Definiendo los Centros de Datos de proximidad

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El incremento masivo de datos generado por el internet de las cosas (IoT), los Big Data y la distribución de contenidos a dispositivos móviles precisa de nuevas soluciones en el diseño de los Data Center. Para optimizar la distribución de los datos surgen los Edge Data Center, como complemento de los grandes CPDs.

En esta ocasión, nuestro boletín analiza su finalidad y funciones principales.

Que son los “Edge Data Center” (Centros de Datos de proximidad) y a que redes prestan servicio

Adaptación del artículo publicado en LEVITON CrossTalk, Octubre/Noviembre 2021 por Dave Mullen, Senior Product Manager. Leviton Network Solutions.

Definiendo los Centros de Datos de proximidad

Para las necesidades de hace 8 ó 10 años, la “nube” era el espacio de referencia para los CPDs, mientras que en la actualidad la prioridad viene dada por la rapidez en el acceso a los datos, y a la inmediatez en la conexión. De ahí la importancia creciente de la “informática de borde” o Edge Computing, cuya finalidad es proporcionar unos servicios altamente descentralizados a aquellos usuarios que precisan de una respuesta casi instantánea, con una latencia (tiempo de respuesta) mucho más reducida. Ejemplos de ello son los sensores de tráfico, los relojes inteligentes o los servicios de streaming.

Para solventar este problema, la solución más sencilla consiste en acercar determinados contenidos y datos a CPDs situados al borde de la red, más próximos al utilizador.

La importancia de estos CPDs perimetrales llega de la mano de la tecnología 5G emergente; que abre oportunidades para nuevas necesidades: Internet de las Cosas (IoT) y aplicaciones de ciudades inteligentes basadas en respuestas en tiempo real, tal y como la automatización mejorada en fábricas y edificios, el flujo de tráfico peatonal en áreas urbanas o eventos deportivos e incluso, en un futuro, los vehículos autónomos. 5G se encuentra en el origen de una compleja transformación digital que hará converger las telecomunicaciones y la TI; para lo que serán precisas redes y centros de datos perimetrales (Edge Data Center) que solventen las necesidades de baja latencia y mayor ancho de banda de 5G.

En términos generales, la latencia media para la transmisión de datos desde un dispositivo final a un CPD en la nube, centralizado o de hiperescala, puede ser como mínimo, de unos 20 milisegundos. Al situar el almacenamiento y procesamiento perimetralmente (en el borde) la latencia puede hacer a 10-15 milisegundos, lo que se considera baja latencia. Esto puede parecer rápido, si consideramos, por ejemplo, que nuestro cerebro precisa de alrededor de 13 milisegundos para reconocer lo que ven nuestros ojos. No obstante, algunas aplicaciones emergentes de IoT para redes locales, tal y como las líneas de montaje industriales, requerirán latencias ultrabajas, del orden de 5 milisegundos o inferiores.

Estas prestaciones de latencia baja y ultrabaja solo pueden lograrse con una arquitectura que combine los CPDs tradicionales y los Edge CPDs para adecuar los resultados a los requerimientos concretos.

La tecnología Edge

Definiendo los Centros de Datos de proximidad

Diversos tipos de Edge CPDs. Los Centros de datos de «borde cercano» (Near Edge) pueden adoptar la forma de un “cloudlet”, centro de datos en la nube a pequeña escala, que acerca algunos de los recursos informáticos intensivos al borde; o bien tratarse de pequeños centros de datos locales de los proveedores de servicios (Local Data Centers en la figura). Se trata de instalaciones que alojan desde 10 a más de 100 racks, con alimentación, refrigeración y seguridad similares a los de un CPD tradicional. Ofrecen una latencia baja o media y su ubicación típica es en ciudades de segundo nivel o tamaño medio, de hasta un millón de habitantes. (CPDs Near Edge)

Los CPDs de extremo lejano (Far Edge), se sitúan más próximos a los usuarios y dispositivos finales, con el objetivo de lograr una latencia baja o ultrabaja (5 milisegundos o menos). Suelen adoptar la forma de Micro CPDs (Micro Data Centers), muy reducidos (desde medio rack hasta 5 armarios). Se trata de soluciones muy versátiles, que pueden ser ubicadas en un almacén, en un armario de cableado o en cualquier lugar de la empresa con carga crítica de trabajo

Velocidad de datos e infraestructura de cableado

Es importante reconocer que la implementación de 5G no se limita a agregar más computación de borde, sino que ejerce más presión sobre la que tiene lugar en los CPDs centralizados, que procesan en la actualidad más del 90% de los datos. 5G acelerará la introducción de 400 Gb/s y 800 Gb/s, de sistemas ópticos y de switches en los CPDs de la nube (Hyperscale Cloud Data Centers); para así alcanzar una mayor velocidad. Los switches de 400 Gb/s, hicieron su aparición en el mercado a finales de 2018, y fueron adoptados a partir de 2020. Los nuevos equipos de 400 Gb/s, basados en chips de 12,8 Tb/s permiten unas mayores velocidades y densidad de red.

No obstante, a medida que aumenta la presencia de 200 Gb/s, 400 Gb/s y, eventualmente 800 Gb/s en los CPDs de la nube, se incrementa las aplicaciones ópticas de 100 Gb/s en los servidores y CPDs de proximidad (EDGE CPDs).

Actualmente, 100 Gb/s es un componente fundamental en los CPDs, y su demanda se incrementará en un próximo futuro; esperándose un incremento del 35% anual (según IDC Quarterly Ethernet Switch Tracker,)

También es importante tener en cuenta el que la mayoría de las opciones de transceptores de 100, 200 y 400 Gb/s son para redes monomodo, por razones de ancho de banda y distancia; así como por la tendencia decreciente de coste, consecuencia de su adopción por empresas de la nube con mayor poder adquisitivo y de la actuación de los comités de normativa que especifican más opciones de este tipo (SM) para velocidades más altas. Al continuar esta tendencia, tanto para los CPDs centralizados como para los Edge DC, es posible encontrar soluciones SM mucho más atractivas.

Las redes para microCPDs utilizan una combinación de cableados de cobre y fibra, generalmente con conectividad de cobre y troncales de fibra. Dado el que que estos CPDs se encuentran frecuentemente situados en entornos más expuestos e incluso o incluso peligrosos, el cableado y la conectividad deben ser robustos y estar protegidos por un armario. Estos CPDs pueden no contar con aspectos habituales de otro tipo de instalaciones, como alimentación de emergencia, detección de incendios, refrigeración o altos niveles de seguridad. Por ello, la conectividad debe preverse con sistemas antibloqueo en las puertas, armarios con cerraduras y seguridad adicional. En última instancia, los requisitos de los micro CPDs y los de los grandes CPDs pueden resultar muy diferentes; en lo concerniente a la infraestructura física.

Son varios los aspectos a considerar: ¿Existe cableado estructurado en el que se está integrando? ¿Es monomodo o multimodo? ¿Se requiere Trunking?

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