Was ist ein Rechenzentrum?

Rechenzentren sind das Rückgrat der modernen IT-Infrastruktur. Entdecken Sie die wichtigsten Komponenten, die ihre Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleisten.

Rechenzentren sind das Rückgrat der modernen Datenverarbeitung und beherbergen die Server, Speicher und Netzwerkgeräte, die digitale Dienste ermöglichen. Unser Leitfaden bietet einen detaillierten Einblick in die Komponenten, den Aufbau und die Verwaltung von Rechenzentren.

Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Rechenzentren, darunter lokale, Colocation- und cloudbasierte Einrichtungen, sowie deren einzigartige Eigenschaften. Entdecken Sie die Bedeutung von physischer Sicherheit, Umweltkontrollen und Redundanz für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Infrastruktur von Rechenzentren.

Bleiben Sie über die neuesten Trends und Best Practices im Rechenzentrumsmanagement auf dem Laufenden.

Arten von Rechenzentren

Grob gesagt gibt es drei Arten von Rechenzentren: Unternehmensrechenzentren (vor Ort), Cloud-Rechenzentren und verwaltete Rechenzentren/Colocation-Rechenzentren. Jede Art hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, wodurch sie für unterschiedliche Situationen geeignet sind.

• Unternehmensrechenzentrum (vor Ort) – Diese Art von Rechenzentrum befindet sich auf dem Gelände eines Unternehmens oder einer Organisation, häufig in der IT-Abteilung. Es handelt sich in der Regel um eine Anordnung von Servercomputern zusammen mit der dazugehörigen Hardware, die häufig in Racks montiert ist. Kleinere Unternehmen bezeichnen dies möglicherweise als "Serverraum" oder sogar als "Serverkabinett".
• Colocation-Einrichtungen und verwaltete Rechenzentren – Wenn ein Unternehmen an einen Punkt gelangt, an dem es keinen Platz mehr für die Unterbringung seiner eigenen Datenausrüstung (und/oder die erforderliche Klimatisierungsleistung für die Kühlung) hat, aber dennoch die volle Kontrolle und das Eigentum an dieser Ausrüstung behalten möchte, kann eine Colocation-Einrichtung die Lösung sein. Colocation-Einrichtungen vermieten den Platz und die Infrastruktur, die für die Server eines anderen Unternehmens benötigt werden. Verwaltete Rechenzentren funktionieren ähnlich, jedoch besitzt das Rechenzentrum sowohl die Computerhardware als auch die entsprechende Infrastruktur. In einem Managed-Rechenzentrum mieten Unternehmen sowohl die Geräte als auch die Infrastruktur und verlassen sich auf das Rechenzentrumsunternehmen, um den Betrieb aufrechtzuerhalten.
• Public-Cloud-Rechenzentrum – Serverdienste werden "in der Cloud" erbracht, wobei Unternehmen für den Betrieb des Rechenzentrums als Dienstleistung bezahlen. Die physischen Server, die Datenspeicherung und die Infrastruktur werden vollständig dem Cloud-Rechenzentrum selbst überlassen. Obwohl sie nominell in der Cloud liegen, befinden sich die Rechen- und Speicherressourcen letztendlich im physischen Rechenzentrum des Anbieters.

Obwohl Unternehmensrechenzentren relativ einfach einzurichten und zu nutzen sind, kann ein Unternehmen mit zunehmender Größe den Einsatz eines verwalteten Rechenzentrums oder einer Colocation-Rechenzentrumsanlage in Betracht ziehen. Alternativ bietet ein öffentliches Cloud-basiertes Rechenzentrum den Vorteil einer nahezu unbegrenzten Skalierbarkeit, und Unternehmen können viele der mit seinem Betrieb verbundenen Aufgaben gegen eine Gebühr auslagern. Allerdings liegen Sicherheit und Infrastruktur letztendlich außerhalb der Kontrolle des Unternehmens, was je nach Geschäftskontext und -umfang vorteilhaft oder problematisch sein kann.

Komponenten der Rechenzentrumsinfrastruktur (Architektur)

Wie unten aufgeführt, verwenden Rechenzentren eine Vielzahl von Infrastrukturkomponenten, die zusammenarbeiten, um Datenverwaltungsaufgaben auszuführen. Diese Komponenten sowie ihre Zusammenarbeit und die physische Anordnung der Einrichtung werden als Architektur des Rechenzentrums bezeichnet. Architektur kann sich auch auf die Leistungsstufe (I – IV) des Rechenzentrums beziehen, die weitgehend ein Indikator für dessen Zuverlässigkeit ist und im nächsten Abschnitt behandelt wird.

Server (Rechenleistung)

Server sind die einzelnen Computer, die die Rechenleistung eines Rechenzentrums ausmachen. In Rechenzentren kommen Server in der Regel in einer der folgenden Formen zum Einsatz und müssen leistungsfähig genug sein, um Anfragen von anderen Computern (in diesem Zusammenhang Clients) zeitnah zu beantworten. Im allgemeineren Sinne kann ein Server jeder Computer sein, der automatisch auf Anfragen von anderen Computern reagiert. Jeder Computer kann als Server eingerichtet werden, aber im Kontext eines Rechenzentrums sind Allzweckcomputer in der Regel nicht für diese Aufgabe geeignet.

• Rack-Mount-Server – Diese Server ähneln in ihrer Form einer Pizzaschachtel und werden in Racks eingeschoben. Jeder Server verfügt über eigene Rechenkomponenten, eine eigene Stromversorgung und eigene Netzwerkgeräte. In der Regel werden mehrere Server übereinander in den Racks gestapelt.
• Blade-Server – Blade-Server sind kleiner als Rack-Server und für eine Installation mit hoher Dichte vorgesehen. Sie sind zwar leistungsstark, können jedoch aufgrund physikalischer Einschränkungen in der Regel nicht so viele Festplatten oder Speicherslots aufnehmen wie ihre Rack-Pendants. Stromversorgung und Kühlung werden vom Gehäuse gemeinsam genutzt.

Speichersysteme

Es gibt drei Haupttypen von Speichersystemen für Server:

• Direkt angeschlossener Speicher (DAS) – Direkt an den Server angeschlossener Datenspeicher (z. B. ist eine Computerfestplatte eine einfache Form von DAS).
• Network-Attached Storage (NAS) – Die Datenspeicherung erfolgt über eine Standard-Ethernet-Verbindung. NAS-Speicher befinden sich in der Regel auf einem oder mehreren eigenen dedizierten Servern.
• Storage Area Network – Gemeinsamer Datenspeicher mit einem speziellen Netzwerk und Techniken für extrem hohe Leistung, Datenschutz, Skalierbarkeit und Verwaltung.

Netzwerk

Netzwerkgeräte müssen in einem Umfang implementiert werden, der den Fähigkeiten des Servers entspricht. Im Gegensatz zu einem Router in einem Privathaushalt oder einem kleinen Unternehmen verfügt ein Rechenzentrum über eine Vielzahl von Switches und anderen Datenübertragungskomponenten, die (möglicherweise) in großem Umfang aktualisiert und gewartet werden müssen.

Stromversorgung und Kabelmanagement

Jeder Server und jedes Speichersystem in einem Rechenzentrum muss mit Strom versorgt werden, was in großem Maßstab einen enormen Aufwand bedeuten kann. Die physische Verkabelung erfordert ebenfalls viel Platz, der so gut wie möglich organisiert und minimiert werden sollte.

Redundanz und Notfallwiederherstellung

Die Systemarchitektur sollte so eingerichtet sein, dass Ausfälle oder Eindringlinge den Betrieb so wenig wie möglich stören. Die Funktionen werden im nächsten Abschnitt in vier Stufen beschrieben.

Umgebungskontrolle

Die in ein Rechenzentrum eingespeiste Energie wird für die Verarbeitung genutzt und letztendlich in Wärme umgewandelt. Während der Prozessor eines Standardcomputers in der Regel durch einen einfachen Lüfter gekühlt werden kann, verfügt ein Rechenzentrum über eine um ein Vielfaches höhere Rechenleistung als ein Verbraucher-PC und benötigt daher eine wesentlich stärkere Wärmeableitung. Die HLK-Systeme eines Rechenzentrums müssen so ausgelegt sein, dass sie diese überschüssige Wärme bewältigen können. Zur Ableitung der Wärmeenergie können auch Flüssigkeitskühlungslösungen eingesetzt werden.

Physische Sicherheit

Hoch bewertete Rechenzentren müssen physisch durch Geräte wie Kameras, Zäune und Eingangsscanner sowie durch Sicherheitspersonal gesichert werden. Auch Brandbekämpfung fällt in diesen Bereich, ebenso wie alle Vorbereitungen für Naturkatastrophen.

Bewertungen von Rechenzentren und Redundanzstufen

Rechenzentren können in vier Leistungsstufen eingeteilt werden, die sich weitgehend auf Zuverlässigkeit und Sicherheit beziehen. Diese Stufen können als schnelle Referenz für die Beurteilung der Fähigkeiten eines Rechenzentrums sowie als Leitfaden für die Verbesserung Ihres eigenen Netzwerks dienen. Standards umfassen Folgendes:

• Tier I – Erfordert eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für kurze Stromausfälle, einen Generator für längerfristige Ausfälle, Kühlgeräte und einen speziellen Bereich für den IT-Betrieb. Insbesondere müssen Tier-1-Einrichtungen für geplante vorbeugende Wartungsarbeiten abgeschaltet werden.
• Tier II – Fügt redundante Stromversorgungs- und Kühlsysteme hinzu, um die Sicherheit gegen unerwartete Ausfallzeiten zu erhöhen. Der Austausch von Komponenten kann ohne Abschaltung durchgeführt werden.
• Tier III – Fügt redundante Verteilungswege für Strom- und Kühlungsfunktionen hinzu. Erfordert keine Abschaltung für die Wartung oder den Austausch von Geräten.
• Tier IV – Verfügt über mehrere redundante, unabhängige und physisch isolierte Systeme, die zusammenwirken, um sicherzustellen, dass eine Unterbrechung in einem System kein anderes System beeinträchtigt. Theoretisch ist ein Tier-IV-System nicht anfällig für Störungen durch unvorhergesehene Ereignisse. Wenn jedoch ein isoliertes System wegen Wartungsarbeiten ausfällt, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Störung.

Je nach den geschäftlichen Anforderungen kann ein internes Rechenzentrum geeignet sein, oder eine externe Tier-III- oder Tier-IV-Daten- und Rechenanlage könnte besser funktionieren (entweder für Colocation oder über verwaltete Computerhardware). Alternativ können auch öffentliche Cloud-basierte Serverlösungen geeignet sein, die es Unternehmen ermöglichen, zu skalieren, ohne erhebliche technische Ressourcen für diesen Übergang aufwenden zu müssen.

Verwandte Ressourcen

Weitere Informationen zum Thema Datenmanagement finden Sie auch in unserem Artikel über Latenz. Eine gute Rechenzentrumskonfiguration kann dazu beitragen, die Latenzzeit zu minimieren (gut), während unzureichende Rechen- und Datentransportressourcen zu einer weniger effizienten Konfiguration führen. Mehr als nur eine einfache Unannehmlichkeit: Ein paar Sekunden, die sich Tag für Tag, Mitarbeiter für Mitarbeiter summieren, können zu einer erheblichen Verringerung der Produktivität führen. Bei öffentlich zugänglichen Anwendungen können Verzögerungen zu frustrierten oder sogar verlorenen Kunden führen.

Fazit

Rechenzentren sind für unsere moderne netzwerkzentrierte Computerumgebung als physische Standorte, an denen Cloud-basiertes Computing größtenteils stattfindet, von enormer Bedeutung. Rechenzentren beherbergen Server, Speicher- und Netzwerkgeräte sowie die Strom- und Kühlinfrastruktur, die diese Maschinen versorgt. Sie ermöglichen alles von der Fernspeicherung für Privatpersonen und kleine Unternehmen bis hin zu den enormen Rechenanforderungen des Online-Handels, des Streamings und der KI-Dienste.

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FAQs

Wie verdienen Rechenzentren Geld?

Im Kontext dieses Artikels verdienen Rechenzentren nicht direkt Geld, sondern stellen Rechenressourcen bereit, damit Unternehmen effizient arbeiten und mit ihrem Kerngeschäft (mehr) Geld verdienen können. Eine bemerkenswerte Ausnahme bildet das Schürfen von Kryptowährungen, bei dem Datenressourcen Berechnungen durchführen, um Geld zu generieren.

Was ist der Unterschied zwischen einem Rechenzentrum und einem Server?

Ein Server ist ein einzelnes Rechenmodul, während ein Rechenzentrum ein dedizierter Bereich, ein Gebäude oder mehrere Gebäude sind, in denen ein oder mehrere Server untergebracht sind.