvorenom tržištu, neki pripadaju stranim kompanijama i pružaju usluge stranim klijentima.

Na našim prostorima

Anexia poseduje data centre u 69 zemalja sveta, a jedan je u Beogradu. Oni nude iznajmljivanje CPU kapaciteta, prostor za storage, memorijske resurse, virtuelne servere, usluge kolokacije itd. U Nišu se nalazi NiNet data centar koji pruža usluge hostinga i skladištenja, povezan je linkovima s tri domaća provajdera, opremljen HP, Cisco i Dell serverima i pokušava da se nametne, kako kažu, svetskim kvalitetom po srpskim cenama.

Domaći operatori oslanjaju se na resurse u sopstvenim data centrima kako bi obezbedili cloud servise svojim korisnicima, ali ih neretko kombinuju sa cloud servisima globalnih provajdera, jer ponekad nema svrhe izmišljati rupu na saksiji, kada je lakše ponuditi postojeće usluge kroz neki veleprodajni model. SBB Solutions nudi usluge data centara u Beogradu, Sarajevu i Ljubljani za zakup prostora za smeštaj IT opreme, usluge povezivanja, Remote hands servise, usluge hosting‑a na Linux ili Windows cloud serverima, kao i razne managed servise uz odgovarajući SLA. MTS u ponudi, pored telehousing‑a, hosting‑a i managed servisa, ima i cloud servise Pantheon X ERP za vođenje, upravljanje i razvoj preduzeća, kao i Office 365. Telenor ima sopstveni cloud servis po imenu Telenor Space koji omogućava korisnicima da svoje podatke čuvaju u Telenor data centrima, ali pruža i Office 365 uslugu s dobro poznatim Microsoft Office aplikacijama, mail‑om i prostorom za čuvanje i deljenje dokumenata. Sličan pristup ima i Vip Mobile koji pod imenom Vip Biz Cloud korisnicima nudi nekoliko paketa usluga s mail‑om, prostorom za smeštaj podataka, Office aplikacijama, SharePoint‑om ali i Skype for Business servisom. Orion Telekom nudi usluge hostinga dok Beotel Net nudi i virtuelne privatne servere (VPS) koji korisnicima daju mogućnost da odaberu konfiguraciju servera prema svojim potrebama, kao i da kasnije proširuju kapacitete kako im rastu potrebe za resursima.

Najprodavaniji serveri 2016:

1. HPE
2. Lenovo
3. Cisco
4. IBM
5. Super Micro Computer
6. Intel
7. Dell
8. Oracle

(NPD Group, a Port Washington, N.Y.‑based market research firm)

Bojan Milosavljević

(Objavljeno u PC#244)