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Das Rechenzentrum im Überblick

Die BADEN CLOUD® bietet wertvolle Einblicke

06.01.2025 | Ein Rechenzentrum, auch Data Center genannt, ist das Herzstück moderner IT-Systeme. Nahezu jede digitale Anwendung - von E-Mail Diensten bis hin zu komplexen Unternehmenslösungen - braucht eine IT-Infrastruktur. Diese Infrastruktur wird im Rechenzentrum untergebracht. Hier arbeiten Server, Speicher und Netzwerke zusammen, um riesige Mengen an Daten zu verarbeiten, zu speichern und zu sichern.

Doch wie genau sieht ein Data Center überhaupt aus? Welche Technik steckt dahinter und welche Typen von Data Centern gibt es? In diesem Artikel erfahren Sie, wie ein Rechenzentrum aufgebaut ist, welche Komponenten es enthält und wie es funktioniert.

Weißes umzäuntes Gebäude unter bewölktem Himmel

Rechenzentrum - wie ein Data Center aussieht und funktioniert

Ein Rechenzentrum ist ein Gebäude, das IT-Equipment wie Server und Speicher beherbergt. Es stellt die Rechenleistung bereit, die für die Datenverarbeitung nötig ist. Netzwerkinfrastruktur sorgt außerdem dafür, dass verschiedene Systeme miteinander kommunizieren können. Das IT-Equipment eines Data Centers ist im Serverraum untergebracht.
Früher waren Rechenzentren vor allem für große Unternehmen wichtig. Heute gibt es viele verschiedene Modelle. Auch kleinere Unternehmen lagern ihre IT-Infrastruktur zunehmend in Rechenzentren aus.
Damit sie einwandfrei funktionieren, benötigen Rechenzentren eine zuverlässige Stromversorgung. Spezielle Klimaanlage verhindern, dass die Server überhitzen. Schließlich hat es gravierende Folgen, wenn ein Rechenzentrum ausfällt. In vielen Fällen führt das zu Datenverlust und zwingt Unternehmen dazu, ihren Betrieb einzustellen. Das hat teils hohe Kosten zur Folge. Aus diesem Grund legen Unternehmen großen Wert auf Sicherheit im Data Center.

Rechenzentrum – Komponenten

Alle Rechenzentren sind, unabhängig von ihrer Größe, grundsätzlich ähnlich aufgebaut. Sie bestehen aus einer Reihe wichtiger Komponenten. Gemeinsam sorgen sie für eine zuverlässige Leistung.

Energieversorgung

Eine stabile Energieversorgung ist das Fundament jedes Rechenzentrums. Damit alle Systeme ohne Unterbrechung funktionieren, setzen Rechenzentren auf redundante Stromsysteme. So laufen alle Geräte auch dann weiter, wenn eine Stromquelle ausfällt. Auch Notstromaggregate gehören zur Standardausrüstung.

Kühlung

Weil die meisten Server ohne Unterbrechung rechnen, entsteht im Serverraum große Wärme. Die Kühlung sorgt dafür, dass die Server nicht überhitzen. Ohne effektive Klimatechnik fallen Systeme aus und die Leistung im Serverraum sinkt. Es gibt verschiedene Wege, ein Data Center zu kühlen.

Kältemittelbasierte Kühlung (DX)

Die DX-Kühlung nutzt Kältemittel, um die Luft zu kühlen und Wärme von den Servern abzuleiten. Dabei kommen geschlossene Systeme zum Einsatz, in denen ein Kältemittel zirkuliert. Dieses nimmt die Wärme aus den Serverräumen auf, verdampft dabei und wird in einem Kompressor verdichtet. Anschließend wird die Wärme über einen Verflüssiger nach außen abgegeben, während das Kältemittel wieder verflüssigt wird.

Tauchkühlung (Immersionskühlung)

Tauchkühlung ist eine innovative Methode zur Kühlung von Rechenzentren, bei der Computerhardware vollständig in eine nicht leitfähige Flüssigkeit eingetaucht wird. Die Flüssigkeit leitet keine Elektrizität, kann aber Wärme effizient aufnehmen und abführen. Immersionskühlung wird vor allem in Hochleistungsrechenzentren, Krypto-Mining-Farmen und bei Anwendungen mit hohen Anforderungen an Energieeffizienz und Wärmeabfuhr eingesetzt. Sie gilt als vielversprechende Lösung zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks von Rechenzentren.

Freie Kühlung

Freie Kühlung (auch Free Cooling genannt) ist eine energieeffiziente Methode zur Klimatisierung von Rechenzentren, bei der die natürliche Außenluft oder niedrige Außentemperaturen genutzt werden, um die Serverräume zu kühlen. Anstatt teure und energieintensive Kompressoren einzusetzen, wird die Umgebungsluft direkt oder indirekt zur Wärmeabfuhr verwendet.

Adiabatische Kühlung

Adiabatische Kühlung ist eine effiziente und umweltfreundliche Methode zur Klimatisierung von Rechenzentren. Sie nutzt die natürliche Verdunstung von Wasser, um die Umgebungsluft zu kühlen, ohne dass energieintensive mechanische Kälteanlagen erforderlich sind. Adiabatische Kühlung ist besonders attraktiv für moderne, nachhaltige Rechenzentren, die auf Energieeffizienz und Umweltschutz setzen.

Kaltgangeinhausung / Warmgangeinhausung

Kaltgangeinhausung und Warmgangeinhausung sind Konzepte zur Optimierung der Kühlung in Rechenzentren. Sie sorgen dafür, dass die Klimatisierung effizienter und der Energieverbrauch geringer wird, indem sie die Luftströme gezielt trennen. Die Wahl zwischen beiden Konzepten hängt von der Architektur des Rechenzentrums, der Serveranordnung und der Kühlstrategie ab.



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Ralf Schaufler

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Netzwerk

Ein Netzwerk verbindet alle Geräte des Rechenzentrums miteinander und ermöglicht die schnelle und effiziente Übertragung von Daten. Switches, Router und Glasfaserleitungen bilden das Rückgrat der Netzwerkstruktur, während Firewalls und Load Balancer die Sicherheit und Lastverteilung gewährleisten. Dank redundanter Netzwerkverbindungen wird sichergestellt, dass auch bei einem Ausfall einzelner Komponenten der Betrieb nicht unterbrochen wird. Network Service Provider sorgen zudem für die Anbindung an das Internet, sodass Nutzer weltweit auf die Anwendungen und Dienste zugreifen können. Moderne Technologien wie Software-Defined Networking (SDN) erhöhen die Flexibilität und ermöglichen eine dynamische Anpassung des Netzwerks an die Bedürfnisse der Infrastruktur.

Gebäudekonstruktion

Das Gebäude, in dem sich das Rechenzentrum befindet, muss robust und sicher sein, um die empfindliche Technik vor äußeren Einflüssen zu schützen. Spezielle Materialien und Isolierungen bewahren die Geräte vor Feuchtigkeit, Hitze und anderen Umwelteinflüssen wie Staub oder Erschütterungen. Auch die Energieeffizienz spielt eine zentrale Rolle in der Konstruktion: Durchdachte Belüftungs- und Kühlsysteme sorgen für eine optimale Temperaturregelung, während Doppelböden Platz für Kabelmanagement und Klimatisierung bieten. Zudem wird häufig eine modulare Bauweise genutzt, um Erweiterungen bei wachsendem Bedarf zu erleichtern.

Sicherheitstechnik

Sicherheitstechnik gewährleistet den Schutz vor physischen und digitalen Bedrohungen, die den Betrieb eines Rechenzentrums gefährden könnten. Zutrittskontrollsysteme, wie biometrische Scanner und elektronische Zugangskarten, verhindern, dass Unbefugte das Gebäude betreten können. Überwachungskameras und Bewegungssensoren erfassen jede Aktivität rund um die Uhr. Neben dem Schutz vor Einbruch gehört auch der Brandschutz zu den essenziellen Maßnahmen: Rauchmelder, Löschsysteme mit Gas oder Wassernebel sowie feuerbeständige Materialien minimieren das Risiko von Schäden durch Feuer. In Verbindung mit Cybersecurity-Maßnahmen, wie Firewalls und Intrusion-Detection-Systemen, entsteht so ein umfassender Schutz für die IT-Infrastruktur.

Data Center – Typen

Insgesamt gibt es fünf verschiedene Typen von Rechenzentren:


On Premise

On-Premises Rechenzentren befinden sich direkt im Unternehmen selbst. Diese Art von Data Center erfordert große Investitionen. Allerdings bietet sie ein hohes Maß an Sicherheit, da niemand außerhalb des Unternehmens Zugriff auf das Data Center hat.


Colocation

Bei Colocation-Rechenzentren mieten Unternehmen einen Platz in einem bereits bestehenden Rechenzentrum. Das spart vor allem Kosten. Der Betreiber des Rechenzentrums stellt dabei eine sichere Infrastruktur bereit.

Der Serverraum eines Rechenzentrums

IaaS

IaaS steht für Infrastructure as a Service. Dabei stellen Cloud-Provider IT-Ressourcen über das Internet bereit. Unternehmen mieten Server, Speicher und Netzwerk nach Bedarf. IaaS ist daher besonders skalierbar.


Hybrid

Hybride Rechenzentren kombinieren On-Premises Rechenzentren mit Cloud-Diensten. Unternehmen hosten ihre kritischen Daten und Anwendungen lokal, während sie weniger relevante Daten in die Cloud auslagern. So behalten Sie die Kontrolle über wichtige Systeme, bleiben aber gleichzeitig flexibel.


Edge

Edge-Rechenzentren befinden sich häufig direkt in der Nähe der Nutzer. Sie speichern häufig latenzempfindliche Daten wie Cache-Speicher. Außerdem beherbergen Sie auch Backup-Systeme. Sie ermöglichen es, Daten schnell zu ersetzen.



Rechenzentren – Tier 1 bis 4

Rechenzentren werden in vier Kategorien, den sogenannten Tiers, unterteilt. Welches Tier ein Rechenzentrum erhält, hängt von seinem Aufbau und der Sicherheit ab.

  • Tier 1: Basisinfrastruktur ohne redundante Systeme. Es gibt nur einen Strom- und Kühlkreislauf, was zu längeren Ausfallzeiten führen kann.
  • Tier 2: Redundante Strom- und Kühlkapazitäten reduzieren die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen. Bei Wartungsarbeiten kommt es vereinzelt zu Unterbrechungen.
  • Tier 3: Vollständig redundante Systeme für Strom, Kühlung und Netzwerk ermöglichen Wartungsarbeiten ohne Unterbrechung des Betriebs.
  • Tier 4: Höchste Verfügbarkeit mit doppelter Redundanz. Es gibt mehrere voneinander unabhängige Systeme. Kommt es zu Ausfällen, laufen sie ohne Beeinträchtigung weiter.

Die Tier-Klassifizierung hilft Unternehmen dabei, das richtige Data Center für Ihre Bedürfnisse auszuwählen.


Rechenzentrum-Modernisierung

Die Anforderungen an Data Center wachsen mit der Zeit. Zwei innovative Trends spielen dabei eine besonders wichtige Rolle:

HCI im Rechenzentrum

Hyperkonvergente Infrastrukturen (HCI) vereinen Server, Speicher und Netzwerk in einer einzigen Einheit. Anstatt separate Systeme zu nutzen, steuert der Nutzer alles über eine Softwarelösung. Das spart Platz und reduziert Kosten. Eine HCI ist außerdem sehr skalierbar.

KI als Ressourcenoptimierer

Auch KI kommt in Rechenzentren immer mehr zum Einsatz. KI-basierte Systeme optimieren die Nutzung von Ressourcen. Sie überwachen zum Beispiel den Stromverbrauch und passen ihn intelligent an. Das maximiert die Effizienz und senkt die Betriebskosten.


Energieeffizienz im Rechenzentrum

Rechenzentren entwickeln sich rasant. Technologien wie Edge-Computing und Künstliche Intelligenz werden immer wichtiger. Und auch Energieeffizienz spielt in Rechenzentren eine immer größere Rolle.

Der hohe Energiebedarf durch steigende Datenmengen erfordert neue Lösungen. Seit 2023 schreibt das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) verbindliche Standards vor. Betreiber müssen Abwärme nutzen, PUE-Werte senken und bis 2027 vollständig auf erneuerbare Energien umsteigen.

Eine wichtige Kennzahl ist der PUE-Wert (Power Usage Effectiveness). Er setzt den Energiebedarf des Rechenzentrums mit dem Energieverbrauch des IT-Equipments ins Verhältnis. Rechenzentren mit einem Wert nahe 1,0 gelten als besonders effizient.

Die BADEN CLOUD® erfüllt diese Anforderungen schon heute. Unser TÜV-zertifiziertes Data Center in Appenweier erreicht einen PUE-Wert von 1,4 und nähert sich dem Ziel von 1,3. Modernste Technologien und nachhaltige Energiekonzepte machen uns zum Vorreiter.

Sie haben Fragen oder interessieren sich für Rechenzentrumsleistungen aus der BADEN CLOUD®? Dann freuen wir uns über Ihre Nachricht!

Häufig gestellte Fragen

Ein Rechenzentrum ist eine physische Einrichtung, die IT-Infrastruktur bereitstellt, um Anwendungen und Services zu entwickeln, auszuführen und anzubieten. Es dient außerdem der Speicherung und Verwaltung der Daten, die mit diesen Anwendungen und Diensten verbunden sind.

Ein Rechenzentrumsdesign stützt sich auf ein Netzwerk aus Computer- und Speicherressourcen, das die gemeinsame Nutzung von Anwendungen und Daten ermöglicht. Wesentliche Bestandteile dieses Designs sind Router, Switches, Firewalls, Speichersysteme, Server sowie Controller für die Anwendungsbereitstellung.

Ein Rechenzentrum ist eine spezialisierte Immobilie, die in drei Bereiche unterteilt ist: den IT-Betriebsraum für Servertechnik, einen Bereich für die technische Gebäudeausrüstung und eine Zugangsschleuse.

Gerne besprechen wir die Möglichkeiten, die unser TÜV-zertifiziertes Rechenzentrum für Ihr Unternehmen bietet, beantworten Ihre Fragen und freuen uns über Ihre Anregungen! Sie erreichen uns telefonisch unter tel:+497805918110 oder über das Kontaktformular:
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