Was ist ein Rechenzentrum?

Ein Rechenzentrum ist eine Einrichtung, in der große Mengen an IT-Infrastruktur wie Server, Speicher und Netzwerke zentral betrieben werden. Es dient der Verarbeitung, Speicherung und Sicherung von Daten für Unternehmen, Cloud-Dienste oder Internetanwendungen.

Rechenzentrum: Definition

Einfach gesagt ist ein Rechenzentrum ein physischer Standort – in der Regel ein eigenständiges Gebäude –, in dem kritische Daten und Anwendungen im großen Stil gespeichert werden. Es besteht aus einem Netzwerk von Rechen- und Speicherressourcen wie Routern und Servern, die die Bereitstellung dieser Daten und Anwendungen ermöglichen. So können Unternehmen bzw. Internetdienstanbieter die gesamte IT-Infrastruktur und Datenverarbeitung effizient und sicher betreiben.

Mittlerweile hat sich die Infrastruktur von Rechenzentren deutlich weiterentwickelt. Die Rechenleistung der traditionellen physischen Server vor Ort wurde mit den flexiblen Möglichkeiten virtueller Netzwerke verknüpft. Viele Daten sind mittlerweile über mehrere Rechenzentren sowie öffentliche und Private Clouds verbunden. Ein weiterer Trend ist Edge Computing: Daten werden direkt am Ort der Nutzung verarbeitet, wodurch Latenzzeiten reduziert und Netzwerkkapazitäten entlastet werden. Kleinere, lokale Rechenzentren ergänzen so die großen Cloud-Standorte.

Warum ist ein Rechenzentrum wichtig für Unternehmen?

Die meisten Geschäftsanwendungen und -aktivitäten innerhalb eines Unternehmens erzeugen Daten, die gespeichert werden müssen. Dazu zählen beispielsweise:

• E-Mails und Dateifreigaben
• Produktivitätsanwendungen
• Websites
• Online-Transaktionen
• Daten in CRM-Tools
• Unternehmensressourcenplanung (ERP)
• Datenbanken
• Big Data und künstliche Intelligenz
• Virtuelle Desktops
• Kommunikations- und Kollaborationsdienste

Gerade bei großen Unternehmen sammeln sich riesige Datenmengen an, die sehr viele Server und viel Speicherplatz benötigen. Ein einfacher Serverraum reicht häufig nicht mehr aus, um den Datenfluss zu bewältigen. Zudem kann sich die Wartung als kompliziert erweisen. Hohe Energiekosten und in einigen Fällen sogar Überwachung rund um die Uhr, um Serverausfälle zu verhindern und Cyberangriffe abzuwehren, bringen einige Unternehmen an ihre Grenzen.

An eben diesem Punkt kommen Rechenzentren ins Spiel: Die Daten sind an einem sicheren und rund um die Uhr überwachten Ort gespeichert. Zudem verfügt ein Rechenzentrum über eine Temperaturkontrolle, sodass die Server nicht überhitzen. Gleichzeitig gewährleistet die Notfallstromversorgung, dass die Daten ausfallsicher gespeichert sind und das Risiko von Serverausfällen sinkt. Unternehmen zahlen je nach Art des Rechenzentrums meist nur für den beanspruchten Platz und den verbrauchten Strom. Dafür sparen sie Zeit bei der Verwaltung und der Infrastruktur und können sich mehr auf ihr Kerngeschäft konzentrieren.

Die Aufgaben eines Rechenzentrums

Die Aufgabe eines Rechenzentrums unterscheidet sich je nach Standort, Besitzer bzw. Besitzerin und Einsatzgebiet. Auch bei Managed-Service- oder Colocation-Rechenzentren beanspruchen Kundinnen und Kunden unterschiedliche Computing-Services und -Aufgaben. Von einfachen Ausführungen wie der Speicherung zur Datensicherung bis hin zur Lagerung und Ausführung von grundlegenden IT-Prozessen kann ein Rechenzentrum verschiedene Aufgaben übernehmen.

So fungieren einige Rechenzentren als Vernetzungsstelle, die verschiedene Colocation-Umgebungen verbindet. Das ist zum Beispiel für das Streamen von Filmen wichtig, bei dem sich typischerweise ein CDN (Content Delivery Network) einer Colocation-Umgebung mit einem Internetdienstanbieter (ISP) vernetzt.

Hyperscale- und Wholesale-Rechenzentren hingegen sind genau auf die Anforderungen einzelner Unternehmen zugeschnitten und eignen sich vor allem für Großunternehmen.

Was sind die elementaren Komponenten eines Rechenzentrums?

Damit ein Rechenzentrum optimal läuft, bedarf es verschiedener Bereiche, die effizient zusammenarbeiten.

IT-Ausstattung

Eines der wichtigsten Merkmale eines Rechenzentrums ist die IT-Ausstattung. Diese beinhaltet alle Komponenten, die für den Betrieb des Netzwerks und die Datenspeicherung benötigt werden. Dabei gibt es vier Bereiche:

• Server-Hardware: Von leistungsstarken CPUs über schnelle Arbeitsspeicher bis hin zu großen Festplatten und sogar Grafikkarten (bei GPU-Servern) umfasst die Hardware alle technischen Komponenten, die in den einzelnen Rechnern verbaut sind.
• Aktive Netzwerkkomponenten: Geräte wie Router, Switches, Firewalls (Hardware) und andere Controller, die für den Betrieb eines aktiven Netzwerks benötigt werden und die einen aktiven Stromanschluss benötigen, zählen zu den aktiven Netzwerkkomponenten.
• Passive Netzwerkkomponenten: Das Rechenzentrum benötigt auch passive Netzwerkkomponenten für den Betrieb eines Netzwerkes. Anders als die aktiven Netzwerkkomponenten benötigen passive Netzwerkkomponenten – wie Verkabelung, Stecker und Buchsen – jedoch keinen eigenen Stromanschluss.
• Baugruppenträger: Im Gehäuse aus Metall – den sogenannten Baugruppenträgern oder Racks – sind die Server-Hardware und die Netzwerkkomponenten befestigt. Eine international genormte Größe mit einer 19-Zoll-Bauweise sorgt dafür, dass die Racks mit sämtlichen Baugruppen kompatibel sind.

Personal

Auch wenn die meisten Rechenzentren mittlerweile stark automatisiert laufen, ist menschliches Personal unabdingbar. Die Server, das Netzwerk und die gesamte Infrastruktur müssen rund um die Uhr überwacht werden, denn nur so können Ausfälle verhindert bzw. zeitnah behoben werden, wenn Probleme auftreten. Die Aufgaben des Personals sind in die Bereiche Systemtechnik und -verwaltung eingeteilt:

• Die Systemtechnik kümmert sich um alle elektrotechnischen Aufgaben in einem Rechenzentrum. Dazu zählen die Installation der Geräte, der Austausch oder die Reparatur von defekter Hardware sowie die Verkabelung der einzelnen Komponenten.
• Die Systemverwaltung kümmert sich um die serverseitige Konfiguration der Systeme und überwacht deren Betrieb. Zusätzlich ist sie für die Datensicherheit und den Datenschutz im Rechenzentrum verantwortlich.

Infrastruktur-Komponenten

Der letzte Baustein, der für einen reibungslosen Betrieb des Rechenzentrums sorgt, sind die einzelnen Infrastruktur-Komponenten. Je nach Aufbau und Ausrüstung des Gebäudes fallen diese ganz unterschiedlich aus.

• Umgebungskontrolle: Eine ideale Temperatur im Rechenzentrum ist das A und O. Die große Menge an Servern erzeugt eine starke Wärme, die unkontrolliert zu Überhitzung und Ausfällen der Server führen würde. Ausgefeilte Systeme und architektonische Maßnahmen sorgen innerhalb des Rechenzentrums für einen effizienten Kühlkreislauf und optimale Temperaturen.
• Energieversorgung: Ohne Strom läuft kein Rechenzentrum. Umso wichtiger ist es, für eine konstante, ausfallsichere Stromversorgung zu sorgen. Erreicht wird dies zum einen über redundante Stromanschlüsse, zum anderen überbrückt eine Batterie kurze Stromausfälle, während ein eigener Dieselgenerator bei länger anhaltenden Stromausfällen übernimmt.
• Sicherheitstechnik: Um die sensiblen Daten vor Dritten zu schützen, sollte nur autorisierten Personen der Zutritt zum Rechenzentrum erlaubt sein, die sich mittels Keycard oder Fingerabdruckscanner identifizieren müssen. Zusätzlich bedarf es einer modernen Videoüberwachung, die dem Personal einen konstanten Überblick über die Anlage ermöglicht. Damit bei Feuer Personal und Ausstattung geschützt sind, sollten moderne Brandschutzsysteme genutzt werden.

Rechenzentrum: Typen und Verwaltung

Es gibt viele Arten von Rechenzentren, die je nach Zweck unterschiedlich verwaltet werden. Um welche Art es sich im Speziellen handelt, hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab. Wird das Rechenzentrum beispielsweise von einem oder von mehreren Unternehmen genutzt? Welche Technologie verwendet es für die Datenverarbeitung und -speicherung? Wie sieht die Energieeffizienz aus? Generell unterscheidet man vier Haupttypen von Rechenzentren:

• Enterprise-Rechenzentrum: Diese Rechenzentren sind von einem Unternehmen gebaut und für dessen End-User optimiert. Das Rechenzentrum ist im Besitz eines Unternehmens und befindet sich meist auf dem Firmengelände. Somit ist das Unternehmen auch selbst für die Wartung und Verwaltung der Infrastruktur und IT-Komponenten verantwortlich.
• Managed-Service-Rechenzentrum: Diese Rechenzentren verwaltet und wartet ein Drittanbieter im Auftrag eines Unternehmens. Dabei mietet das Unternehmen die komplette Ausrüstung und Infrastruktur, sodass es keinen zusätzlichen Aufwand hat.
• Colocation-Rechenzentrum: Anders als bei einem Managed-Service-Rechenzentrum mietet das Unternehmen einen Raum innerhalb eines Rechenzentrums inklusive der vorhandenen Infrastruktur wie Kühlung, Bandbreite und Sicherheitsmaßnahmen. Komponenten wie Server, Speicher und Firewalls stellt, verwaltet und wartet das Unternehmen selbst.
• Cloud-Rechenzentrum: Bei dieser Off-Premise-Variante eines Rechenzentrums hosten öffentliche Cloud-Anbieter wie Amazon Web Services (AWS), Microsoft (Azure) oder IBM Cloud die Daten und Anwendungen. Die Wartung und Verwaltung fallen komplett in den Verantwortungsbereich des jeweiligen Anbieters.

Wie unterscheiden sich Rechenzentrum und Serverraum?

Während ein Rechenzentrum in der Regel ein gesamtes Gebäude mit Servern, Speichern und allen benötigten Strukturen bezeichnet, bestehen Serverräume meist eben nur aus einem Raum in einem größeren Gebäude. Besonders für kleine und mittelständige Unternehmen, bei denen Datenmengen und Anwendungen überschaubar sind, stellen Serverräume eine gute Alternative zu einem komplexen Rechenzentrum dar. Dabei bieten viele mittlerweile eine ähnliche Ausstattung wie ein Rechenzentrum, wobei die Sicherheit und Versorgung bei den Gebäudeeigentümerinnen und Gebäudeeigentümern beziehungsweise den Mieterinnen und Mietern liegt.