Data Center: qué es, cómo funciona y qué tipos existen

Cada vez que ves un vídeo, haces una compra online o consultas un panel de datos, la información viaja hasta un edificio lleno de máquinas que trabajan sin parar. Entender cómo funciona ese edificio es entender una parte fundamental de internet. Te explicamos qué es un data center, qué hay dentro, cómo se mantiene siempre encendido y qué tipos existen.

¿Qué es un Data Center?

Un data center o centro de datos es una instalación física que concentra los servidores, los sistemas de almacenamiento y los equipos de red que una organización necesita para procesar, guardar y distribuir información y aplicaciones. También se le conoce como centro de procesamiento de datos, y en España es muy habitual verlo abreviado como CPD. Su tamaño es variable y puede ser una sala dentro de una oficina o un edificio enorme dedicado por completo a esta función, dependerá de distintas necesidades.

¿Para qué sirve un Data Center?

Sirve para que las aplicaciones y los datos estén disponibles de forma continua, rápida y segura. Por ejemplo se encarga de alojar páginas web, tiendas online y aplicaciones corporativas, pero también de almacenar y proteger un gran volumen de datos entre los que se encuentran las copias de seguridad. Se encarga de procesar la información para el análisis de datos en y los sistemas de inteligencia artificial, así como de ofrecer servicios en la nube para empresas y particulares. Por último también se encarga de garantizar la continuidad de un negocio cuando se produce un fallo o un incidente que supondría un parón en su actividad.

¿Cómo funciona un Data Center?

Debemos plantearlo como una gran fábrica de información en la que los usuarios envían peticiones a través de Internet y que llegan al centro a través de la red. Allí, los servidores son los encargados de procesar y consultar los datos almacenados para poder devolver una respuesta a ese usuario en milisegundos.
Los centros deben estar disponibles 24 horas al día, por lo que es importante que todo esté duplicado y vigilado. Pero ¿cómo se consigue? A través de un balanceador de carga que reparte el tráfico entre varios servidores para que ninguno se sature, y un centro de operaciones de red (NOC) que monitoriza la infraestructura de forma permanente para detectar y resolver incidencias antes de que afecten al servicio. Detrás hay profesionales como técnicos de centro de datos, ingenieros de redes, administradores de sistemas e ingenieros de instalaciones, que cuidan tanto del hardware como del edificio. A todo ello hay que sumarle que gran parte de la capacidad de estos datos se aprovecha mediante la virtualización que utiliza tecnologías como VMware o KVM, que permiten crear varias máquinas virtuales en un único servidor físico y sacar más partido al hardware.

¿Qué hay dentro de un Data Center?

Servidores

Los servidores en rack son las unidades que procesan y almacenan los datos. Tienen un formato estandarizado para montarse de forma ordenada y se cuentan por cientos o miles en los centros grandes. Al hablar de servidores CPD nos referimos precisamente a este equipamiento.

Sistemas de almacenamiento

Los datos se guardan en sistemas dedicados de almacenamiento masivo, accesibles por red, como las redes SAN (Storage Area Network) o los dispositivos NAS (Network Attached Storage). Algunos centros emplean también infraestructura hiperconvergente (HCI), que combina computación, almacenamiento y redes en un único sistema para reducir la complejidad y facilitar el crecimiento.

Redes y switches

Los switches de red interconectan los equipos dentro del centro, y los routers de borde conectan esa red interna con el exterior, es decir, con internet. Una buena conectividad es tan importante como la potencia de los servidores.

Racks

Los armarios rack son estructuras metálicas estandarizadas que alojan de forma segura servidores, switches y otros equipos. Se disponen en filas, formando pasillos que facilitan la gestión del aire y del cableado.

Sistemas de alimentación

Dentro de cada rack, las unidades de distribución de energía (PDU) reparten la electricidad entre los equipos. Son el último eslabón de una cadena eléctrica diseñada para no fallar.

¿Cómo se refrigeran los Data Centers?

Los equipos generan mucho calor y un exceso de temperatura o humedad puede dañarlos, por lo que es necesario contar con unidades de climatización de precisión, conocidas como CRAC o CRAH (Computer Room Air Conditioning / Handler), que controlan ambas variables con gran exactitud.
Para lograrlo, se suelen organizar los racks en pasillos fríos y calientes o utilizar un suelo técnico elevado, un piso modular que crea un espacio oculto por el que circula el aire frío y se canaliza el cableado. Algunos centros aprovechan además el aire exterior o sistemas de refrigeración líquida para ahorrar energía.

¿Cómo se garantiza el suministro eléctrico de un Data Center?

Un corte de luz no puede significar un corte de servicio, así que la energía se protege en varios niveles.

UPS o SAI

El sistema de alimentación ininterrumpida (SAI, o UPS en inglés) ofrece energía de respaldo inmediata mediante baterías durante cortes breves, de esta formar es posible cubrir el tiempo necesario hasta que arrancan los generadores de forma segura.

Generadores de respaldo

Los grupos electrógenos, normalmente generadores diésel, se activan cuando el corte es prolongado y mantienen el centro operativo durante horas o incluso días, siempre que dispongan de combustible.

Redundancia eléctrica

La redundancia consiste en duplicar los elementos críticos para que, si uno falla, otro tome el relevo. Se habla de configuraciones N+1 (un elemento extra de reserva) o 2N (dos sistemas completos e independientes). Cuanta más redundancia, mayor fiabilidad, pero también mayor coste.

Seguridad en un Data Center

La seguridad se plantea en tres frentes que se complementan.

Seguridad física

Es la primera barrera e incluye vigilancia 24/7, cámaras, vallado perimetral, acceso por zonas y control de acceso biométrico mediante huella dactilar o iris. Solo el personal autorizado puede acceder a las salas críticas.

Seguridad de la información

La ciberseguridad en un data center protege los datos frente a accesos no autorizados y ciberataques mediante firewalls, cifrado, segmentación de redes, monitorización y gestión de accesos. Muchos centros se certifican con la norma ISO/IEC 27001, el estándar internacional de gestión de la seguridad de la información, o con informes de auditoría SOC 2, que evalúan los controles de seguridad, disponibilidad y confidencialidad.

Sistemas contra incendios

Un incendio sería devastador, pero el agua dañaría los equipos. Por eso se usan sistemas de extinción por agente limpio, como Novec 1230 o FM-200, que sofocan el fuego sin dañar la electrónica ni dejar residuos y se complementan con detección temprana de humo.

Tipos de Data Center

Data Center empresarial

Es el que construye y gestiona una propia empresa en sus instalaciones para uso interno para lograr un control total, pero exige una inversión y un mantenimiento elevados.

Colocation

En el modelo de colocation, una empresa alquila espacio físico (un rack o una jaula) en un centro de datos de un tercero para instalar su propio hardware. Se beneficia de la energía, la refrigeración y la seguridad del proveedor sin construir un edificio.

Data Centers de proveedores Cloud

Son los grandes centros que sostienen los servicios de computación en la nube. La empresa no gestiona hardware, sino que contrata recursos bajo demanda. Muchos se apoyan también en redes de entrega de contenidos (CDN), servidores distribuidos geográficamente que acercan los contenidos web y multimedia al usuario para que carguen más rápido.

Edge Data Centers

Son centros más pequeños, a menudo llamados micro data centers, situados cerca de donde se generan los datos. Responden a la lógica del edge computing, que procesa la información en el borde de la red para reducir la latencia, algo que suele utilizarse en aplicaciones como el internet de las cosas o el streaming.

¿Qué significan los niveles Tier de un Data Center?

Los niveles Tier, definidos por el Uptime Institute, clasifican la fiabilidad y la redundancia de un centro de datos en cuatro categorías:

• Tier I: infraestructura básica, sin redundancia. Requiere paradas para el mantenimiento.
• Tier II: añade componentes redundantes, pero con un único camino de energía y refrigeración.
• Tier III: permite el mantenimiento sin interrumpir el servicio, gracias a varios caminos de distribución.
• Tier IV: máxima tolerancia a fallos, con sistemas totalmente redundantes e independientes.

A mayor nivel, mayor disponibilidad, pero también mayor coste. Existe además el estándar TIA-942, que especifica los requisitos de diseño de la infraestructura de un centro de datos y define niveles similares.

¿Cuánta energía consume un Data Center y cómo se mide su eficiencia?

Los centros de datos son grandes consumidores de electricidad, tanto por el funcionamiento de los servidores como por su refrigeración. Por eso la eficiencia energética es una de sus principales preocupaciones.

Qué es el PUE

El PUE (Power Usage Effectiveness) es la métrica estándar para medir esa eficiencia que se calcula dividiendo la energía total que consume el centro entre la que utilizan exclusivamente los equipos informáticos. Un valor de 1,0 sería el ideal teórico; cuanto más cerca esté de ese número, más eficiente es el centro. Por ejemplo, un PUE de 1,5 significa que por cada vatio que usan los servidores se consume medio vatio adicional en refrigeración y otros sistemas.

Sostenibilidad y eficiencia energética

El sector trabaja para reducir su impacto con energías renovables, mejoras en la refrigeración y el reaprovechamiento del calor residual. Certificaciones como CEEDA (Certified Energy Efficient Data Centre Award) evalúan y reconocen las buenas prácticas en eficiencia energética.

¿Qué relación existe entre Data Centers, Cloud Computing e Inteligencia Artificial?

La computación en la nube (cloud computing) es el modelo que entrega servicios de computación a través de internet, y su infraestructura subyacente son, precisamente, los centros de datos. Cuando contratas almacenamiento o un servidor virtual a un proveedor cloud, en realidad estás usando una porción de un data center.
La inteligencia artificial ha multiplicado esta dependencia ya que entrenar y ejecutar modelos requiere una enorme capacidad de cálculo, con equipos muy potentes que consumen mucha energía y generan mucho calor. Esto impulsa la construcción de nuevos centros y obliga a mejorar su refrigeración y su eficiencia.