CENTROS DE DATOS

Un centro de datos es una instalación física que aloja servidores, almacenamiento y redes para procesar, almacenar y distribuir datos y aplicaciones críticas de manera segura y eficiente.

Definición y propósito

Un centro de datos es una instalación centralizada que permite a las empresas y proveedores de servicios gestionar aplicaciones y datos críticos. Su función principal es recopilar, procesar, almacenar y distribuir información, garantizando acceso confiable y continuo a los recursos digitales, desde servicios en la nube hasta aplicaciones empresariales y transacciones electrónicas (IBM, Fortinet, Sourcetrail).

Componentes principales

Los centros de datos modernos incluyen:

• Servidores y almacenamiento: organizados en racks para optimizar espacio y conectividad.
• Redes de alta velocidad: permiten la transferencia rápida de datos entre servidores y usuarios.
• Sistemas de energía redundante: UPS, generadores y rutas alternativas para asegurar continuidad ante fallos eléctricos.
• Refrigeración: sistemas de aire acondicionado y ventilación para mantener temperaturas óptimas.
• Seguridad física y ciberseguridad: control de acceso, firewalls, WAF e IPS para proteger la información crítica (Sourcetrail, Avigilon).

Tipos de centros de datos

• Empresariales: propiedad de una sola organización para uso interno.
• Colocación: espacio alquilado en instalaciones compartidas con otros clientes.
• Servicios gestionados: proveedores administran la infraestructura para terceros.
• Nube: infraestructura virtualizada ofrecida por proveedores de servicios en la nube (CSP), con escalabilidad y virtualización avanzada (IBM, Microsoft). 

Evolución histórica

Los centros de datos surgieron en la década de 1940 con grandes computadoras como el ENIAC, que requerían espacio dedicado. Con la llegada de los microordenadores en los años 90, los servidores reemplazaron a los mainframes, reduciendo el espacio necesario. A principios de los 2000, el cloud computing transformó los centros de datos tradicionales en infraestructuras virtualizadas y compartidas, conectadas a nubes públicas y privadas y al borde de la red (IBM, Fortinet, Microsoft). 

Diseño y eficiencia

El diseño de un centro de datos busca optimizar rendimiento, seguridad y escalabilidad. Una planificación adecuada permite:

• Mejorar la continuidad de los servicios digitales.
• Reducir costos energéticos y operativos.
• Facilitar la expansión futura sin interrupciones.
• Garantizar la protección de datos críticos mediante arquitectura de seguridad y segmentación (Avigilon).

La creciente función de los datos

El intercambio electrónico de datos ahora es necesario para casi todas las interacciones comerciales y personales. Incluso las tareas tradicionales como hacer una llamada telefónica, leer un libro o ver televisión ahora son en gran medida digitales. Esta creciente demanda de nueva información digital requiere grandes cantidades de equipos informáticos y de red, que se almacenan en centros de datos.

Los centros de datos han existido desde los primeros días de las computadoras, pero han evolucionado drásticamente a medida que la tecnología se vuelve más barata, pequeña y avanzada. Los primeros centros de datos generalmente estaban compuestos por una enorme supercomputadora, pero las versiones modernas ahora albergan miles de servidores que se conectan a varias redes de comunicación. 

Este cambio está impulsado en gran medida por un crecimiento exponencial en los volúmenes de datos. Por ejemplo, el artículo de la era de datos de IDC predijo un aumento de diez veces en los niveles de datos entre 2018 y 2025. Predice que habrá 175 zettabytes de datos en existencia para 2025 que, si intentara descargar a la velocidad promedio actual de Internet, tardaría 1800 millones de años en descargar.

Esta masa de datos ahora se conecta a través de múltiples centros de datos, en el borde y en nubes públicas y privadas. Sin embargo, aún se debe almacenar en algún lugar. Por lo tanto, el centro de datos moderno sigue siendo tan crucial como siempre. Sin embargo, debe evolucionar para comunicarse a través de las principales instalaciones locales, varias ubicaciones en la nube y proveedores de nube. Como resultado, la infraestructura moderna del centro de datos se desarrolló desde servidores físicos locales hasta infraestructuras virtuales que admiten aplicaciones y cargas de trabajo en entornos de múltiples nubes.

Dada la importancia de las grandes cantidades de datos de clientes que las empresas tienen ahora, así como las aplicaciones y los recursos de servidor que impulsan, los centros de datos ahora tienen firewalls de centros de datos dedicados para protegerlos.

Componentes de un Centro de datos

Servidores y equipos de TI

Los componentes esenciales de cualquier centro de datos a menudo incluyen sistemas de ciberseguridad, firewalls, enrutadores, servidores, sistemas de almacenamiento e switches.

Una característica común de todos los centros de datos son los servidores. Un servidor de centro de datos es una computadora de alto rendimiento llena de mucha más memoria. Es mucho más rápido y un procesador más potente. Un servidor o grupo de servidores puede dedicarse a una sola tarea, múltiples aplicaciones o un cliente específico.

Los dispositivos de almacenamiento, como las unidades de disco duro, de estado sólido y de cinta robótica, son importantes para ayudar a cualquier centro de datos a ejecutar estos servidores.  Otro componente vital es el equipo de redes y comunicación, que es necesario para mantener una red de ancho de banda alto entre servidores. Esto está compuesto por enrutadores, conmutadores, controladores de interfaz de red y un sinfín de millas de cables que ayudan a que la información fluya a través del centro de datos.

Además de este hardware, los centros de datos dependen del software para ejecutarlo. Esto incluye varios sistemas operativos y aplicaciones que se ejecutan en sus servidores, software de marco de trabajo de clúster como MapReduce o Hadoop y software de virtualización para reducir el número de servidores físicos.

Sistemas de las instalaciones

En ubicaciones físicas, las salas de centros de datos requieren sistemas de seguridad para evitar el acceso no autorizado. Por lo general, están protegidos por alarmas, escáneres biométricos, puertas, puertas de seguridad y personal de seguridad. El sitio tendrá equipos de emergencia como alarmas contra incendios, rociadores y medidas de seguridad para proteger el centro de datos contra el ruido de los servidores, ventiladores y más.

Además de la seguridad, los centros de datos dependen de sistemas y equipos de eficiencia energética que mantienen las instalaciones funcionando sin problemas. Esto incluye equipos de alimentación como baterías y generadores de respaldo y fuentes de alimentación ininterrumpidas. Los sistemas y equipos de enfriamiento para manejar la calidad y las temperaturas del aire, como los controladores de aire, enfriadores, ventiladores, sensores, tuberías y tanques de agua garantizan que los servidores funcionen de manera eficiente.

Niveles de centros de datos

¿Qué son los niveles del centro de datos? El Uptime Institute, una organización asesora centrada en mejorar el rendimiento, la eficiencia y la confiabilidad de la infraestructura crítica para la empresa, definió cuatro clasificaciones de nivel de instalaciones de centros de  datos. Estos niveles son reconocidos como los estándares de la industria a seguir para el rendimiento del centro de datos. Invertir en este proceso de certificación ayuda a los centros de datos a demostrar el cumplimiento y su experiencia en la administración de instalaciones a los clientes.

Los cuatro niveles del centro de datos son los siguientes:

Nivel 1: Capacidad básica

Un centro de datos de nivel 1 proporciona el nivel de capacidad básico requerido para apoyar a TI para una oficina. Requiere una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) para cortes de energía, caídas y picos, un área para sistemas de TI, equipo de enfriamiento dedicado que funciona fuera del horario de oficina y un generador para cortes de energía.

Una instalación de Nivel 1 protege contra errores humanos, pero ofrece protección limitada contra fallas o interrupciones inesperadas, y tendrá que apagarse por completo para reparaciones y mantenimiento. Como resultado, proporciona un tiempo de actividad del 99.671 %, sin redundancia y experimentará 28.8 horas de tiempo de inactividad por año.

Nivel 2: Capacidad redundante

Los centros de datos de nivel 2 ofrecen una mejor protección contra eventos físicos. Proporcionan mantenimiento y seguridad contra interrupciones a través de equipos como sistemas de enfriamiento, generadores de energía y almacenamiento, tanques de combustible y bombas. Al igual que una instalación de Nivel I, un apagado inesperado afecta el sistema, lo que da como resultado un tiempo de actividad del 99.749 % y 22 horas de tiempo de inactividad por año.

Nivel 3: Mantenible simultáneamente

A diferencia de los centros de datos de Nivel 1 y 2, no es necesario apagar una instalación de Nivel 3 cuando se requiere mantenimiento o reemplazo de equipos. Cuenta con componentes redundantes y rutas de distribución que garantizan que se pueda mantener simultáneamente. 

Un centro de datos de nivel 3 es más adecuado para empresas más grandes y protegerá contra la mayoría de los eventos físicos. Ofrece un tiempo de actividad del 99.982 %, tolera las fallas de N+1 para proporcionar al menos 72 horas de protección contra cortes de energía y experimenta menos de 1.6 horas de tiempo de inactividad por año.

Nivel 4: Tolerante a fallas

Los centros de datos de nivel 4 cuentan con sistemas independientes y físicamente aislados que crean componentes de capacidad redundantes y rutas de distribución. Esto garantiza que las interrupciones planificadas o no planificadas no afectarán las operaciones de las instalaciones y de TI. Todo el equipo de TI en una instalación de Nivel 4 debe tener un diseño de energía tolerante a fallas y el edificio requiere enfriamiento continuo para que el entorno permanezca estable.

Un centro de datos de nivel 4 generalmente es adecuado para corporaciones empresariales. Proporciona un tiempo de actividad del 99.995 % con solo 26.3 minutos de tiempo de inactividad anual. También ofrece infraestructura 2N+1 completamente redundante y protección contra cortes de energía de 96 horas.

Haga clic para ampliar la imagen

Cómo funcionan los centros de datos

Los centros de datos centralizan las operaciones y los equipos de TI de las organizaciones para garantizar una ubicación segura para almacenar, compartir y administrar grandes cantidades de datos.  Proporcionan a las empresas flexibilidad en la forma en que ven, hacen copias de seguridad y almacenan sus datos, así como la protección contra desastres naturales y provocados por el hombre. Los centros de datos reciben, almacenan y envían datos para admitir aplicaciones empresariales críticas y potenciar servicios de datos intensivos como:

1. Inteligencia artificial, big data y aprendizaje automático
2. Almacenamiento, copia de seguridad, recuperación y administración de datos
3. Actividad y transacciones de comercio electrónico
4. Intercambio de archivos y correo electrónico
5. Herramientas de productividad y colaboración en tiempo real
   

Los componentes de un centro de datos requieren una amplia infraestructura para admitir su hardware y software. Esto incluye equipos de alimentación y enfriamiento, así como conexiones a redes externas y appliances de seguridad como firewalls y protección contra intrusiones. El rendimiento de la aplicación está protegido por mecanismos de garantía de entrega que proporcionan disponibilidad y resiliencia a través de conmutación por error automática y equilibrio de carga.

Tipos de centros de datos

Existen varios tipos de centros de datos en los que las empresas pueden construir o almacenar sus datos. Estos incluyen:

1. Instalaciones de colocación

Uno de los tipos de centros de datos es una instalación de colocación, que alquila espacio que es propiedad del proveedor del centro de datos. La infraestructura del centro de datos está alojada por el propietario del edificio, que incluye equipos y servicios para ancho de banda, sistemas de enfriamiento, redes, energía y seguridad. Las empresas o el proveedor de servicios que alquilan el espacio son responsables de instalar y administrar componentes como firewalls, servidores de centros de datos y almacenamiento.

2. Empresa

Uno de los tipos más grandes de centros de datos es un centro de datos empresarial, una instalación que ha sido construida y es propiedad y operada por una empresa para su propio uso. La instalación se puede ubicar en el propio sitio de la organización, pero generalmente se ubica fuera de las instalaciones en una ubicación que ofrece conectividad, energía y seguridad principales. Construir y equipar un centro de datos empresarial requiere una inversión de capital significativa, pero permite a las organizaciones diseñarlo para adaptarse a sus requisitos específicos.

3. Centros de datos a hiperescala

El centro de datos  ahiperescala  está diseñado para proporcionar la computación a hiperescala necesaria para el almacenamiento de datos masivos y en la nube. Una instalación de hiperescala permite a los principales actores en la nube proporcionar aplicaciones y servicios de almacenamiento sólidos y escalables a sus clientes. Estas instalaciones suelen tener al menos 10,000 pies cuadrados de tamaño y tienen más de 500 gabinetes y 5,000 servidores que se ejecutan en una red de ultra alta velocidad. La diferencia clave entre hiperescala y centros de datos empresariales es la red de alta fibra que se utiliza en una instalación de hiperescala.