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CPD: Qué es un CPD, para qué sirve y cómo funciona



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Averigua qué es un CPD o Centro de Procesamiento de Datos o data center, sus componentes, su criticidad para garantizar la continuidad de negocio y sus funciones principales

Publicado el 13 jun 2023

Lucía Bonilla

Directora Data Center Market y Redes&Telecom



CPD data center
Imagen de un data center

¿Qué es un CPD?

Los Centros de Procesamiento de Datos (CPD), centros de datos o data centers son instalaciones críticas que albergan servidores, enrutadores, conmutadores y cortafuegos. Estos centros constituyen el núcleo de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) de una organización, proporcionando un entorno seguro y controlado para el procesamiento, almacenamiento y gestión de datos digitales. Además de los componentes informáticos, los data centers a menudo incluyen sistemas de apoyo esenciales como equipos de reserva, sistemas de refrigeración, grupos electrógenos para garantizar la alimentación continua, sistemas de extinción de incendios y detección de humo, además de medidas de seguridad como acceso e identificación seguros. Estas instalaciones son fundamentales para la disponibilidad y el funcionamiento de aplicaciones y servicios digitales, conectando servidores físicos o virtuales interna y externamente a través de redes y equipos de comunicación, lo que permite el almacenamiento, transferencia y acceso a información digital de manera eficiente y confiable. Cada servidor dentro de un data center está equipado con un procesador, espacio de almacenamiento y memoria, proporcionando una potente infraestructura informática para satisfacer las demandas de procesamiento y almacenamiento de datos a gran escala.

Evolución histórica

La evolución histórica de los Centros de Procesamiento de Datos (CPD) ha sido marcada por avances significativos en tecnología y gestión de la información. Inicialmente, en las décadas de 1950 y 1960, los CPD eran salas de máquinas que albergaban grandes ordenadores mainframe. Con el tiempo, surgieron los minicomputadores y, en la década de 1980, los CPD se adaptaron para albergar servidores y sistemas de almacenamiento en red. La llegada de la virtualización en la década de 2000 permitió una mayor eficiencia y consolidación, mientras que la computación en la nube transformó el panorama. Hoy en día, los CPD modernos se centran en la eficiencia energética y la computación en el borde, con la posible incorporación de tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial y la computación cuántica en el futuro. La evolución de los CPD refleja la constante adaptación a las cambiantes demandas tecnológicas y de datos.

¿Cómo funciona un centro de datos?

Un centro de datos es un componente esencial de la infraestructura de tecnología de la información de una organización, donde se alojan servidores físicos y virtuales, almacenando y procesando grandes volúmenes de datos. Estos centros están equipados con sistemas de enfriamiento avanzados para mantener temperaturas óptimas, grupos electrógenos para asegurar un suministro eléctrico ininterrumpido, sistemas de detección de incendios y seguridad robusta para proteger los activos críticos. Su funcionamiento implica el constante monitoreo y mantenimiento de hardware y software, la transferencia segura de datos a través de redes de alta velocidad, y la garantía de disponibilidad y seguridad para respaldar las operaciones comerciales y la continuidad del negocio.

¿Qué es y qué hace un operador de CPD?

Un operador de centros de datos es el motor de un centro de datos rentable, una instalación dedicada a la disposición, procesamiento, almacenamiento y distribución de datos. Las empresas y otras organizaciones utilizan estos centros de datos para mejorar el rendimiento y la rentabilidad de sus negocios.

Los centros de datos son un depósito que alberga instalaciones informáticas como servidores, enrutadores, conmutadores y cortafuegos, así como componentes de apoyo como equipos de reserva, instalaciones de extinción de incendios y refrigeración

La principal función de los operadores de centros de datos es asegurarse de que los mainframes y los grandes servidores de la instalación funcionen correcta y eficazmente. Se ocupan de los problemas del sistema y mitigan los riesgos de inactividad, asegurándose de que se aplican las medidas de seguridad adecuadas.

¿Qué tipos de CPD existen?

Un centro de datos moderno puede ser una instalación que contiene una infraestructura local o también un punto que conecta los sistemas locales con infraestructuras en la nube en las que las redes, las aplicaciones y las cargas de trabajo se virtualizan en múltiples nubes privadas y públicas. Entonces podemos decir que hay varios tipos de data centers:

  • Centros de datos empresariales. Suelen ser construidos y utilizados por una única organización para su propia infraestructura tecnológica. En España, entidades como la banca o las Administraciones Públicas suelen tener este tipo de CPD hoy en día.
  • Centros de datos de colocación (colocation). Funcionan como una propiedad de alquiler de espacio y los recursos que se ponen a disposición de los clientes dispuestos a alquilarlo.
  • Centros de datos de servicios gestionados. Ofrecen aspectos como el almacenamiento de datos, la informática y otros servicios como terceros, atendiendo directamente a los clientes.
  • Centros de datos en la nube. Están distribuidos y a veces se ofrecen a los clientes con la ayuda de un proveedor de servicios gestionados externo. Un servicio basado en la nube que ofrece acceso a una infraestructura informática virtualizada es esencialmente Infraestructura como Servicio (IaaS). Con un centro de datos en la nube, no se tienen que gestionar los aspectos físicos de la infraestructura de TI, como los servidores físicos, los routers o las redes.
  • Edge data center. Consiste en una instalación de colocación de menor tamaño. Las empresas construyen estos centros de datos cerca de sus usuarios finales. En lugar de construir un centro de datos enorme, los operadores de centros de datos edge construyen muchas instalaciones más pequeñas cerca de sus clientes objetivo.
  • Micro data centers. Un micro centro de datos es una subclase del centro de datos Edge, pero es más pequeño. Algunos micro centros de datos pueden ser tan pequeños como una habitación o una taquilla. La fuerza de un microcentro de datos reside en su capacidad para reducir las latencias.
  • CPD hiperescala. Los centros de datos a hiperescala son instalaciones de un solo emplazamiento. También albergan varios miles de servidores. Están equipados con enormes capacidades de almacenamiento, redes de alta velocidad y mucha potencia de cálculo. Los centros de datos de hiperescala son mucho los más potentes y escalables.
  • CPD Gobernamental: Los organismos gubernamentales suelen operar sus propios CPD para respaldar servicios públicos, gestionar datos gubernamentales y garantizar la seguridad de la información confidencial. Estos CPD están sujetos a regulaciones y estándares de seguridad específicos.
  • CPD para la Industria Financiera: Las instituciones financieras, como bancos y compañías de seguros, utilizan CPD especializados diseñados para manejar grandes volúmenes de transacciones financieras y garantizar la seguridad de los datos financieros confidenciales.
  • CPD para Investigación Científica: En el ámbito de la investigación científica y académica, se utilizan CPD de alto rendimiento para ejecutar simulaciones complejas, análisis de datos masivos y proyectos de investigación avanzados.
  • CPD Móvil o en Contenedores: Estos CPD son portátiles y se encuentran en contenedores de envío modificados. Son útiles en situaciones donde se requiere una infraestructura de TI temporal o en ubicaciones remotas.
  • CPD Green: Los CPD ecológicos se diseñan para minimizar el consumo de energía y reducir la huella de carbono. Utilizan tecnologías de eficiencia energética y fuentes de energía renovable.
  • CPD de Recuperación ante Desastres (DR): Estos CPD se configuran específicamente para respaldar la recuperación ante desastres y la continuidad del negocio. Almacenan datos y aplicaciones críticos que pueden activarse en caso de interrupciones graves
Los data centers constituyen el núcleo de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones.

Componentes de un centro de procesamiento de datos

Desde el punto de vista de las TIC, hay tres componentes clave de un CPD:

Infraestructura de red

Los centros de datos requieren componentes físicos entre servidores, conmutadores, enrutadores y cortafuegos para conectarlos al mundo exterior.

Infraestructura de almacenamiento

Los CPD albergan gran cantidad de datos críticos. En ese sentido, hay muchas técnicas de almacenamiento dependiendo de las necesidades. Almacenamiento Flash, los sistemas de almacenamiento definidos por software o las redes definidas por software son solamente algunos ejemplos.

Recursos computacionales

Los motores del centro de datos son sus servidores. Los servidores pueden utilizar diversos mecanismos para el procesamiento y la memoria, dependiendo de la plataforma: procesamiento y memoria físicos, procesamiento y memoria virtualizados, distribuidos en contenedores o distribuidos entre nodos remotos en una arquitectura edge-computing.

Por otra parte, desde el punto de vista físico de un CPD, sus componentes son:

  • UPS (Uninterruptible Power Supply), componentes de alimentación ininterrumpida o SAI. Permiten a los equipos seguir operando en caso de un corte del suministro. Mejoran la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas, y filtran subidas y bajadas de tensión.
  • Unidades de Distribución de Energía o PDU (Power Distributor Unit), estas unidades que existen en los Centros de Datos son equipos que cumplen la función de suministrar energía efectiva para abastecer los niveles de tensión, adecuados para la transmisión y distribución de la energía eléctrica en toda la instalación.
  • Sistemas de enfriamiento y aire acondicionado para eliminar el calor. El sistema de refrigeración y disipación de calor se utiliza para recoger y llevar una correcta distribución de esta energía térmica no deseada hacia el exterior.
  • DCIM para monitorizar los activos del data center
  • Sistemas de protección anti incendios eficaces
  • Seguridad física y accesos controlados
  • Sistemas de gestión de cableado
  • Suelos adecuados para soportar el peso
Un CPD es una instalación que contiene una infraestructura local o un punto que conecta los sistemas locales con infraestructuras en la nube.

¿Cómo se construye un CPD?

Son muchos aspectos los que hay que considerar y en ese sentido, merece un reportaje aparte para poder profundizar en ello. No obstante, podemos poner aquí unos puntos básicos a tener en cuenta.

Planificación

Los días de levantar paredes y un suelo elevado y cargarlo de hardware se han acabado. La preparación elaborada, compleja y en profundidad antes incluso de poner la primera piedra es una necesidad absoluta. Esto permitirá evitar errores y fallos tanto esperados como no esperados.

Considerar la opción de la modularidad

Afortunadamente, gran parte del diseño de un centro de datos determinado es prefabricado, y la prefabricación y la infraestructura modular son bastante útiles: incluso se podría obtener entre el 70% y el 80% de la infraestructura prefabricada. En general, los centros de datos son cada vez más modulares, tanto en su construcción como en su funcionamiento. Esto se debe a que los equipos informáticos ya no son homogéneos. Hay zonas de densidad extrema para tareas como HPC e IA, y luego hay zonas menos densas para computación general y almacenamiento. Esto requiere distintos niveles de potencia y refrigeración para adaptarse a las necesidades de los sistemas informáticos.

Implantación de políticas ESG (Sostenibles, sociales y de Gobierno)

El consumo eléctrico de los centros de datos forma parte de los intentos de la mayoría de las empresas por ser buenos vecinos a través de sus iniciativas medioambientales, sociales y de gobernanza (ESG). Pero es algo más que una preocupación medioambiental. Existen problemas reales en torno a la energía disponible y los centros de datos, especialmente en zonas urbanas densas. La reducción del consumo energético y de refrigeración de un CPD es un imperativo. Pero, además, los materiales para construir nuevos centros de datos y ampliar los existentes tendrán que ser sostenibles.

Seguridad

La seguridad física es la gestión del personal humano y la protección de las instalaciones físicas, así como de su infraestructura informática. Cuando se aplica correctamente, la seguridad garantiza que sólo el personal autorizado tenga acceso a las instalaciones y a los equipos, y que todas las actividades humanas queden documentadas. Por supuesto, en ningún momento hay que perder de vista la importancia de la ciberseguridad. Y por ello, dedicamos a continuación un apartado específico a esta cuestión.

Seguridad en un CPD

La seguridad de los centros de datos se refiere a las prácticas físicas y tecnologías virtuales utilizadas para proteger un centro de datos de amenazas y ataques externos. Dado que los centros de datos albergan información confidencial o privada, como datos de clientes o propiedad intelectual, los emplazamientos tienen que estar protegidos tanto digital como físicamente. Los centros de datos son complejos y, para protegerlos, los componentes de seguridad deben considerarse por separado, pero al mismo tiempo seguir una política de seguridad holística. La seguridad física abarca una amplia gama de procesos y estrategias utilizados para evitar interferencias externas. La seguridad virtual o de software impide que los ciberdelincuentes entren en los equipos de red saltándose el cortafuegos, descifrando contraseñas o a través de otras posibles brechas. Igualmente importante es mantener una política constante de copias de seguridad y backup de toda la información guardada.

También hay que hablar de la seguridad cibernética ya que es una preocupación crítica dada la creciente sofisticación de las amenazas digitales. Estos centros almacenan y procesan vastas cantidades de datos sensibles, lo que los convierte en objetivos atractivos para los ciberdelincuentes. Para protegerse, los centros de datos implementan medidas de seguridad como cortafuegos, detección de intrusiones, cifrado de datos y autenticación de múltiples factores. Además, se mantienen actualizados con las últimas amenazas y vulnerabilidades para garantizar una defensa efectiva contra ataques cibernéticos y mantener la integridad de la infraestructura digital que respaldan.

Eficiencia energética de los data center

La eficiencia energética de los data center y la sostenibilidad son aspectos cruciales en la gestión de los Centros de Procesamiento de Datos (CPD). Para reducir el impacto ambiental y los costos operativos, los CPD modernos se esfuerzan por utilizar fuentes de energía renovable, implementar sistemas de enfriamiento eficientes y adoptar prácticas de gestión de energía inteligente. La virtualización y la consolidación de servidores también contribuyen a una mayor eficiencia al reducir la cantidad de hardware físico requerido. Además, se están explorando soluciones avanzadas, como la tecnología de enfriamiento líquido y el diseño de centros de datos ecológicos, para lograr una operación más sostenible y amigable con el medio ambiente. Estos esfuerzos reflejan la creciente conciencia de la importancia de minimizar la huella de carbono en la infraestructura tecnológica.

Normativas y Cumplimiento en los centros de datos

El cumplimiento de normativas es un aspecto fundamental en la gestión de Centros de Procesamiento de Datos (CPD). Los CPD deben adherirse a una serie de regulaciones y estándares específicos que varían según la ubicación geográfica y la industria. Algunos de los requisitos comunes incluyen medidas de seguridad física y lógica, protección de datos y privacidad, gestión de riesgos, continuidad del negocio y auditorías regulares. Cumplir con estas normativas es esencial para garantizar la integridad, disponibilidad y confidencialidad de los datos almacenados y procesados en el CPD, así como para evitar sanciones legales y daños a la reputación de la organización.

Centros de datos del futuro

Los centros de datos del futuro se caracterizarán por una mayor automatización y eficiencia energética. Se espera que utilicen tecnologías más avanzadas, como la computación cuántica y la inteligencia artificial, para gestionar y optimizar la infraestructura de manera más efectiva. La sostenibilidad será una prioridad clave, con centros de datos diseñados para minimizar su huella de carbono y aprovechar fuentes de energía renovable.

Además, la seguridad cibernética seguirá siendo un aspecto fundamental, con enfoques más sofisticados para protegerse contra las amenazas digitales en constante evolución. La virtualización y la movilidad serán más prominentes, permitiendo la flexibilidad y la escalabilidad en la prestación de servicios de nube. Los micro centros de datos y la computación en el borde serán más comunes para satisfacer las demandas de latencia mínima en aplicaciones críticas. En resumen, los centros de datos del futuro serán más inteligentes, sostenibles y ágiles para adaptarse a las cambiantes necesidades tecnológicas y medioambientales.

Centros de datos mas importantes del mundo

  1. Switch SuperNAP, Las Vegas, EE. UU. Utiliza energía 100% renovable y está diseñado para resistir terremotos y desastres naturales.
  2. Qingdao Cloud Valley, Qingdao, China. Es uno de los centros de datos submarinos más grandes del mundo, ubicado en el lecho marino para un enfriamiento eficiente.
  3. Microsoft Boydton Data Center, Virginia, EE. UU..Utiliza tratamiento avanzado de aguas residuales y recicla el calor para calentar edificios cercanos.
  4. Equinix Ashburn, Virginia, EE. UU.. Es uno de los puntos de interconexión de Internet más grandes y vitales del mundo, con conexiones directas a numerosos proveedores de servicios en la nube.
  5. Range International Information Group, Langfang, China. Este centro de datos es uno de los pocos en el mundo que funciona completamente con energía solar y eólica.
  6. The Citadel Campus, Tahoe Reno, Nevada, EE. UU. Está diseñado para ser resistente a los desastres naturales, como incendios forestales, y utiliza tecnología avanzada de enfriamiento.
  7. Supernode, París, Francia. Este centro de datos subterráneo se encuentra en una antigua base militar y utiliza la temperatura constante del suelo para la refrigeración.
  8. Tulip Data Center, Bangalore, India. Se construyó en un plazo récord de 90 días y es uno de los primeros centros de datos en utilizar tecnología de contenedores de almacenamiento.
  9. Facebook Luleå Data Center, Luleå, Suecia. Ubicado en el Círculo Polar Ártico, utiliza el frío extremo del entorno para enfriar sus servidores.
  10. Google Data Center, Hamina, Finlandia. Utiliza agua del mar para la refrigeración y recicla el calor residual para calefacción en la comunidad local.

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