Was ist ein Data Center – und wieso werden diese gerade relevant?

Data Center wird eine Einrichtung genannt, die über eine komplexe Rechen-, Speicher- und Netzwerk-Struktur gemeinsamen Zugriff auf Daten und Anwendungen bietet. Um sicher zu stellen, dass die Daten sicher und hochverfügbar sind, gibt es Industriestandards, die auch für die Planung und Wartung von Data Centern hilfreich sind.

Was ist ein Data Center?

In der ein oder anderen Form gibt es Data Center, auch bekannt als Rechenzentrum, schon seit dem Aufkommen der Computer. In den Tagen der raumgroßen Giganten bestand ein Data Center vielleicht aus einem Supercomputer. Als die Gerät kleiner und preiswerter wurden und die Anforderungen zunahmen, begannen immer mehr Anbieter mehrere Server miteinander zu vernetzen. Dies erhöhte die Verarbeitungsleistung beträchtlich.

Heute sind diese Server mit Kommunikationsnetzwerken verbunden, damit Menschen aus der Ferne auf die dort gespeicherten Informationen zugreifen können. In einem Raum, einem Gebäude oder mehreren Gebäuden sind oft mehrere geclusterte Server mit der zugehörigen Infrastruktur untergebracht. Moderne Rechenzentren verfügen über Hunderte oder Tausende von Servern, die rund um die Uhr laufen. Deshalb sind auch die größten Data Center Investoren Europas sehr interessiert an den Technologien.

Aufgrund der hohen Konzentration an Servern, die in Reihen übereinander gestapelt sind, werden diese Datenzentren auch als Serverfarmen bezeichnet. Data Center bieten wichtige an wie zum Beispiel:

+ Datenspeicherung
+ Backup und Recovery
+ Vernetzung
+ Datenmanagement
+ Netzwerkdienste

Rechenzentren speichern ganze Websites und stellen diese bereit. Auf den Servern werden Dienste wie E-Commerce, Cloud-Speicher, E-Mail, Instand Messaging, Online-Gaming, Finanzdienste und andere Anwendungen bereitgestellt.

So gut wie jedes Unternehmen, jede Organisation, Behörde oder wissenschaftliche Forschungseinrichtung benötigt entweder ein eigenes Rechenzentrum oder muss auf die Dienste eines Drittanbieters zurückgreifen. Einige nutzen dafür ein eigens Gebäude oder nutzen öffentliche Cloud-basierte Dienste, wie zum Beispiel Amazon, Google oder Microsoft anbieten. Die Rechenzentren großer Unternehmen sind oft über die ganze Welt verteilt, um den ständigen Zugriff auf die Daten zu gewährleisten.

Warum wir Data Center benötigen

Auch wenn die Computer-Hardware immer kleiner und immer leistungsfähiger wird, wachsen der Bedarf an Rechenleistung und Speicherung von Daten immer weiter. Ab einer bestimmten Größe benötigt jedes Unternehmen, jede Behörde, Forschungseinrichtung, soziales Netzwerk und Organisation eine enorme Rechenleistung. Ein Mangel an schnellen und zuverlässigen Daten kann dazu führen, dass wichtige Dienste nicht mehr bereitgestellt werden können und Kundenzufriedenheit und Umsatz verloren gehen.

Alle diese Daten müssen irgendwo gespeichert werden. Deshalb wandern immer mehr Daten in die Cloud, so dass sie nicht auf Arbeitscomputern gespeichert werden müssen. Auf diese Daten wird dann über Host-Server zugegriffen, deshalb verlagern viele Unternehmen auch ihre professionellen Anwendungen in die Cloud. Das wiederum senkt die Kosten für den Betrieb eigener Server und Netzwerke.

Arten von Rechenzentren

Rechenzentren variieren in ihrer Größe. Das reicht von kleinen Serverräumen bis hin zu geografisch auf dem Globus verteilten Zentren. Moderne Data Center haben sich aus einer lokalen Infrastruktur heraus entwickelt. Heute werden lokale Systeme mit Cloud-Infrastrukturen verbunden, in denen Netzwerke, Anwendungen und Workloads in mehreren privaten und öffentlichen Clouds virtualisiert werden. Folgende Arten von Rechenzentren werden unterschieden:

+ Co-Location Rechenzentren – Raum und Ressourcen werden von einem Anbieter einem Kunden zur Verfügung gestellt. Die Administration ist Aufgabe des Kundens.

+ Unternehmensrechenzentren – Diese Data Center werden von einzelnen Firmen für interne Zwecke genutzt.

+ Managed Service Rechenzentren – Hier werden Dienstleistungen wie Datenspeicherung, Computing und andere Dienste für den Kunden direkt ausgeführt.

+ Cloud-Rechenzentren – Diese Zentren sind global verteilt und werden dem Kunden oft mit Hilfe eines externen Managed-Service-Providers angeboten.

Skalierung und Design

Wenn wir an ein Data Center denken, stellen wir uns oft riesige Hallen voller Server-Racks vor, die vor sich hin blinken. Kilometerlange Kabel verbinden die Server mit Routern, Switches oder anderen Geräten. Rechenzentren gibt es jedoch in allen Größen und Konfigurationen. Sie reichen von wenigen Servern in einem Raum, bis hin zu Zehntausenden Servern in riesigen Hallen. Manche sind so groß, dass sich die Mitarbeiter mit Fahrrädern oder Elektrorollern fortbewegen.

Die Konfiguration der Server, die Netzwerktopologie und die unterstützende Infrastruktur können je nach Unternehmen, Zweck, Standort, Wachstumsrate und anfänglichem Designkonzept des Rechenzentrums stark variieren. Das Layout eines Data Centers kann die Effizienz des Datenflusses und die Umgebungsbedingungen innerhalb des Zentrums stark beeinflussen. Einige Sites können ihre Server nach Funktionen in Gruppen einteilen, wie zum Beispiel Webserver, Datenbankserver oder Anwendungsserver und Datenbankserver. Bei anderen Unternehmen kann jeder Server mehrere Aufgaben ausführen. Dafür gibt keine festen Regeln oder Standards.

Wie Rechenzentren funktionieren

Eine physikalische Grundeinheit von Rechenzentren sind zu Cluster verbundene Server. Oft sind diese von gleicher Bauart, um sie in offenen oder geschlossenen Schränken zu stapeln. Manchmal gibt aber auch unterschiedliche Typen, Größen oder Altersstufen von Servern. So existieren zum Beispiel moderne, flache Server neben alten Unix-Rechnern und riesigen Mainframes.

Jeder Server ist ein Hochleistungs-Computer, mit Arbeitsspeicher, Speicherplatz, ein Prozessor oder Prozessoren und Ein- und Ausgabe-Fähigkeit. So in etwa wie eine Personalcomputer, aber mit einem schnelleren und leistungsfähigeren Prozessor und viel mehr Speicher. Monitore, Tastaturen oder andere Peripheriegeräte stehen an einem zentralen Ort oder in einem separaten Kontrollraum, von wo aus die Geräte überwacht werden.

Netzwerke, Software und Infrastruktur

Netzwerk- und Kommunikationsgeräte sind in einem Rechenzentrum notwendig, um ein Netzwerk mit hoher Bandbreite für die Kommunikation mit der Außenwelt und zwischen den Servern und anderen Geräten innerhalb des Rechenzentrums aufrechtzuerhalten. Dazu gehören Komponenten wie Router, Switches, die Network Interface Controller (NICs) der Server und möglicherweise kilometerlange Kabel. Verkabelung gibt es in verschiedenen Formen, darunter Twisted Pair (Kupfer), Koaxial (auch Kupfer ) und Glasfaser (Glas oder Kunststoff). Die Kabeltypen und ihre verschiedenen Untertypen beeinflussen die Geschwindigkeit, mit der Informationen durch das Rechenzentrum fließen.

Andere wichtige Rechenzentrumsausrüstungen umfassen Speichergeräte (wie Festplattenlaufwerke, SSD-Laufwerke und Roboter- Bandlaufwerke), unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USVs), Backup-Batterien, Backup-Generatoren und andere strombezogene Geräte.

Und natürlich wird Software benötigt, um all diese Hardware zu betreiben, einschließlich der verschiedenen Betriebssysteme und Anwendungen, die auf den Servern laufen, Clustering-Framework-Software wie Googles MapReduce oder Hadoop, um die Arbeit auf Hunderte oder mehr Maschinen zu verteilen, Internet-Socket-Programme Steuerung von Netzwerken, Systemüberwachungsanwendungen und Virtualisierungssoftware wie VMware, um die Anzahl der physischen Server zu reduzieren.

Virtuelle Rechenzentren

Ein virtuelles Rechenzentrum bietet die Möglichkeiten eines herkömmlichen Rechenzentrums, verwendet jedoch Cloud-basierte Ressourcen anstelle von physischen Ressourcen. Es bietet einem Unternehmen die Möglichkeit, bei Bedarf zusätzliche Infrastruktur-Ressourcen bereitzustellen, ohne physische Appliances erwerben, bereitstellen, konfigurieren und warten zu müssen. Auf diese Weise können Unternehmen die Flexibilität, Skalierbarkeit und Kosteneinsparungen des Cloud Computing nutzen.

Sicherheit des Rechenzentrums

Zusätzlich zu den Gebäudesicherheitssystemen, die eine Rechenzentrumsanlage unterstützen, erfordern die Kommunikationsnetzwerke eine gründliche Zero-Trust-Analyse. Rechenzentrums-Firewalls , Datenzugriffskontrollen, IPS , WAF und ihre modernen gleichwertigen Web Application & API Protection (WAAP)-Systeme müssen richtig spezifiziert werden, um sicherzustellen, dass sie nach Bedarf skalieren, um die Anforderungen von Rechenzentrumsnetzwerken zu erfüllen.

Wieso werden Data Center relevant

Rechenzentren sind das Rückgrat moderner Datenverarbeitung. Sie sind die Lebensader, die unsere digitale Welt am Laufen hält. Data Center sind weitaus sicherer als das Speichern von Daten auf herkömmlicher Hardware. Virtuelle Rechenzentren in der Cloud bieten neben Backup-Diensten einen besseren Sicherheitsschutz durch wirksame Firewalls und ähnliche Geräte.