نگهداری مراکز داده و دیتاسنتر: تضمین عملکرد بی وقفه آن

مراکز داده برای اطمینان از اجرای بدون وقفه برنامه های کاربردی و خدمات حیاتی کسب و کار، به عملکرد شبانه روزی و نگهداری مراکز داده دقیق نیاز دارند. نگهداری صحیح از مرکز داده نه تنها یک امر روتین است، بلکه برای جلوگیری از قطعی های پرهزینه که بسیاری از آنها قابل اجتناب هستند و اغلب ناشی از خطاهای انسانی است، بسیار حیاتی است.

نگهداری مراکز داده شامل پایش، بازرسی، تمیزکاری، تعمیر و سرویس مستمر اجزای مختلف از جمله سیستم های برق و خنک کننده، کابل های مخابرات، زیرساخت شبکه، تجهیزات فناوری اطلاعات، نرم افزار و ساختار فیزیکی تاسیسات می شود.

این متن به جنبه های کلیدی نگهداری مراکز داده می پردازد و همه چیز را از اهمیت آن و انواع مختلف تا نگهداری از تاسیسات خاص و اجزای فناوری اطلاعات پوشش می دهد. ما در این متن به شیوه های برتر عملی برای حفظ عملکرد مراکز داده در اوج و به اشتراک گذاشتن استراتژی هایی برای به حداقل رساندن خرابی می پردازیم. همچنین خواهید آموخت که چرا و چگونه برون سپاری وظایف نگهداری ممکن است تصمیمی حیاتی برای برخی سازمان ها باشد.

نگهداری مراکز داده

نگهداری از مرکز داده فرآیند منظمی است که شامل موارد زیر می شود:

• پایش: بررسی و نظارت مستمر سخت افزار، نرم افزار و شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و جریان هوا برای اطمینان از عملکرد بهینه و مداوم سیستم.
• بازرسی: بازدید و بررسی فیزیکی منظم از اجزای مختلف مرکز داده برای شناسایی هرگونه مشکل احتمالی.
• تمیزکاری: پاکسازی منظم تجهیزات و محیط مرکز داده برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و آسیب به سخت افزار.
• تعمیرات: رفع خرابی های جزئی و اساسی تجهیزات سخت افزاری موجود در مرکز داده.
• سرویس دهی: انجام اقدامات پیشگیرانه برای اطمینان از عملکرد صحیح و به روز بودن نرم افزار و سخت افزار مرکز داده.

نگهداری می تواند به صورت برنامه ریزی شده و دوره‌ای انجام شود و یا در موارد اضطراری برای رفع خرابی ها به کار رود که در چنین مواقعی ممکن است نیاز به خاموش کردن موقت سیستم ها باشد.

دامنه فعالیت های نگهداری از مرکز داده شامل موارد زیر است:

• سیستم های برق و خنک کننده
• کابل های مخابراتی
• زیرساخت شبکه
• تجهیزات فناوری اطلاعات
• ساختار فیزیکی خود مرکز داده

اهمیت نگهداری مراکز داده
نگهداری از مرکز داده برای شناسایی و جلوگیری از مسائلی که می تواند منجر به خرابی سیستم و قطعی پرهزینه شود، مهم است. شیوه های نگهداری ضعیف می تواند منجر به مشکلات عملیاتی مختلفی شود، مانند:

مشکلات ناشی از نگهداری نامناسب در مراکز داده:

نگهداری نامناسب از مراکز داده می تواند منجر به مشکلات جدی شود که در ادامه به برخی از آنها اشاره می کنیم:

• قطعی برق: نگهداری ناکافی از سیستم های برق رسانی می تواند باعث قطعی های مکرر یا غیرمنتظره برق شود که در نتیجه خدمات را مختل کرده و خطر از دست رفتن داده ها را به همراه دارد.
• خرابی تجهیزات: نگهداری نامناسب از سیستم های خنک کننده می تواند منجر به ایجاد نقاط با دمای نامناسب در مرکز داده شود. این نقاط داغ باعث گرم شدن بیش از حد تجهیزات و خرابی آنها می شوند.
• سیل: تغییرات شدید دما می تواند منجر به ترکیدگی لوله های آب شود که در نهایت باعث خرابی تجهیزات و قطعی طولانی مدت خدمات رسانی می گردد.
• جمع شدن گرد و غبار و آلودگی: شیوه های نادرست پاکسازی می تواند باعث انباشت گرد و غبار و آلودگی شود. این تجمع، جریان هوا و خنک سازی را مختل کرده و ریسک گرم شدن بیش از حد سخت افزار و آتش سوزی را افزایش می دهد.
• عدم سازگاری نرم افزار: نرم افزارهای قدیمی می توانند منجر به مشکلات سازگاری شوند و در نتیجه عملیات و تبادل داده بین سیستم ها را مختل کنند.
• مشکلات کابل کشی: مدیریت نامناسب کابل ها باعث ایجاد مشکل در عیب یابی می شود و همچنین خطر قطعی ناشی از جدا شدن اتفاقی اتصالات را افزایش می دهد.
• آسیب پذیری های امنیتی: عدم به روز رسانی و نگهداری منظم پروتکل های امنیتی می تواند مرکز داده را در برابر دسترسی غیرمجاز، حملات سایبری و نقض داده ها آسیب پذیر کند.

با توجه به اهمیت حیاتی مراکز داده، این مشکلات اغلب به سرعت و از طریق راه حل های “رفع موقت” (بستن و راه اندازی مجدد) که چندان بهینه نیستند، برطرف می شوند، چرا که معمولا نیاز به اقدام فوری است.

انواع نگهداری مراکز داده

انواع مختلفی از نگهداری اتاق سرور وجود دارد که برای مدیریت موثر ریسک و به حداقل رساندن خرابی تجهیزات بسیار مهم هستند. این انواع عبارتند از:

• نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance): این نوع نگهداری شامل اقدامات برنامه ریزی شده و دوره‌ای است که به منظور جلوگیری از مشکلات احتمالی انجام می شود. مانند تمیز کردن منظم تجهیزات، بروزرسانی نرم افزار و بازرسی سیستم های خنک کننده.
• نگهداری بر اساس قابلیت اطمینان (Reliability-Centered Maintenance): این نوع نگهداری بر شناسایی نقاط ضعف احتمالی در تجهیزات و فرآیندها تمرکز دارد. با انجام اقداماتی برای کاهش احتمال خرابی در این نقاط ضعف، قابلیت اطمینان کلی مرکز داده افزایش می یابد.
• نگهداری پیشگویانه (Predictive Maintenance): این نوع نگهداری با استفاده از ابزارهای مانیتورینگ و تحلیل، شرایط تجهیزات را بررسی می کند تا بتوان خرابی های احتمالی را قبل از وقوع پیش بینی کرد. با این پیش بینی ها می توان برنامه ریزی برای تعمیر و نگهداری را به درستی انجام داد و از خرابی های ناگهانی جلوگیری کرد.

نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance)

نگهداری پیشگیرانه که همچنین به عنوان نگهداری برنامه ریزی شده شناخته می شود، اساسی ترین و پرهزینه ترین روش نگهداری مراکز داده است و به همین دلیل به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع نگهداری به معنای تعمیر و نگهداری تجهیزات مرکز داده به صورت پیشگیرانه است تا از خرابی یا استهلاک آنها در طول زمان جلوگیری شود.

این فرآیند شامل وظایف زمانبندی شده ای مانند بازرسی سخت افزار، به روز رسانی نرم افزار، تمیزکاری، انواع آزمایشات و اندازه گیری ها، تنظیمات و تعویض قطعات برای اطمینان از عملکرد روان مرکز داده است. به طور معمول، یک لیست جامع از اقدامات تعمیر و نگهداری به همراه سررسیدها و سوابق تکمیل وجود دارد.

به عنوان مثال، اجزایی مانند فن های خنک کننده در یک برنامه زمانبندی شده سرویس می شوند، صرف نظر از اینکه واقعاً به سرویس نیاز داشته باشند یا خیر. با این حال، این روش ممکن است ناخواسته هزینه کل مالکیت را افزایش دهد. ممکن است قطعات قبل از نیاز واقعی تعویض شوند که منجر به اسراف می گردد، در حالی که برخی دیگر ممکن است قبل از زمانبندی جایگزینی دچار خرابی شوند و در نتیجه هزینه های اضافی مانند خرابی سیستم را به همراه داشته باشند.

چالش ها و مزایای نگهداری پیشگیرانه

با وجود این چالش ها، هدف نهایی نگهداری پیشگیرانه افزایش طول عمر تجهیزات، جلوگیری از اثرات فرسودگی و شناسایی زودهنگام خرابی های پنهان است.

نگهداری بر اساس قابلیت اطمینان (Reliability-Centered Maintenance)

نگهداری بر اساس قابلیت اطمینان، کارآمدترین شیوه های نگهداری را برای هر قطعه از تجهیزات در مرکز داده، با توجه به شرایط عملیاتی خاص و شیوه های خرابی آن قطعه، شناسایی می کند. این رویکرد با ارزیابی پیامدها و احتمال خرابی تجهیزات، اولویت بندی وظایف را برای حفظ قابلیت اطمینان کلی و در دسترس بودن زیرساخت مرکز داده انجام می دهد. این روش اهمیت هر جزء را در نظر می گیرد و بر اساس آن برنامه ریزی برای نگهداری از مرکز داده را انجام می دهد.

به عنوان مثال، یک فن خنک کننده در یک ناحیه غیر بحرانی ممکن است تنها زمانی که خراب شود، تعویض گردد، در حالی که یک فن خنک کننده در قفسه سرور – که یک جزء حیاتی است – به طور مکرر مورد بازرسی و تعویض قرار می گیرد. این روش اغلب از نظر منابع و هزینه نسبت به نگهداری پیشگیرانه کارآمدتر است و ممکن است احتمال خرابی قطعات را کاهش دهد.

نگهداری پیشگویانه (Predictive Maintenance)

نگهداری پیشگویانه به امکان پایش و تحلیل بلادرنگ اجزای حیاتی مرکز داده اشاره دارد. این فرآیند به شناسایی و رسیدگی به مشکلات قبل از منجر شدن به خرابی کمک می کند. با انجام این کار، اپراتورهای مرکز داده می توانند تعمیر و نگهداری به موقع را برای جلوگیری از خرابی ها انجام دهند و در نتیجه زمان خرابی را کاهش دهند، بهره وری عملیاتی را بهینه کنند و از مشکلات پرهزینه جلوگیری نمایند.

به عنوان مثال، نوسانات دما در یک سوئیچ شبکه را می توان به طور مداوم تحت نظر داشت و تنها در صورت تشخیص ناهنجاری، اقدام به تنظیم یا تعویض آن نمود. به همین ترتیب، الگوهای ارتعاش در موتورهای سیستم خنک کننده را می توان با استفاده از حسگرها اندازه گیری کرد تا زمان نیاز به سرویس مشخص شود.

این رویکرد علی‌رغم راه‌اندازی پرهزینه‌تر، با تعویض قطعات تنها در صورت نیاز، می‌تواند به طور قابل توجهی هزینه کل مالکیت را کاهش دهد و در عین حال خطر خرابی تجهیزات را نیز کاهش دهد.

گروه فنی و مهندسی کارنو تولید کننده سیستم های کنترل و مانیتورینگ اتاق سرور است که کمک شایانی به مدیران IT می کند.

نگهداری تاسیسات و فناوری اطلاعات در مراکز داده

مراکز داده از سیستم های تاسیساتی و تجهیزات فناوری اطلاعات تشکیل شده اند که هر کدام طول عمر و نیازهای نگهداری متفاوتی دارند. در حالی که برخی از اجزا دوام بالایی دارند، برخی دیگر به نگهداری با دفعات بیشتر نیاز دارند. این نیازهای نگهداری شامل سیستم های برق و خنک کننده، کابل های مخابراتی، زیرساخت شبکه، تجهیزات فناوری اطلاعات و ساختار فیزیکی مرکز داده می شود. در زیر لیستی از موارد مورد نیاز برای نگهداری از تاسیسات و فناوری اطلاعات در یک مرکز داده ارائه شده است:

نگهداری از سیستم های برق

نگهداری از سیستم های برق در مرکز داده شامل بازرسی، تمیزکاری و سرویس دهی اجزای کلیدی است. این امر برای اطمینان از تامین برق بدون وقفه، پایدار و کارآمد برای تاسیسات ضروری است. اجزای اصلی که نیاز به نگهداری منظم دارند عبارتند از:

• سیستم های برق اضطراری (UPS)
• واحدهای توزیع برق (PDU)
• ژنراتورهای پشتیبان
• ترانسفورماتورها
• تجهیزات کلیدزنی
• تابلو برق
• رویه های دقیق نگهداری برای اجزای کلیدی برقسیستم های برق اضطراری (UPS):

  روش های نگهداری بسته به نوع سیستم یو پی اس، اعم از استاتیک یا دینامیک، متفاوت است.

  • سیستم های یو پی اس استاتیک: این سیستم ها از باتری ها و خازن ها برای حفظ عملکرد مرکز داده در مدت زمان کوتاهی در هنگام قطع برق استفاده می کنند. وظایف نگهداری شامل:
    • پایش سلامت باتری
    • ارزیابی ظرفیت بار
    • بررسی خازن ها از نظر علائم تورم یا نشتی
    • اطمینان از تغییر وضعیت روان در هنگام قطع برق
  • سیستم های یو پی اس دینامیک: این سیستم ها از یک فلایویل چرخان برای ذخیره انرژی استفاده می کنند. تعمیر و نگهداری منظم شامل:
    • سرویس دهی به بلبرینگ ها
    • بازرسی اجزای موتور-ژنراتور

  واحدهای توزیع برق (PDU ها):

  نگهداری منظم شامل موارد زیر است:

  • ارزیابی یکپارچگی اتصالات الکتریکی
  • بازرسی برای مشاهده علائم سایش و پارگی
  • اطمینان از توزیع متعادل و بهینه برق در تمام دستگاه های متصل

  ژنراتورهای پشتیبان:

  ژنراتورهای پشتیبان که معمولاً با سوخت دیزل کار می کنند، به حفظ عملکرد مرکز داده در هنگام قطعی های طولانی برق کمک می کنند. وظایف نگهداری شامل:

  • بررسی سطح سوخت
  • بررسی وضعیت قطعات مکانیکی
  • انجام تست بار برای اطمینان از اینکه ژنراتور می تواند برای چند ساعت متوالی پاسخگوی نیاز برق مرکز داده باشد

  ترانسفورماتورها:

  • به دنبال علائم گرمای بیش از حد باشید.
  • سطح روغن را در ترانسفورماتورهای پر از روغن بررسی کنید.
  • اطمینان حاصل کنید که عایق همچنان موثر است.

  تجهیزات کلیدزنی:

  فعالیت های نگهداری شامل بازرسی از کلیدهای قطع کننده، جداکننده ها و رله ها می باشد. همچنین بررسی های روتین برای اثربخشی عایق الکتریکی مورد نیاز است.

  تابلو برق:

  نگهداری منظم شامل موارد زیر است:

  • بازرسی اتصالات الکتریکی
  • تست کلیدهای قطع کننده
  • انجام بررسی های بصری و مکانیکی برای علائم سایش و پارگی
  • تمیز کردن برای حذف گرد و غبار و آلودگی

رویه های دقیق نگهداری برای اجزای خنک کننده ضروری

چیلرها: نگهداری منظم شامل موارد زیر است:

• بررسی سطح مبرد
• بازرسی کمپرسورها
• تمیز کردن کویل های اواپراتور و کندانسور

برج های خنک کننده: مراقبت های روتین شامل موارد زیر است:

• ارزیابی منظم کیفیت آب
• تصفیه در برابر خوردگی، رسوب و آلودگی میکروبی
• اطمینان از عملکرد صحیح فن ها و موتورها

واحدهای تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAC): رویه های استاندارد شامل موارد زیر است:

• تعویض فیلترها
• بازرسی فن ها
• نظارت بر سطح مبرد

واحدهای تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAH): فعالیت های نگهداری منظم بر موارد زیر تمرکز دارد:

• شناسایی انسداد هوا
• ارزیابی وضعیت فیلترها
• بررسی عملکرد موثر سیستم های فن

مبدل های حرارتی: بازرسی دوره ای برای بررسی واشرها، صفحات و اتصالات برای جلوگیری از نشتی و حفظ کارایی ضروری است.

پمپ ها: بررسی های روتین شامل موارد زیر است:

• ارزیابی تراز پمپ
• روغن کاری بلبرینگ ها
• اطمینان از یکپارچگی سیل ها

لوله کشی: بازرسی های منظم برای تشخیص نشتی، خوردگی و اثربخشی عایق برای جلوگیری از خرابی های غیرمنتظره بسیار مهم است.

دستگاه های رطوبت ساز: با توجه به نیاز بالای نگهداری آنها، بررسی منظم عملکرد صحیح آنها و حفظ کیفیت آب برای مهار رشد باکتری ها ضروری است.

نگهداری از کابل کشی مخابرات در مرکز داده

نگهداری از کابل کشی مخابرات در مرکز داده شامل بازرسی، تمیزکاری و سرویس دهی اجزای ضروری برای اطمینان از انتقال داده قابل اعتماد و با سرعت بالا می باشد. اجزایی که نیاز به نگهداری منظم دارند عبارتند از:

• کابل های فیبر نوری
• کابل های زوج بهم تابیده (اترنت)
• کابل های کواکسیال
• پنل های پچ (Patch Panel)
• سینی های کابل
• کانکتورها
• جعبه های اتصال

نگهداری منظم باعث کاهش افت سیگنال، کاهش تأخیر و جلوگیری از خرابی می شود که همه این موارد به عملکرد بهینه شبکه کمک می کند.