Проблемы современных российских дата-центров

Если у владельца любого сайта спросить, где размещен его веб-проект, то ответ последует незамедлительно: "На сервере у хостинг-провайдера". И это, в общем-то, правильно. Но где именно находится сервер провайдера? А вот об этом большинство веб-мастеров даже не задумываются. И совершенно напрасно! Дело в том, что серверы хостинг-провайдеров размещаются в специальных помещениях — дата-центрах. И от надежности последних во многом зависит качество их работы. Между тем надежность российских дата-центров, мягко говоря, не удовлетворяет современным требованиям. И это — очень серьезная проблема.

Дата-центр представляет собой специально подготовленное помещение (или даже отдельно стоящее здание), в котором обеспечиваются оптимальные условия для бесперебойной работы серверов. Это очень сложная задача. Даже домашний ПК в процессе работы потребляет немало электроэнергии и выделяет довольно большое количество тепла. Ну а что будет, если собрать вместе сотни или тысячи непрерывно работающих с существенной нагрузкой серверов, мощность каждого из которых, как вычислительная, так и потребляемая, во много раз превосходит мощность персонального компьютера? Именно поэтому современный дата-центр — это сложный технический комплекс, в состав которого входят системы основного и резервного электропитания, прецизионная климатическая система, система контроля физического доступа к серверам и так далее.

Компании, владеющие дата-центрами, сдают места в них в аренду. До недавнего времени основными арендаторами были корпоративные клиенты, использующие предоставляемые площади для решения собственных задач. А их требования к вычислительной мощности, плотности и энергопотреблению несравнимо меньше тех, которые предъявляют хостинг-провайдеры, предоставляющие свои ресурсы для размещения веб-проектов в так называемом разделяемом режиме (режим совместного использования). Однако в последнее время ситуация на рынке хостинга изменилась. Рынок растет настолько быстро, что общее количество серверов и их мощность (и, как следствие, энергопотребление и тепловыделение) рушат все расчеты по темпам роста. Бурное развитие информационного наполнения российского сегмента Интернета привело к быстрому увеличению количества существующих в нем сайтов. Ну а это, в свою очередь, послужило причиной существенного роста количества и мощности серверов. Соответственно, увеличилась и нагрузка на дата-центры, причем весьма существенно.

Результат не замедлил сказаться. В новостях различных интернет-изданий все чаще и чаще стали появляться сообщения о временной остановке различных веб-проектов, причиной которых стали неполадки в дата-центрах. На этом фоне заявления экспертов о том, что ни в Москве, ни в Санкт-Петербурге (не говоря уже про регионы) нет действительно надежных дата-центров, способных гарантировать постоянную работу установленных в них серверов, выглядят вполне правдоподобными. Естественно, нельзя сказать, что аварии случаются регулярно. Тем не менее их частота наводит на мысль о ненадежности современных российских дата-центров и проблемах, которые могут возникнуть из-за этого у арендующих их хостинг-провайдеров, владельцев веб-проектов, с одной стороны, и посетителей различных сайтов (конечных пользователей) — с другой.

Как же сложилась такая ситуация? Почему современные дата-центры, фактически обеспечивающие работу подавляющего большинства русскоязычных сайтов, оказываются недостаточно надежными? Оказывается, причин здесь несколько. Первая — принципиальные ошибки при проектировании вновь строящихся или переоборудываемых дата-центров. Мы уже говорили, что дата-центр — сложный технический комплекс, работоспособность которого обеспечивают несколько разных инженерных систем. Между тем компаниям, которые занимаются их проектированием и строительством, частенько просто-напросто не хватает опыта. Причем это касается даже тех организаций, которые раньше уже занимались подготовкой дата-центров: потребности клиентов в области ресурсного обеспечения изменяются очень быстро.

И за примерами далеко ходить не нужно. При проектировании систем кондиционирования серверных помещений во всем мире практикуется использование формулы N + 1. Суть ее заключается в следующем. Специалисты высчитывают количество тепла, выделяемое при максимальной нагрузке дата-центра, и число кондиционеров, необходимых для поддержания оптимальной температуры. А при установке к этому количеству добавляют еще один кондиционер, который способен в случае выхода из строя или остановки на профилактику одного из основных устройств временно заменить его. Сегодня в наших дата-центрах это правило часто не соблюдается. Что в сочетании с жаркой погодой (например, можно вспомнить жаркое лето 2006 года) может привести к неприятным последствиям.

Второй причиной относительно слабой надежности российских дата-центров является то, что их создатели не учитывают динамику роста энергопотребления размещаемого оборудования. Во время проектирования расчет осуществляют исходя из максимального количества серверных мест, оценки их мощности в текущий момент и мощности других вспомогательных систем. Однако компьютерная техника постоянно развивается. Серверы становятся все более и более производительными. И при этом они потребляют больше электроэнергии и, естественно, выделяют больше тепла. И уже буквально через год-полтора можно наблюдать перегруженные трансформаторы и источники бесперебойного электропитания и не справляющуюся с задачей систему кондиционирования. Между тем переоборудование дата-центра связано с немалыми затратами, а поэтому на него решаются обычно только в самом крайнем случае.

Есть еще и третья причина несовершенства современных дата-центров. Заключается она в недостатках систем резервного энергоснабжения. В некоторых дата-центрах вообще отсутствуют резервные дизель-генераторы. Между тем повреждения силовых кабелей, аварии на питающих подстанциях и прочие неприятности подобного плана вполне реальны. Поэтому любой дата-центр в обязательном порядке должен быть оборудован резервным источником электроэнергии, например дизель-генератором, автоматически запускающимся при отключении внешнего электропитания в самое кратчайшее время. Впрочем, наличие такого генератора не всегда спасает владельцев серверов от простоя. Дело в том, что зачастую мощности резервной системы электропитания бывает недостаточно для обеспечения полноценной работы всего размещенного в дата-центре оборудования.

Очень часто эта причина пересекается с предыдущей. Во время проектирования дата-центра мощность резервного дизель-генератора рассчитывается исходя из максимального энергопотребления всех установленных серверов и обслуживающих систем (в первую очередь — систем кондиционирования). Как мы уже говорили, энергопотребление компьютерного оборудования растет. Усиливаются и системы кондиционирования. Однако мало кто из владельцев дата-центров задумывается о замене дизель-генераторов или установке дополнительных источников электричества. В результате получается, что система резервной подачи электричества есть, однако на всех ее не хватает.

И это не просто теоретические рассуждения. Сегодня известны реальные случаи, наглядно иллюстрирующие перечисленные недостатки. Так, например, в конце декабря 2005 года произошел сбой электроснабжения дата-центра "Стек", расположенного в здании бизнес-центра Hi-Tec House. Все началось с аварии на Мосэнерго, в результате которой обе силовые линии, питающие помещение, оказались обесточены. Резервный дизель-генератор включился практически сразу — через 15 секунд. Однако его номинальная мощность составляла всего 550 кВ·А, в то время как все установленные серверы и системы кондиционирования создавали нагрузку в 600 кВ·А. Из-за этого основная система кондиционирования была отключена, работала только резервная. И уже буквально через час температура в помещении дата-центра выросла до 30 градусов Цельсия. Естественно, внутри стоек с оборудованием температура была еще выше. После этого было принято решение о выключении наиболее горячих стоек и серверов, собранных на базе десктоп-платформ (они не предназначены для работы в стойках с высокой плотностью оборудования и перегреваются в первую очередь). Работа их была возобновлена только после подачи электроэнергии по основным линиям и восстановления работы системы кондиционирования. Главной причиной внештатной ситуации специалисты компании — владельца дата-центра назвали чересчур быстрый рост энергопотребления серверов. По их словам, среднее потребление стойки в дата-центре за первые девять месяцев 2005 года увеличилось в 1,5 раза (с 4 до 6 кВт). Такой рост не был учтен при установке резервного дизель-генератора.

Какой вывод можно сделать из всего вышесказанного? К сожалению, далеко не самый утешительный. Современные российские дата-центры не очень надежны. Ошибки при проектировании, оставшаяся без должного внимания скорость развития компьютерной техники и попытки сэкономить на системах резервного энергоснабжения приводят к возникновению различного рода аварий, которые влекут за собой не только простои в работе серверов, но и иногда их выход из строя. Эксперты утверждают, что построить или переоборудовать дата-центры, удовлетворяющие всем самым современным представлениям о надежности, можно. Однако для этого необходимы значительные инвестиции, а желающих сделать их не так много. Хостинг в таких дата-центрах, конечно, будет стоить дороже. Ведь себестоимость их разработки, постройки и оборудования выше. Из-за этого количество стоек в действительно надежном дата-центре должно исчисляться сотнями, а то и тысячами. Только так можно добиться снижения удельной их себестоимости, которая в противном случае будет слишком высокой. Однако в том случае, если такой дата-центр не будет заполнен полностью (а такая ситуация более чем вероятна), расходы на эксплуатацию, которые тоже выше, обернутся дополнительным увеличением стоимости аренды.

Впрочем, судя по предсказаниям экспертов, стоимость аренды мест в дата-центрах будет расти в любом случае. Дело в том, что сегодня на этом рынке сложилась весьма интересная ситуация. Конкурируя друг с другом, операторы дата-центров до недавнего времени постоянно снижали стоимость аренды. При этом рост арендной платы на землю, повышение стоимости электроэнергии (причем как за ее потребление, так и за получение мощности) и увеличение зарплатных выплат персоналу, а также снижение курса доллара по отношению к рублю привело к существенному увеличению себестоимости содержания дата-центра. Причем во многих случаях цена аренды места в стойке оказалась ниже стоимости ее содержания. Кстати, вполне возможно, что это стало одной из причин ухудшения качества услуг, предоставляемых дата-центрами.

Учитывая все это, можно сделать вывод, что владельцы дата-центров просто вынуждены будут увеличивать стоимость аренды мест в стойках. Причем рост цен далеко не всегда будет являться гарантией улучшения качества предоставляемых услуг. Особенно ощутимы изменения в ценах для клиентов, которые пользуются услугами collocation и dedicated. А поэтому владельцы сайтов и хостинг-провайдеры должны быть внимательны, выбирая для себя дата-центр. Особенно это верно в отношении тех веб-проектов, которые очень требовательны к надежности работы серверов, например порталов, действующих в области электронной коммерции.

Будем надеяться, что накопленный опыт, как собственный, так и чужой, позволит владельцам дата-центров произвести необходимые модернизации своих систем для извлечения дополнительных доходов за счет улучшения качества предоставляемых услуг.