Qu'est-ce qu'un centre de données ?
Découvrez les centres de données, les installations physiques qui rendent possibles l'informatique d'entreprise et l'informatique dématérialisée
Qu'est-ce qu'un centre de données ?

Un centre de données est une salle physique, un bâtiment ou une installation qui abrite une infrastructure informatique pour créer, exécuter et fournir des applications et des services, et pour stocker et gérer les données associées à ces applications et services.

Ces dernières années, les centres de données sont passés d'installations privées, étroitement contrôlées, situées sur place et abritant une infrastructure informatique traditionnelle à l'usage exclusif d'une entreprise, à des installations ou réseaux d'installations distants appartenant à des fournisseurs de services cloud et abritant une infrastructure informatique virtualisée à l'usage partagé de plusieurs entreprises et clients.

Types de centres de données

Il existe différents types d'installations de centres de données, et une même entreprise peut en utiliser plusieurs, en fonction de ses charges de travail et de ses besoins.

Centres de données d'entreprise (sur site)

Dans ce modèle de centre de données, toute l'infrastructure informatique et les données sont hébergées sur site. De nombreuses entreprises choisissent d'avoir leurs propres centres de données sur site car elles estiment qu'elles ont plus de contrôle sur la sécurité des informations et peuvent plus facilement se conformer à des réglementations telles que le règlement général sur la protection des données de l'Union européenne (RGPD) ou la loi américaine sur la portabilité et la responsabilité de l'assurance maladie (HIPAA). Dans un centre de données d'entreprise, l'entreprise est responsable de toutes les tâches de déploiement, de surveillance et de gestion.

Centres de données cloud publics

Les centres de données cloud (également appelés centres de données de cloud computing) hébergent des ressources d'infrastructure informatique pour une utilisation partagée par plusieurs clients (des dizaines à des millions de clients) via une connexion Internet.

La plupart des plus grands centres de données cloud, appelés centres de données hyperscale, sont gérés par de grands fournisseurs de services cloud comme Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform, IBM Cloud, Microsoft Azure et Oracle Cloud Infrastructure. En réalité, la plupart des principaux fournisseurs cloud gèrent plusieurs centres de données hyperscale à travers le monde. En règle générale, les fournisseurs de services cloud maintiennent des centres de données périphériques plus petits situés plus près des clients cloud (et des clients des clients cloud). Pour les charges de travail en temps réel et gourmandes en données telles que l'analyse de données volumineuses, l'intelligence artificielle (IA) et les applications de diffusion de contenu, les centres de données périphériques peuvent aider à minimiser la latence, améliorant ainsi les performances globales des applications et l'expérience client.

Centres de données gérés et installations de colocation

Les centres de données gérés et les installations de colocation sont des options pour les organisations qui n'ont pas l'espace, le personnel ou l'expertise nécessaires pour déployer et gérer tout ou partie de leur infrastructure informatique sur site, mais qui préfèrent ne pas héberger cette infrastructure en utilisant les ressources partagées d'un centre de données cloud public.

Dans un centre de données géré, l'entreprise cliente loue des serveurs dédiés, du matériel de stockage et de mise en réseau auprès du fournisseur de centre de données, et le fournisseur de centre de données gère l'administration, la surveillance et la gestion pour l'entreprise cliente.

Dans une installation de colocation, l'entreprise cliente possède toute l'infrastructure et loue un espace dédié pour l'héberger au sein de l'installation. Dans le modèle de colocation traditionnel, l'entreprise cliente a un accès exclusif au matériel et l'entière responsabilité de sa gestion ; c'est idéal pour la confidentialité et la sécurité, mais souvent peu pratique, en particulier pendant les pannes ou les urgences. Aujourd'hui, la plupart des fournisseurs de colocation offrent des services de gestion et de surveillance aux clients qui le souhaitent.

Les centres de données gérés et les installations de colocation sont souvent utilisés pour héberger la technologie de sauvegarde des données à distance et de reprise après incident pour les petites et moyennes entreprises (PME).

Architecture du centre de données

La plupart des centres de données modernes, même les centres de données internes sur site, sont passés d'une architecture informatique traditionnelle, où chaque application ou charge de travail s'exécute sur son propre matériel dédié, à une architecture cloud, dans laquelle les ressources matérielles physiques (processeurs, stockage, mise en réseau) sont virtualisés. La virtualisation permet d'extraire ces ressources de leurs limites physiques et de les regrouper en une capacité qui peut être allouée à plusieurs applications et charges de travail dans les quantités dont elles ont besoin.

La virtualisation permet également l'infrastructure définie par logiciel (SDI), une infrastructure qui peut être mise à disposition, configurée, exécutée, maintenue et « arrêtée » par programme, sans intervention humaine.

La combinaison de l'architecture cloud et du SDI offre de nombreux avantages aux centres de données et à leurs utilisateurs, notamment :

  • Utilisation optimale des ressources de calcul, de stockage et de mise en réseau. La virtualisation permet aux entreprises ou aux clouds de servir le plus grand nombre d'utilisateurs possible avec le moins de matériel et le moins de capacité inutilisée possible.

  • Déploiement rapide d'applications et de services. L'automatisation SDI rend la mise à disposition d'une nouvelle infrastructure aussi simple qu'une demande via un portail en libre-service.

  • Évolutivité. L'infrastructure informatique virtualisée est beaucoup plus facile à faire évoluer que l'infrastructure informatique traditionnelle. Même les entreprises utilisant des centres de données sur site peuvent ajouter de la capacité à la demande en transférant les charges de travail vers le cloud, le cas échéant.

  • Variété de services et de solutions de centre de données. Les entreprises et les clouds peuvent offrir aux utilisateurs divers moyens d'utiliser et de distribuer les ressources informatiques, à partir de la même infrastructure. Les choix sont faits en fonction des exigences de la charge de travail et comprennent l'infrastructure en tant que service (IaaS)la plate-forme en tant que service (PaaS) et le logiciel en tant que service (SaaS). Ces services peuvent être proposés dans un centre de données privé ou sous forme de solutions cloud dans un cloud privépublichybride ou bien un environnement multicloud.

  • Développement cloud natif.La conteneurisation et l'informatique sans serveur, ainsi qu'un solide écosystème de logiciels libres, permettent et accélèrent les cycles DevOps et de modernisation des applications, ainsi que les applications de type « développer une fois, déployer partout ».

Composants de l'infrastructure du centre de données

Serveurs

Les serveurs sont des ordinateurs puissants qui fournissent des applications, des services et des données aux appareils des utilisateurs finaux. Les serveurs de centres de données existent sous différents formats :

  • Les serveurs en armoire sont des serveurs autonomes larges et plats, de la taille d'un petit carton à pizza, conçus pour être empilés les uns sur les autres dans une armoire pour économiser de l'espace (par opposition à un serveur en tour ou de bureau). Chaque serveur en armoire possède son propre bloc d'alimentation, ses ventilateurs de refroidissement, ses commutateurs réseau et ses ports, ainsi que le processeur, la mémoire et le stockage habituels.

     

  • Les serveurs lames sont conçus pour économiser encore plus d'espace. Chaque serveur lame contient des processeurs, des contrôleurs de réseau, de la mémoire et du stockage temporaire ; ils sont conçus pour s'intégrer dans un châssis qui en contient plusieurs et qui contient l'alimentation électrique, la gestion du réseau et d'autres ressources pour tous les serveurs lames du châssis.

     

  • Les ordinateurs centraux (ou mainframe) sont des ordinateurs hautes performances dotés de plusieurs processeurs capables d'effectuer le travail d'une salle entière de serveurs en armoire ou de serveurs lames. Premiers ordinateurs virtualisables, les ordinateurs centraux peuvent traiter des milliards de calculs et de transactions en temps réel.

Le choix du format dépend de nombreux facteurs, notamment l'espace disponible dans le centre de données, les charges de travail exécutées sur les serveurs, la puissance disponible et le coût.

Systèmes de stockage

La plupart des serveurs incluent une capacité de stockage local, appelée stockage à accès direct (DAS), pour permettre aux données les plus fréquemment utilisées (données chaudes) de rester proches du processeur.

Les deux autres configurations de stockage de centre de données sont le stockage en réseau (NAS) et un réseau de stockage (SAN).

Le NAS fournit le stockage de données et l'accès aux données à plusieurs serveurs via une connexion Ethernet standard. Le périphérique de stockage en réseau est généralement un serveur dédié avec plusieurs supports de stockage : disques durs (HDD) et/ou disques SSD (Solid State Drives).

À l'instar du NAS, un SAN permet le stockage partagé, mais il utilise un réseau distinct pour les données et consiste en un mélange plus complexe de plusieurs serveurs de stockage, de serveurs d'applications et de logiciels de gestion du stockage.

Un même centre de données peut utiliser les trois configurations de stockage (DAS, NAS et SAN) ainsi que le  stockage de fichiersle stockage par blocs et le stockage d'objets .

Réseau

Composé de divers types de commutateurs, de routeurs et de fibres optiques, le réseau du centre de données achemine le trafic réseau entre les serveurs (le trafic est/ouest) et des serveurs aux clients (le trafic nord/sud).

Comme indiqué ci-dessus, les services réseau d'un centre de données sont généralement virtualisés. Cela permet la création de réseaux superposés définis par logiciel, construits au-dessus de l'infrastructure physique du réseau, pour prendre en charge des contrôles de sécurité spécifiques ou des accords de niveau de service (SLA).

Alimentation et gestion des câbles

Les centres de données doivent être toujours actifs, à tous les niveaux. La plupart des serveurs disposent de deux blocs d'alimentation. Les systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) alimentés par batterie protègent contre les surtensions et les brèves coupures de courant. Des générateurs puissants peuvent se déclencher en cas de panne de courant plus grave.

Avec des milliers de serveurs connectés par différents câbles, la gestion des câbles est une préoccupation importante dans la conception des centres de données. Si les câbles sont trop proches les uns des autres, ils peuvent provoquer une diaphonie, ce qui peut avoir un impact négatif sur les taux de transfert de données et la transmission du signal. En outre, si trop de câbles sont regroupés, ils peuvent générer une chaleur excessive. La construction et le développement de centres de données doivent tenir compte des codes de génération et des normes du secteur pour assurer un câblage efficace et sûr.

Redondance et reprise après incident

La durée d'indisponibilité des centres de données est coûteuse pour les fournisseurs de centre de données et pour leurs clients, et les opérateurs et architectes de centre de données se donnent beaucoup de mal pour augmenter la résilience de leurs systèmes. Ces mesures vont des matrices redondantes de disques indépendants (RAID), qui protègent contre la perte ou la corruption de données en cas de défaillance des supports de stockage, à l'infrastructure de refroidissement de secours du centre de données, qui permet aux serveurs de fonctionner à des températures optimales, même si le système de refroidissement principal tombe en panne.

Beaucoup de grands fournisseurs de centres de données ont des centres de données situés dans des régions géographiquement distinctes, de sorte que si une catastrophe naturelle ou une perturbation politique se produit dans une région, les opérations peuvent être transférées dans une autre région afin d'éviter toute interruption de service.

L'Uptime Institute (lien externe à ibm.com) utilise un système à quatre niveaux pour classer la redondance et la résilience des centres de données :

  • Niveau I—Fournit des composants de capacité de redondance de base, tels qu'une alimentation de secours et un système de refroidissement 24/7, pour prendre en charge les opérations informatiques dans un bureau ou au-delà.

     

  • Niveau II—Ajoute des sous-systèmes d'alimentation et de refroidissement redondants supplémentaires, tels que des générateurs et des dispositifs de stockage d'énergie, pour une meilleure sécurité en cas de perturbations.

     

  • Niveau III—Ajoute des composants redondants comme facteur clé de différenciation des autres centres de données. Les installations de niveau III ne nécessitent pas d'arrêts lorsque les équipements doivent être entretenus ou remplacés.

     

  • Niveau IV—Ajoute la tolérance aux pannes en mettant en œuvre plusieurs composants de capacité redondante indépendants et physiquement isolés, de sorte que lorsqu'une pièce tombe en panne, il n'y a aucun impact sur les opérations informatiques.

Contrôles environnementaux

Les centres de données doivent être conçus et équipés pour contrôler les facteurs environnementaux – dont la plupart sont interdépendants – qui peuvent endommager ou détruire le matériel et entraîner des temps d'arrêt coûteux ou catastrophiques.

  • Température : La plupart des centres de données utilisent une combinaison de refroidissement par air et de refroidissement par liquide pour maintenir les serveurs et autres matériels dans des plages de température appropriées. Le refroidissement par air est essentiellement un système de climatisation, plus précisément, un système de climatisation de salle d'ordinateurs (CRAC) destiné à l'ensemble de la salle des serveurs, ou à des rangées ou armoires de serveurs spécifiques. Les technologies de refroidissement liquide pompent le liquide directement vers les processeurs ou, dans certains cas, immergent les serveurs dans le liquide de refroidissement. Pour améliorer l'efficacité énergétique et la durabilité, les fournisseurs de centres de données se tournent de plus en plus vers le refroidissement liquide, qui nécessite moins d'électricité et moins d'eau que le refroidissement par air.

  • Humidité : Une humidité élevée peut provoquer la rouille de l'équipement ; une faible humidité peut augmenter le risque de surtension d'électricité statique (voir ci-dessous). L'équipement de contrôle de l'humidité comprend les systèmes CRAC susmentionnés, une ventilation adéquate et des capteurs d'humidité.

     

  • Électricité statique : Une décharge statique d'à peine 25 volts peut endommager l'équipement ou corrompre les données. Les centres de données sont équipés d'appareils permettant de contrôler l'électricité statique et de la décharger en toute sécurité.

     

  • Incendie : Pour des raisons évidentes, les centres de données doivent être équipés d'un matériel de prévention des incendies, qui doit être testé régulièrement.

Solutions connexes
Systèmes et solutions d'infrastructure convergée

Les solutions modernes d'infrastructure convergée (CI) combinent les serveurs, le stockage et le réseau dans une seule plateforme intégrée.

Explorer les systèmes et solutions d'infrastructure convergée
Centres de données dans le monde

Découvrez les centres de données IBM Cloud situés dans le monde entier pour vous aider à répondre rapidement aux exigences spécifiques à une région.

Explorer les centres de données à l'échelle mondiale
IBM Cloud

IBM Cloud with Red Hat offre une sécurité, une évolutivité d'entreprise et une innovation ouverte à la pointe du marché pour exploiter tout le potentiel du cloud et de l'IA.

Explorer IBM Cloud
Ressources Le centre de données de nouvelle génération
Un environnement défini par logiciel où l'optimisation des services constitue la voie à suivre.
Centre de données modulaire préfabriqué
Mise à disposition rapide d'un centre de données flexible, évolutif et économe en énergie dans un format modulaire préfabriqué.
Pour aller plus loin
 

Le réseau IBM Cloud repose sur une infrastructure physique de plus de 60 centres de données situés dans 19 pays sur tous les continents, à l'exception de l'Antarctique. Ces centres de données ont été conçus pour répondre aux besoins des clients internationaux en matière d'accès local aux données, et pour offrir une fiabilité et des performances élevées, ainsi qu'une faible latence.Découvrez comment le réseau mondial de centres de données d'IBM Cloud prend en charge plus de 170 produits et services de niveau entreprise, qu'il s'agisse d'analyses commerciales avancées, d'IA ou d'outils de développement de pointe, et des ressources de calcul et de stockage de classe mondiale qui vont avec.

En savoir plus sur les centres de données IBM