آیا تا حالا فکر کردید پشت پردهی سرعت و دقت جستجوهای روزانهی شما چه اتفاقی میافتد؟ سایت گوگل یکی از سایتهای مرجع برای جستجو در اینترنت است. استقبال افراد برای استفاده از گوگل در بستر اینترنت بسیار گسترده است از این رو گوگل یکی از محبوبترین سایتهای دنیا معرفی شده است. گوگل برای انجام فعالیت جستجوی خود از ابزارهای بسیار جذاب و پر ارزشی استفاده میکند. یکی از این ابزارها دیتاسنتر نام دارد. مطلب حاضر به بررسی دیتا سنتر های گوگل و عملکرد آنها پرداخته است.
اما داستان فقط به اینجا ختم نمیشود. دنیای عظیم دیتا سنتر گوگل مانند قلبی تپنده است که اطلاعات بیشمار را مدیریت میکند. برای اینکه مطمئن شویم همه چیز بدون وقفه و با بالاترین کیفیت پیش میرود، تیمهای فنی به صورت شبانهروزی در حال مانیتورینگ اتاق سرور هستند تا کوچکترین اختلالی رخ ندهد. در ادامه با هم سفری داریم به دنیای شگفتانگیز زیرساختهای گوگل و میبینیم که چگونه این غول فناوری، با بهرهگیری از سرور های گوگل قدرتمند، تجربهای بینظیر را برای ما رقم میزند.
دیتاسنتر چیست و چه نقشی در اینترنت دارد؟
آیا تا حالا فکر کردید پشت پردهی سرعت و دقت جستجوهای روزانهی شما چه اتفاقی میافتد؟ منظور از دیتاسنتر مجموعه ای کامل از نرم افزار ها و سخت افزارهایی ست که سایت را اداره میکنند. به عنوان مثال سایت گوگل یک سایتِ پر بازدید است که دارای دیتا سنترهای قدرتمندیست. مراکز داده گوگل همان نرم افزارها و سخت افزارهای قدرتمندی هستند که شبکه جهانی اینترنت را روی سرورهای گوگل اداره میکنند. اطلاعات این مجموعه بزرگ از نرم افزار و سخت افزارِ دیتا سنتر گوگل کاملاً محرمانه هستند و از آن سخنی به میان نیامده است.
اما داستان فقط به اینجا ختم نمیشود. دنیای عظیم دیتا سنتر گوگل مانند قلبی تپنده است که اطلاعات بیشمار را مدیریت میکند. برای اینکه مطمئن شویم همه چیز بدون وقفه و با بالاترین کیفیت پیش میرود، تیمهای فنی به صورت شبانهروزی در حال کنترل دمای اتاق سرور هستند تا کوچکترین اختلالی رخ ندهد. در ادامه با هم سفری داریم به دنیای شگفتانگیز زیرساختهای گوگل و میبینیم که چگونه این غول فناوری، با بهرهگیری از سرور گوگل قدرتمند، تجربهای بینظیر را برای ما رقم میزند.
دیتا سنتر های گوگل
دیتا سنتر گوگل در سراسر دنیا و در مکانهای خاصی توزیع شده است. این مکانها عبارتند از: ۱- آیووا ۲- اورگان ۳- گرجستان ۴- کارولینای جنوبی ۵- اولاهوما ۶- فنلاند و ۷- بلژیک. در تمام مکانهای ذکر شده دیتا سنترها به گونهای طراحی شده اند که دوستدار محیط زیست هستند. دیتا سنترها برای انجام فعالیت برنامه ریزی شده خود به انرژی بسیار زیادی نیاز دارند تا بتوانند به عنوان یک نیروی فعال در مراکز بزرگ جستجو (مانند گوگل) کارآمدی خود را به نمایش بگذارند. انرژی دیتا سنترها باید از یک انرژی قابل تجدید ساخته شود؛ طبق این نکته دیتاسنترهای گوگل دوستداران واقعی محیط زیست به شمار می آیند.
از بین کارمندان گوگل فقط درصد کمی اجازه ورود به دیتا سنتر های گوگل را دارند و مردان و زنان زیادی در این دیتاسنترها به صورت ۲۴ ساعته در ۷ روز هفته مشغول به کار هستند. اما سوال اصلی اینجاست که دیتاسنترهای گوگل چگونه کار می کنند؟ این مراکز با بهرهگیری از تکنولوژیهای پیشرفته، اطلاعات را پردازش و ذخیره میکنند تا شما بتوانید با کمترین تأخیر به نتایج جستجوی خود دسترسی پیدا کنید.
بازبینی دیتا سنتر های گوگل
گوگل بر روی ساختار دیتا سنتر های خود حدود 12 سال است که بازبینی انجام میدهد. این باز بینی برای بهتر ساخته شدن دیتا سنترها انجام میشود. گوگل سعی دارد تا نیروی الکتریکی عملیات دیتا سنتر خود را در سطح جهان از 500 تا 681 مگا وات متغیر قرار دهد و همچنین قدرت پردازش را از 20 پتا فلاپ به 100 پتا فلاپ برساند. این گزاشات در سال 2008 از سوی گوگل منتشر شد. بعد از انتشار این خبر گوگل پردازش سرورهای دیتا سنتر خود را تست و اجرا نمود.
برای اینکه بتوان ساختار دیتاسنترها و اتاق سرور گوگل را بهتر شناخت، باید توجه داشت که این مراکز در نقاط مختلف جهان توزیع شدهاند و بخش مهمی از زیرساخت اینترنت را تشکیل میدهند. بسیاری از کاربران نیز این پرسش را مطرح میکنند که سرورهای گوگل در کجا قرار دارند. در پاسخ باید گفت این سرورها در مکانهایی با سطح امنیت بسیار بالا و زیرساختهای پیشرفته نگهداری میشوند و از فناوریهای تخصصی برای مدیریت انرژی، خنکسازی و حفاظت از دادهها استفاده میکنند. چنین رویکردی باعث شده است که مراکز داده گوگل بتوانند با پایداری و سرعت بالا، میلیاردها درخواست کاربران را در سطح جهان پردازش کنند.
دیتا سنتر اورگانِ گوگل
در حقیقت جزئیات فعالیت این شبکهها قابل دسترس نیست. شبکههای خصوصی همچون گوگل جزئیات سرورهای خود را به درستی انتشار نداده است. آنچه اخیراً از فعالیت دیتاسنترهای گوگل پرده برداشته شده است دیتا سنتر مکان اورگانِ گوگل است. این دیتا سنتر بزرگ در رودخانه کلومبیا واقع شده که به پروژه «02» معروف است. هزینه پروژه «02» طبق آمار سال 2006 به 600 میلیون دلار رسیده است. این هزینه چیزی حدود دو برابر هزینه زمین فوتبال آمریکایی با برجهای خنک سازی چهار طبقه است. پروژه عظیمِ «02» دارای برق هیدروالکتریکِ بسیار ارزانیست.
دیتاسنتر اورگان بهعنوان یکی از شاخصترین نمونههای زیرساختی گوگل، نشاندهنده رویکرد این شرکت در انتخاب موقعیتهای جغرافیایی هوشمندانه برای استقرار مراکز داده است. نزدیکی به منابع پایدار انرژی، بهویژه برق تولیدشده از نیروگاههای برقآبی، نقش مهمی در کاهش هزینههای عملیاتی و افزایش بهرهوری انرژی این مرکز ایفا میکند. این موضوع بهطور مستقیم بر عملکرد پایدار اسرور های گوگل تأثیرگذار بوده و امکان پردازش مداوم حجم عظیمی از درخواستهای جستجو را فراهم میسازد.
از سوی دیگر، پروژه «02» نمونهای روشن از سرمایهگذاری بلندمدت گوگل در توسعه زیرساختهای مقیاسپذیر و قابل اتکا است. هرچند اطلاعات فنی دقیق این مرکز منتشر نشده، اما شواهد موجود نشان میدهد که این سایت یکی از ستونهای اصلی معماری توزیعشده دیتا سنتر گوگل محسوب میشود و نقش کلیدی در تضمین پایداری، سرعت و دسترسپذیری خدمات جهانی این شرکت دارد.
معماری فنی دیتاسنترهای گوگل
معماری فنی مراکز داده گوگل یکی از پیشرفتهترین زیرساختهای پردازشی در جهان به شمار میرود. این معماری بر پایه شبکهای گسترده از هزاران سرور، سیستمهای ذخیرهسازی توزیعشده و ارتباطات پرسرعت داخلی طراحی شده است تا بتواند حجم عظیمی از دادهها و درخواستهای کاربران را پردازش کند. در این ساختار، سرورها به صورت خوشهای و ماژولار سازماندهی میشوند تا در صورت بروز مشکل در یک بخش، سایر بخشها بدون اختلال به فعالیت خود ادامه دهند. طراحی شبکه داخلی این مراکز داده نیز به گونهای است که انتقال اطلاعات با حداقل تأخیر و بیشترین پایداری انجام شود. بسیاری از کاربران هنگام مطالعه درباره این زیرساختها این پرسش را مطرح میکنند که دیتا سنتر گوگل چیست و چگونه چنین مقیاس عظیمی از پردازش را مدیریت میکند. پاسخ در ترکیب هوشمندانه سختافزار اختصاصی، نرمافزارهای مدیریت شبکه و معماری توزیعشده نهفته است؛ ساختاری که امکان ارائه خدمات جستجو، ایمیل، نقشه و سرویسهای ابری را در مقیاس جهانی فراهم میکند.
سیستم خنکسازی و مدیریت انرژی در دیتاسنترهای گوگل
یکی از مهمترین چالشها در مراکز داده بزرگ، مدیریت دما و مصرف انرژی است. دیتاسنترهای گوگل برای حل این چالش از سیستمهای خنکسازی پیشرفته و طراحیهای بهینه در جریان هوا استفاده میکنند. در این مراکز داده، رکهای سرور بهگونهای چیده میشوند که هوای سرد و گرم در مسیرهای مشخصی جریان پیدا کند و از افزایش دمای تجهیزات جلوگیری شود. علاوه بر این، بسیاری از دیتاسنترهای گوگل در نزدیکی منابع انرژی ارزان و پایدار مانند نیروگاههای برقآبی ساخته شدهاند تا مصرف انرژی با هزینه و اثرات زیستمحیطی کمتر تأمین شود. همین موضوع باعث شده است که بسیاری از افراد علاقهمند به زیرساختهای اینترنتی بپرسند دیتا سنتر گوگل کجاست و چرا این مراکز اغلب در مناطق خاصی از جهان قرار دارند. انتخاب موقعیت جغرافیایی مناسب در کنار استفاده از فناوریهای هوشمند مدیریت انرژی، به گوگل کمک کرده است تا بهرهوری انرژی در مراکز داده خود را به شکل قابل توجهی افزایش دهد.
امنیت در دیتاسنترهای گوگل
امنیت در دیتاسنترهای گوگل یکی از مهمترین اولویتهای این شرکت محسوب میشود. این مراکز داده با چندین لایه امنیتی فیزیکی و دیجیتال محافظت میشوند تا از دسترسی غیرمجاز به تجهیزات و اطلاعات جلوگیری شود. از نظر فیزیکی، دسترسی به ساختمانهای دیتاسنتر تنها برای تعداد محدودی از کارکنان امکانپذیر است و ورود به بخشهای مختلف با استفاده از کارتهای امنیتی، احراز هویت چندمرحلهای و سیستمهای نظارتی کنترل میشود. علاوه بر این، شبکه داخلی و دادههای ذخیرهشده نیز با استفاده از فناوریهای رمزنگاری و سیستمهای پیشرفته امنیت سایبری محافظت میشوند. به همین دلیل بسیاری از کاربران کنجکاو هستند بدانند سرور های گوگل کجاست و چگونه از آنها محافظت میشود. در واقع این سرورها در مکانهایی با امنیت بسیار بالا و زیرساختهای تخصصی نگهداری میشوند تا خدمات اینترنتی گوگل با حداکثر پایداری و ایمنی در اختیار کاربران سراسر جهان قرار گیرد.
طراحی شبکه کنونی مراکز داده گوگل
در خصوص طراحی شبکه کنونی مراکز داده گوگل به این نکته اشاره می کنیم که ظرفیتی حدود 13/1 پتا بیت در ثانیه به صورت حد اکثری به دیتا سنتر های گوگل نیرو می بخشد. این مقدار چیزی حدود 100 برابر بیشتر از اولین شبکه دیتا سنتر گوگل نسبت به 10 سال قبل است. در واقع نیروبخشی به دیتا سنتر گوگل در زمان حال نسبت به گذشته بسیار توسعه یافته است. شبکه طراحی شده در دیتا سنتر های گوگل به صورت سلسله مراتبی است که در سه طبقه سوئیچ می شود و ساختاری مشابه ساختار یک تراشه دارد. پروتکل استانداردی در آن دیده نمیشود؛ فقط نرم افزار کنترلی آن میان تمام سوئیچ ها به صورت مشابه اعمال میشود.
شبکه سازی مراکز داده گوگل چیزی فراتر از آن است که گفته شد. این شبکه سازی به صورت شبکه وار به انجام فعالیت خود اقدام می کند. یعنی برای کارهای محاسبات خود یک مکان خاص و برای ذخیره و توزیع نیز مکانهای دیگری تعبیه کرده است. این شبکه بندی صرفاً به خاطر استفاده بهینه از گوگل است تا کار جستجو را به بهترین وجه ممکن انجام دهد. این فعالیت پیوسته در شبکه دیتا سنتر های گوگل به افزایش ظرفیت در شبکه نیاز ضروری دارد. ارتقاء این نیاز منجر به رشد شبکه در دیتا سنتر ها شده است.
نکات جالب و کمتر گفتهشده درباره دیتاسنترهای گوگل
آنچه جالب است درباره دیتاسنترهای گوگل بدانید این است که گوگل برای دیتا سنترهای خود گونه ای از طرح کاهش مصرف انرژی را در پیش گرفته است. زیرا کاهش مصرف انرژی در دیتا سنتر در کنار رشد بستر اینترنتی از سربارهای انرژی غیر محاسباتی سرورها جلوگیری به عمل میآورد. همچنین برای وضوح بیشتر مدتیست که گوگل از دیتا سنترهای جذاب خود رو نمایی کرده است. بر اساس برنامه طرح ریزی شده سربار دیتا سنترهای گوگل تا 12 درصد کاهش داشته اند. انرژی زیاد دیتا سنترها همان انرژی استفاده شده در دستگاههای جستجو گر سرور هاست. زمانی که ما برای جستجوی خود به گوگل مراجعه میکنیم محاسبات انجام شده برای یافتن کلمه مورد جستجو در کل مراکز داده گوگل انجام میشود. به عبارت دیگر کار جستجو توسط تمام مراکز داده گوگل انجام میشود و با جدیدترین و یا بهترین دیتا سنتر های گوگل ارتباطی ندارد. همه دیتاسنترها در طول سال عملیات سنجش را انجام می دهند.
دیتاسنتر های گوگل دارای زیر ساختهای الکتریکی متفاوتی هستند. زیر ساختهای الکتریکی این دیتا سنترها در شرایط آب و هوایی مختلف واقع شدهاند. شرایط متغیر آب و هوایی معیارهایی برای مقادیر PUE هستند. معیارهای ذکر شده در میزان سنجش مصرف برق و انرژی به صورت جداگانه پیگیری خواهند شد. این مقایسه برای ساختار خنک سازی تجهیزات ICT بسیار حائز اهمیت است. به عبارت دیگر در ارزیابی مصرف انرژی سرورها این تجهیزات فناوری اطلاعات است که در ذخیره سازی و شبکه سازی مورد توجه قرار گرفته است. غیر از موارد بیان شده سایر اشیای وارد به دیتا سنتر را سربار میگویند.
گسترش جهانی دیتاسنترهای گوگل
طبق گزارش ها، مرکز داده حداکثر 8 هکتار در شهرک صنعتی Westpoort واقع در غرب Hoogkerk خواهد بود. جزئیات بیشتر یا شرایط قرارداد خرید زمین به اشتراک گذاشته نشد، اما این شرکت قصد دارد ساخت و ساز را در پاییز 2023 آغاز کند. به گفته این شرکت، این یک “تاسیسات ماهواره ای در مقیاس کوچک” است. گوگل گفت که مرکز داده ضروری است زیرا “مردم بیشتر و بیشتری از منابع دیجیتال استفاده می کنند و سازمان ها به طور انبوه به کار از فضای ابری روی می آورند.” گوگل در مورد این خبر اطلاعیه رسمی نداده است و مشخص نیست که این شرکت چقدر در این پروژه سرمایه گذاری کرده است. پس از امضای قرارداد خرید با شهرداری، گوگل درخواستی برای مجوز زیست محیطی ارسال کرده است.
گفته شده است که پس از قرارداد شرکت گوگل موظف است که الزامات برنامه ریزی شهری و چشم انداز سختی را تعیین کند. به عنوان مثال، فضای سبز و آب باید در اطراف مرکز داده نصب شود. سقف مرکز داده نیز با حداقل 70 درصد پنل های خورشیدی پوشیده شده است. گرمای باقیمانده از مرکز داده نیز باید به نفع شبکه گرمایش گرونینگن باشد و گوگل کمک مالی «قابل توجهی» به ساخت جادهها در شهرک صنعتی Westpoort میکند.
گزارش شد ه است که QTS اخیراً 9 میلیون دلار در معامله با بندر دریایی گرونینگن برای خرید زمین نزدیک دو مرکز داده خود در استان هزینه کرده است. این خبر در زمان دشواری برای مراکز داده در هلند منتشر میشود، زیرا دولتهای ایالتی و محلی به دنبال محدود کردن توسعه مراکز داده در مقیاس بزرگ هستند. در ماه فوریه، دولت هلند یک تعلیق 9 ماهه برای مجوزهای مراکز داده در مقیاس فوقالعاده وضع کرد، که توسط دولت به عنوان تأسیسات با بیش از 10 هکتار و با تقاضای برق 70 مگاوات یا بیشتر تعریف شده است.
با این حال، مناطق خاصی در داخل استان های گرونینگن و هلند شمالی مستثنی شدند، زیرا آنها در لبه هلند قرار دارند و به انرژی های تجدیدپذیر دسترسی دارند. مایکروسافت و گوگل امکاناتی در منطقه هلندز کرون هلند دارند. کار بر روی دومین تسهیلات مایکروسافت در حال انجام است، اما به دلیل تعدادی از چالش های قانونی به تعویق افتاده است. این تأسیسات به دلیل قرار گرفتن در شهرک صنعتی ظاهراً از این اطلاعیه مستثنی است. گزارش ها حاکی از آن است که برنامه های ایجاد مرکز داده دوم گوگل در این منطقه به دلیل مقاومت محلی کنار گذاشته شده است.
آینده دیتاسنترهای گوگل
با رشد سریع خدمات ابری، هوش مصنوعی و پردازش دادههای کلان، نقش مراکز داده در زیرساخت اینترنت هر روز پررنگتر میشود. به همین دلیل انتظار میرود دیتا سنتر گوگل در آینده با تمرکز بیشتری بر مقیاسپذیری، بهرهوری انرژی و استفاده از فناوریهای نوین توسعه پیدا کند. گوگل در سالهای اخیر سرمایهگذاری گستردهای روی استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، خنکسازی هوشمند و طراحی سختافزارهای اختصاصی انجام داده است تا بتواند مصرف انرژی را کاهش داده و عملکرد پردازشی را افزایش دهد.
از سوی دیگر، با افزایش استفاده از سرویسهای آنلاین و سرویسهای مبتنی بر هوش مصنوعی، حجم پردازش در سرور های گوگل نیز به شکل قابل توجهی رشد خواهد کرد. این موضوع باعث میشود معماری دیتاسنترها به سمت ساختارهای توزیعشدهتر، شبکههای پرسرعتتر و سیستمهای مدیریت خودکار حرکت کند. همچنین فناوریهایی مانند یادگیری ماشین برای مدیریت مصرف انرژی، پیشبینی بار پردازشی و بهینهسازی عملکرد زیرساخت به کار گرفته خواهند شد. در این میان، شرکتهایی مانند فراز شبکه کارنو که در حوزه زیرساخت شبکه، مانیتورینگ و طراحی اتاقهای سرور فعالیت دارند، میتوانند با بهرهگیری از تجربه و فناوریهای جدید، راهکارهایی ارائه دهند که به سازمانها کمک کند از الگوهای پیشرفته طراحی دیتاسنتر در مقیاسهای کوچکتر نیز بهرهمند شوند.
سوالات متداول درباره سرور های گوگل
1. آیا گوگل در آینده هم دیتاسنترهای جدید میسازد؟
بله، گوگل بهطور مداوم مراکز داده جدید در نقاط مختلف جهان احداث میکند تا ظرفیت، پایداری و سرعت خدمات خود را افزایش دهد.
2. هدف اصلی گوگل از توسعه دیتاسنترهای جدید چیست؟
تمرکز بر قدرت پردازش بیشتر، بهینهسازی انرژی و پشتیبانی از سرویسهای ابری و هوش مصنوعی.
3. دیتا سنتر گوگل چیست؟
مجموعهای از زیرساختهای فیزیکی و نرمافزاری برای ذخیره، پردازش و ارائه سرویسهای آنلاین گوگل است.
4. سرور های گوگل در آینده چه تغییری میکنند؟
سرورها سبکتر، سریعتر و با مصرف انرژی کمتر طراحی خواهند شد.
5. فراز شبکه کارنو چه ارتباطی با این حوزه دارد؟
شرکت فراز IT در زمینه طراحی، مانیتورینگ و کنترل هوشمند اتاقهای سرور و زیرساختهای مشابه فعالیت دارد.