Gửi Email
Liên hệ Zalo
Nội dung bài viết
Một con số khá ấn tượng của Microsoft: hơn một triệu máy chủ và hơn một trăm trang web trên khắp thế giới. Cùng Simon Bisson tham quan một trong những nhà máy dữ liệu này của Microsoft và tìm hiểu cách mà họ vận hành hệ thống của mình.
Một số thống kê ấn tượng
- Năm 1989: Microsoft mở trung tâm dữ liệu đầu tiên tại khuôn viên Redmond, Washington.
- Hơn 200: Số lượng dịch vụ trực tuyến do trung tâm dữ liệu của Microsoft cung cấp
- Hơn 15 tỷ USD: Khoản đầu tư của Microsoft vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng đám mây của mình.
- Hơn 30 nghìn tỷ: Số đối tượng dữ liệu được lưu trữ trong trung tâm dữ liệu của Microsoft.
- Hơn 1.5 triệu: Số lượng yêu cầu trung bình mà mạng của nó xử lý mỗi giây.
- 3: Số lần mạng cáp quang của Microsoft, một trong những mạng lớn nhất Bắc Mỹ, có thể trải dài tới mặt trăng và ngược lại.
- 3.8 tỷ kWh: Lượng điện năng xanh được Microsoft mua như một phần của mục tiêu trung hòa carbon
Đã xây dựng và điều hành một ISP quốc gia ở Anh và chịu trách nhiệm thiết lập nhiều trung tâm dữ liệu trong nhiều năm, cách Microsoft xây dựng và chạy một thứ lướn hơn rất nhiều so với bản vá đám mây nhỏ mà chúng ta đang sử dụng.
Quincy – một trong những nơi đặt trung tâm lưu trữ dữ liệu của Microsoft
Một thị trấn nhỏ gần sông Columbia, bang Washington – là nơi một trong những trung tâm dữ liệu khổng lồ của Microsoft tận dụng năng lượng thủy điện chi phí thấp và khí hậu có thể đoán trước được của vùng đồng bằng sa mạc.
Quincy là một thị trấn nhỏ khiêm tốn, là trung tâm của ngành nông nghiệp miền Đông Washington trong nhiều thập kỷ; khu vực này là nơi trồng khoai tây của Mỹ.
Nhưng sự gia tăng của điện toán đám mây đã thay đổi hình dạng của thị trấn, với nguồn điện giá rẻ của nó đã đưa các trung tâm dữ liệu đến sa mạc. Nóng vào mùa hè, lạnh vào mùa đông, Quincy có khí hậu dễ đoán giúp dễ dàng điều hòa các trung tâm dữ liệu, đưa không khí vào thông qua bộ làm mát đoạn nhiệt vào những ngày nóng và sử dụng nó mà không cần điều hòa vào ban đêm và khi trời mát.
Cơ sở Quincy của Microsoft không có nhiều hơn một trung tâm dữ liệu hay trưng bày nhiều thế hệ thiết kế trung tâm dữ liệu của hãng. Trong khi các trung tâm dữ liệu đầu tiên là giá đỡ truyền thống của các máy chủ có sẵn – giống như bạn sẽ thấy ở bất kỳ địa điểm tương tự nào – thì Quincy chứa các ví dụ về ba cách tiếp cận khác nhau để thiết kế trung tâm dữ liệu. Các cơ sở này lên đến hơn 270 mẫu đất, trải rộng khắp thị trấn sa mạc nhỏ bé.
Lâu đời nhất là trung tâm dữ liệu hiện đại quen thuộc, với lối đi nóng và lạnh giữa các máy chủ, mặc dù các phòng khác nhau bao gồm các bản phát hành phần cứng máy chủ khác nhau.
Điều thú vị nhất có lẽ là khi phần cứng ngày càng trở nên mạnh mẽ và dày đặc hơn, thì sẽ có ít giá đỡ hơn, đảm bảo rằng các phòng chứa máy chủ vẫn nằm trong ngân sách thiết kế. Bước nhảy giữa phần cứng của nhà cung cấp cấp một ban đầu và các hệ thống dựa trên Open Compute mới là một bước nhảy lớn, và mặc dù chúng có thể sử dụng cùng một sảnh nhưng có ít giá đỡ hơn nhiều.
Số lượng phần cứng cũng giảm do Microsoft chuyển sang cơ sở hạ tầng ảo hóa, sử dụng mạng do phần mềm xác định và các thiết bị ảo để xử lý chuyển mạch và các chức năng mạng khác. Hơi kỳ lạ khi thấy một trung tâm dữ liệu không có nhiều phần cứng mạng quen thuộc cũ, nhưng đó là cách mà ngày càng có nhiều cơ sở được thiết kế, sử dụng các thiết bị ảo để xử lý mạng ở cấp độ rack.
Bước ra ngoài sảnh ban đầu và bạn sẽ được xem các ví dụ về cách xây dựng trung tâm dữ liệu hiện tại của Microsoft. Những cơ sở mới hơn này được đóng trong container, cả bên trong những nhà kho thông gió khổng lồ và bên ngoài là những tấm lót bê tông. Được xây dựng bởi các nhà cung cấp phần cứng quen thuộc, các thùng chứa là trung tâm của các dịch vụ đám mây hiện tại của Microsoft, chạy các dịch vụ như Azure. Được thiết kế để chỉ cần nguồn điện, mạng và một lượng nước nhỏ, các thùng chứa như thế này là nền tảng của đám mây hiện đại, xử lý tất cả các máy tính và lưu trữ dữ liệu mà chúng tôi mong đợi.
Các mô-đun trung tâm dữ liệu được đóng tại Quincy thể hiện các thế hệ (và nhà cung cấp) khác nhau của cái mà Microsoft gọi là ITPAC. Việc lắp đặt ban đầu nằm trong một tòa nhà lớn có mái che, cao bằng hai container. Bản thân tòa nhà ban đầu không có tường, nhưng khi các nhân viên thấy mình lội qua xe trượt tuyết ngay sau khi ITPAC được đưa vào sử dụng, các khoảng trống nhanh chóng được lấp đầy bằng vách ngăn tuyết. Các ITPAC sau này được triển khai bên ngoài, nằm trên các tấm đệm bê tông.
“Chúng tôi đã không nhìn thấy đợt đầu tiên của phần cứng được đóng trong container, các thiết kế ITPAC ban đầu, chạy trên địa điểm Chicago của công ty. Tuy nhiên, điều quan trọng nhất về ITPAC không phải là nó chứa gì, mà là cách nó được thiết kế.” Tất cả những gì Microsoft quan tâm là một tập hợp các thông số kỹ thuật: nguồn, máy tính và lưu trữ, cũng như các điểm kết nối với mạng, nguồn điện và làm mát. Bên ngoài đó, mọi thứ – ngay cả thiết kế hộp đựng – đều được giao cho các nhà cung cấp. Điều đó cho thấy sự khác biệt giữa các ITPAC, một số dựa trên các container vận chuyển truyền thống, một số khác giống như một ngôi nhà di động.
Đi bộ qua ITPAC giống như đi bộ qua lối đi nóng hoặc lạnh của bất kỳ trung tâm dữ liệu hiện đại nào. Bạn sẽ không thấy bất cứ điều gì đáng ngạc nhiên – sau tất cả, chìa khóa để cung cấp đám mây trên quy mô lớn là giảm rủi ro liên quan đến việc chạy một trung tâm dữ liệu, vì vậy phần lớn phần cứng là các máy chủ quen thuộc với gợi ý gần nhất về thiết bị mạng.
Microsoft đang trong quá trình mở rộng lớn Quincy, xây dựng một trung tâm dữ liệu siêu quy mô mới. Bao gồm bốn tòa nhà, mỗi tòa nhà là một bộ thiết bị độc lập, đó là một trong những địa điểm lớn nhất mà tôi từng thấy. Tuy nhiên, thật đáng buồn, vì nó vẫn đang được xây dựng với chỉ một tòa nhà đang được lắp đặt hiện tại, chúng tôi không được phép vào bên trong vì lý do an toàn. Tuy nhiên, việc di chuyển vòng quanh các tòa nhà trong một chiếc xe hướng dẫn cho bạn cảm giác về kích thước của chúng: lớn hơn nhà chứa máy bay của 747.
Dưới bốn mái nhà đó, chiến lược trung tâm dữ liệu của Microsoft đang đi theo một hướng hoàn toàn mới. Nó không còn là việc mua ITPAC và máy chủ từ các nhà cung cấp bên thứ ba. Thay vào đó, giờ đây nó đang sử dụng OEM để xây dựng phần cứng Dự án Máy tính Mở của riêng mình. Điều đó cho phép họ xây dựng các giá đỡ mật độ cao, sẽ hỗ trợ thế hệ tiếp theo của các dịch vụ đám mây của mình trên nền tảng do phần mềm xác định có thể được cấu hình lại theo yêu cầu bằng cách sử dụng công cụ trung tâm dữ liệu do phần mềm xác định được tích hợp trong cả Windows Azure và Server.
Trung tâm dữ liệu mới được thiết kế để tồn tại lâu hơn đáng kể so với những người tiền nhiệm của nó. Khi Quincy mới kết thúc vòng đời của nó, nó sẽ trải qua nhiều thế hệ phần cứng khác nhau, bổ sung tính toán và lưu trữ trong khi vẫn giữ trong ngân sách điện năng cố định của trang web. Đó là một lý do tại sao Microsoft quay trở lại sử dụng các giá đỡ của máy chủ, thay vì các thiết kế chứa hiện tại của nó, giúp việc hoán đổi máy chủ và cài đặt phần cứng mới hơn dễ dàng hơn.
Đây không phải là phần cuối trong quá trình phát triển trung tâm dữ liệu của Microsoft: họ đã thử nghiệm các cách mới để cung cấp đám mây, giống như các thử nghiệm gần đây đối với trung tâm dữ liệu dưới nước . Và trong khi công việc đó tiếp tục, công ty sẽ xây dựng và triển khai nhiều thế hệ trung tâm dữ liệu hơn nữa, chiếm nhiều diện tích hơn trên các máy bay trên sa mạc cao để có thêm nhiều cơ sở khổng lồ đầy đủ về máy tính, mạng và lưu trữ.
Microsoft tập trung mạnh mẽ vào tác động môi trường, với tất cả các trung tâm dữ liệu của nó là trung tính carbon (Quincy chạy các hệ thống thủy điện gần đó ở sông Columbia). Tương tự, Microsoft 365 tái chế tất cả các máy chủ cũ của mình, mặc dù các đĩa không bao giờ rời khỏi trang web – ít nhất là không phải trong một mảnh. Chúng tôi đã được xem một trong những máy hủy đĩa mà công ty sử dụng, một thiết bị khổng lồ sẽ nhanh chóng biến ổ cứng thành một đống kim loại không thể nhận dạng: bị đập nát, nghiền nát, xoắn và biến dạng. Đó dường như là một cách tiếp cận rất kỹ lưỡng để bảo mật dữ liệu!
Nhiều hoạt động mà Microsoft làm tại các trung tâm dữ liệu của họ nhạy cảm về mặt thương mại. Ba trong số bốn nhà cung cấp đám mây lớn nhất là một phần của Open Compute Project (OCP), chia sẻ các thiết kế và bài học về máy chủ đám mây, lưu trữ và mạng, đồng thời cho chúng ta manh mối về tương lai của đám mây.
Một phần công việc mà Microsoft đã chia sẻ với Open Compute Project là một cách tiếp cận mới đối với UPS, đặt pin phù hợp với PSU, trong chính máy chủ. Điều đó cho phép nó sử dụng nhiều không gian trung tâm dữ liệu hơn cho các máy chủ mà không cần phải sử dụng không gian cho các phòng pin để giữ cho hệ thống hoạt động trong trường hợp mất điện. Pin nội tuyến có thể tương đối nhỏ, vì chúng chỉ cần thiết để duy trì hoạt động của máy chủ trong khi các máy phát điện khổng lồ của trang web khởi động.
Theo Simon Bisson trên https://www.zdnet.com/
