데이터 센터 설계 및 아키텍처

데이터는 디지털 시대의 비즈니스에 필수적이며 내부 운영에서 고객 서비스에 이르기까지 중요한 프로세스의 핵심입니다. 이러한 방대한 양의 데이터는 기술 및 비즈니스 요구 사항에 모두 부합하는 곳에 저장해야 하며, 일반적으로 서버와 장비가 있는 온프레미스 IT 허브에 저장해야 합니다. 오늘날 현대적인 데이터 센터는 우리 사회를 속도와 규모에 맞춰 운영하는 데 필수적인 데이터의 본거지입니다. 이러한 데이터 센터는 내부 시설이 향후 수십 년 동안 기업을 지원할 수 있도록 엄청난 양의 계획과 리소스로 설계 및 구축됩니다.

올바른 데이터 센터 설계 선택

대규모 데이터 센터 인프라를 설계할 때는 다음과 같은 주요 사항을 고려해야 합니다.

• 전력
• 냉각(열기 통로/냉기 통로)
• 파트너, 통신사 및 거래소와의 연결성
• 보안
• 위치

비즈니스 요구 사항과 함께 이러한 고려 사항은 데이터 센터 아키텍처를 결정하는 선택 사항에 반영됩니다. 특수 목적의 데이터 센터는 물리적 공간을 최대한 효율적으로 활용하는 경우가 많으며, 향후 몇 년 동안 성장할 수 있는 여지를 남겨 둡니다. 랙과 서버는 공기 흐름과 확장을 허용하는 모듈식 설계로 신중한 계획이 필요합니다.

데이터 센터 연결성

데이터 센터 설계에서는 모듈식 빌드가 선호됩니다. 즉, 작업을 중단하지 않고 랙과 서버를 제거하거나 추가할 수 있어 원활하게 확장 또는 축소할 수 있는 설계입니다. 데이터 센터의 케이블링 시스템은 다른 장비보다 오래 지속되는 경우가 많으며 일부 시스템은 몇 년 동안 계속 사용됩니다. 따라서 개별 장치도 중단 없이 연결하거나 분리할 수 있기 때문에 랙 내의 케이블 구성과 관리가 중요합니다. 전원 케이블과 데이터 케이블은 일반적으로 잠재적인 간섭을 방지하기 위해 케이블링 시스템에서 분리됩니다.

데이터 센터 냉각

데이터 센터 냉각 시스템은 모든 데이터 센터의 핵심 기능으로, 열은 장비의 수명을 쉽게 단축하고 고가의 장비를 망가뜨릴 수 있기 때문입니다. 한 건물에 이러한 장비가 밀집되어 있다는 것은 발생하는 열의 양이 상당하다는 것을 의미합니다. 하지만 데이터 센터 위치에 따라 시스템이 달라지는 여러 가지 데이터 센터 냉각 솔루션을 사용할 수 있습니다.

데이터 센터 냉각 시스템의 유형:

• 단열 냉각(공기)

가장 일반적인 공기 냉각 시스템은 서버에서 따뜻한 공기를 내보내는 랙 장착형 팬을 사용합니다. 이러한 팬은 열기 통로/냉기 통로 구성으로 배열됩니다. 서버의 한 쪽에서 컨디셔닝된 공기는 냉기 통로를 따라 이동하여 냉각된 공기를 랙으로 끌어들입니다. 반대쪽에서는 팬이 열기 통로를 따라 서버의 뜨거운 공기를 방 밖으로 밀어냅니다.

• 액체 냉각(물)

냉각수는 밀도가 높은 유체이기 때문에 공기보다 열을 더 효과적으로 전도합니다. 이 물은 폐쇄형 시스템에서 코일을 통해 펌핑되어 열을 빼내고, 이렇게 가열된 물은 냉각 장치를 통해 흐르며 사이클을 다시 시작합니다.

• 액체 침수 냉각

냉각의 미래라고도 하는 이 기법은 전기의 적으로 알려진 물을 유전체 액체 냉각수(화학 및 전기 불활성)로 대체합니다. 이 유체를 사용하면 부품을 액체에 담글 수 있으므로 펌프와 코일이 필요하지 않습니다. 액체 침수 냉각은 전기 장비 주변의 물로 인한 잠재적인 문제를 해결하고 불규칙한 공기 흐름 문제를 극복하여 미래의 고밀도, 고성능 데이터 센터를 구현할 수 있습니다.   

데이터 센터 지원팀

데이터 센터를 설계할 때 엔지니어의 손과 눈 지원을 고려하는 것은 필수적입니다. 여러 분야의 직원이 협업할 수 있는 데이터 센터 내 공간, 고급 모니터링 장비를 갖춘 운영 센터가 필요합니다. IT 전문가와 냉각, 습도 및 물리적 랙 분야의 엔지니어 전문가가 모두 현장에 상주하여 정전에 신속하게 대응하고 유지보수 및 긴급 상황에 대비할 수 있어야 합니다. 또한 코로케이션 및 클라우드 서비스를 활용하려는 기업을 위해 데이터 센터 환경으로의 마이그레이션 컨설팅을 제공할 수도 있습니다. 또한 지원팀은 데이터 센터 네트워크 설계를 지원하고 복잡한 멀티 및 하이브리드 클라우드의 네트워크 구성을 관리할 수 있습니다.

데이터 센터 보안

중요한 데이터를 보호하는 것은 기업이 데이터 센터 서비스를 선택하는 주요 이유 중 하나입니다. 이러한 시설에 보관된 데이터 및 장비에는 비즈니스 크리티컬 자산을 보호하기 위한 강력한 보안 프로토콜이 표준으로 필요합니다. 데이터 센터 출입은 보안과 장비 무결성을 위해 엄격하게 통제되며, 먼지와 기타 오염 물질은 최소한으로 유지되어야 합니다. 대규모 데이터 센터에는 테일게이팅 방지 조치, 생체 인식 스캐너, 현장 보안 직원 등 시설의 각 단계에 물리적 장벽이 설치되어 있습니다. 서버실 내에서는 잠금식 서버 랙을 통해 데이터 센터 관리자만 서버에 액세스할 수 있는 사람을 제어할 수 있으므로 기업은 더욱 안심할 수 있습니다.

데이터 센터 관리 도구

데이터 센터에서는 종종 CTO와 IT 전문가 모두 IT 인프라와 IT 인프라의 성능을 모니터링하는 데 도움이 되는 도구를 사용합니다.

• 데이터센터 인프라 관리(DCIM): 모든 자산, 코로케이션, 퍼블릭 클라우드에 걸쳐 오프사이트에서 회사의 리소스를 모니터링하는 콘솔이 포함된 소프트웨어입니다.
• 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN): 하드웨어 제어를 소프트웨어로 전환하여 비즈니스 요구 사항에 따라 리소스를 가장 효율적으로 사용할 수 있도록 파티셔닝합니다.
• 고객 포털: 데이터와 사용 가능한 컴퓨팅 리소스를 관리하는 셀프 서비스 온라인 포털입니다. 

공기 흐름 설계

데이터 센터 공기 흐름 관리는 냉각 시스템과 마찬가지로 운영에 필수적이며, 민감한 데이터와 장비를 보호하기 위해 동시에 작동합니다. 컴퓨터실 에어컨(CRAC)은 냉수와 공기를 사용하여 내부 환경을 설정된 온도, 기류 및 습도 임계값 사이에서 작동하도록 유지하는 냉각 장치입니다. 자기 테이프(데이터 저장에 필수적)와 같은 서버 내 장비는 습도 변화에 특히 민감하므로 데이터 센터 아키텍처를 고려할 때 이에 대한 대비책을 고려하는 것이 중요합니다.

전원 공급 장치

최신 데이터 센터의 전원 공급은 밀도에 초점을 맞추고 있으며, 랙당 10kW 이상(런던의 LON3 센터 기준)은 AI, VR, 주문형 고화질 콘텐츠 스트리밍 등 새롭게 부상하는 서비스를 위한 차세대 업계 표준입니다. 전력이 높으면 효율성이 문제가 되는데, 업계 표준 지표인 전력 사용 효율(PUE)에 따라 데이터 센터의 전력 효율이 결정되며, 많은 데이터 센터가 친환경 운영을 위해 이 값을 최대한 낮추도록 설계됩니다.

데이터 센터에는 메인 그리드에 연결된 대규모 전력 공급이 필요합니다. 그런 다음 이 전압은 열을 최소화하고 전력 분배를 최대화하도록 설계된 케이블을 통해 변환되어 공급됩니다. 모든 데이터 센터는 전력 공급원에 장애가 발생해도 서비스를 중단 없이 계속할 수 있도록 최소 N+1의 전력 중복 기능을 갖춰야 합니다. 시설에서는 연료로 작동하는 발전기와 중간 배터리로 작동하는 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템을 모두 사용하여 이를 처리합니다. 정전이 발생하면 UPS가 백업 배터리를 사용하여 전압 스파이크를 방지하고 백업 발전기가 켜져 부하를 인수할 때까지 장비에 전원을 공급합니다.

결론

데이터 센터는 빅데이터와 첨단 장비를 수용하는 기술 혁신의 허브입니다. 이를 수용하는 시설은 연결성, 효율성 및 성능을 극대화하도록 설계되었습니다. 런던 중심부에 특별히 설계된 데이터 센터 캠퍼스는 고밀도 전력, 5계층 보안, 런던의 디지털 성장을 위한 연결된 커뮤니티를 갖춘 최신 데이터 센터 아키텍처를 활용합니다. Brick Lane에 있는 코로케이션 센터인 LON3는 현재와 미래의 비즈니스 연속성을 보장하기 위해 여러 광섬유 및 전력 중복으로 조밀하게 연결되어 있습니다.

*이 콘텐츠는 Digital Realty 계열사인 Interxion에 게시된 콘텐츠입니다.