구글 데이터 센터

Google data centers
네덜란드 Eemshaven에 있는 이전 Google 데이터 센터

Google 데이터 센터는 Google이 서비스를 제공하기 위해 사용하는 대규모 데이터 센터 시설로, 대형 드라이브, 랙 통로에 배치된 컴퓨터 노드, 내부 및 외부 네트워킹, 환경 제어(주로 냉각 및 가습 제어), 운영 소프트웨어(특히 부하 밸런싱 및 장애 허용)를 결합합니다.nce)

구글 데이터 센터에 있는 서버 수에 대한 공식 데이터는 없지만, Gartner는 2016년 7월 보고서에서 당시 구글이 250만 대의 서버를 보유하고 있었다고 추정했습니다.이 수치는 회사가 용량을 확장하고 하드웨어를 [1]갱신함에 따라 변화하고 있습니다.

장소

오리건주댈즈에 있는 구글 데이터 센터

Google의 다양한 데이터 센터의 대륙별 위치는 다음과 같습니다.[2]

북미

  1. 사우스캐롤라이나 주(버클리 카운티)33°03°50.8【N 80°02】36.1W/33.064111°N 80.043361°W/33.064111; -80.043361)—2007년 이후 2013년 확대, 종업원 150명
  2. 아이오와 주, Council Bluffs (41°13°17.7)【N 95°51】49.92W/41.221583°N 95.8638667°W/41.221583;-95.8638667) 2007년 발표, 2009년 1단계 완료, 2013년 및 2014년 확장, 130명 직원
  3. 조지아주 더글러스 카운티(33°44°59.04°N 84°35°5.33°W / 33.7497333°W / 33.7497333; -84.5848139) - 2003년 이후 350명의 종업원
  4. 앨라배마주 브릿지포트(34°54°48.4)[N 85°44] 53.1 wW / 34.913444°N 85.748083°W / 34.913444 ; -85.748083) -[3][4] 2018년 착공
  5. 노스캐롤라이나주, Lenoir(35°53°54.78°N 81°32°50.58°W/35.89853833°W/35.8985500;-81.5473833) - 2007년 발표, 2009년 완료, 직원 수 110명 이상
  6. 테네시 주 몽고메리 카운티(36°37º37.7)[N 87°15] 27.7§ 가로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로/세로
  7. 미드아메리카 산업단지 오클라호마주 메이스 카운티(36°142828.1)【N 95°19】48.22W / 36.241139°N 95.3300611°W / 36.241139 ; -95.33006112007년 발표, 2012년 확대, 종업원 수 400명 이상[5]
  8. 오리건주 Dalles (45°37°57.04°N 121°12°8.16°W/45.6325667°W/45.6325111; -121.2022667)—2006년 이후 80명의 정규 직원
  9. 네바다주(Nevada) - 2018년 발표: 2017년 타호 리노 산업 [6]센터에 1,210에이커의 토지를 매입, 2018년 11월[7][8] 네바다주에 의해 프로젝트 승인
  10. Henderson, Nevada – 2019년 발표, 64에이커, 12억달러의 건축[9][10][11] 비용
  11. 버지니아라우던 카운티 - 2019년 발표[12][13]
  12. 캔자스시티 노스랜드 - 2019년 발표, 건설[14]
  13. 텍사스주 Midlothian - 2019년 375에이커, 6억달러의 건축비용[15][16] 발표
  14. 오하이오주 뉴올버니 - 2019년 발표, 400에이커, 6억달러의 건축비용[17][18]
  15. 네브래스카주 Papillion - 2019년 발표, 2억7천5에이커, 6억달러의 건축비[19][20]
  16. 유타주 솔트레이크시티 2020년 발표[citation needed]

남미

  1. 퀼리쿠라, 칠레 (33°213030.5)【S70°41】50.4© W / 33 . 358472 °S 70 . 697333 °W / - 33 . 358472 ; - 70 . 697333) - 2015년부터 온라인으로 2012년 발표, 종업원 수 20명까지 예정.퀼리쿠라에는 2018년에 [21]100만 개의 설비 투자 계획이 발표되었습니다.
  2. 칠레, Cerrillos – 2020년 발표[22]
  3. 콜로니아 니콜리치, 우루과이– 2019년 발표[23][24][25]

유럽

  1. 벨기에 생기슬랭(50°28009.6)【N 3°51】55.7© E / 50.469333°N 3.865472°E / 50.469333 ; 3.865472) — 2007년 발표, 2010년 완료, 직원 12명
  2. 핀란드 하미나 (60°32º11.68°N 27°7)[1.21] E/60.536778°N 27.1170028°E/60.536778; 27.1170028) - 2009년 발표, 2011년 1단계 완료, 확장 진행 중, 2022년 : 6개동, 직원 400명
  3. 아일랜드 더블린 (53°19°12.39°N 6°26°31.43°W / 53.3201083°W / 53.3201083; -6.4420639) - 2011년 발표, 2012년 완료, 직원 150명[27]
  4. 네덜란드 Eemshaven (53°25′32nN 6°513434eE / 53.425659nN 6.8593522e53.425659;6.8593522) - 2014년 발표, 2016년 완료, 직원 200명, 2018년 5억유로 확장
  5. 네덜란드 홀란드 크룬(아그리포트)– 2019년 발표
  6. 프레데리시아, 덴마크 (55°33°29.5)N 9°39】20.8E / 55.558194°N 9.655778°E / 55.558194; 9.655778)—2018년 6억유로, 2020년 11월 완료
  7. 스위스 취리히 – 2018년 발표, 2019년 완료[32]
  8. 폴란드 바르샤바 – 2019년 발표, 2021년 완료[33]

아시아

  1. 주롱웨스트, 싱가포르 (1°212104.8)§ N 103°42 35 35 . 2 e E / 1 . 351333 ° N 103 . 709778 ° E / 1 . 351333 ; 103.709778) - 2011년 발표, 2013년 완료
  2. 대만 창화현(24°08°18.6°N 120°25°32.6°E/24.138500°N 120.425722°E/24.138500;120.425722) - 2011년 발표, 2013년 완료, 직원 60명
  3. 인도 뭄바이 - 2017년 발표, 2019년 완료[34]
  4. 대만 타이난시 - 2019년 9월[35][36][37] 발표
  5. 대만 윈린현 - 2020년 9월[38] 발표
  6. 인도네시아 자카르타 - 2020년[39] 발표
  7. 인도 뉴델리 - 2020년 발표, 2021년 7월[40] 완료

하드웨어

오리지널 하드웨어

1998년경 구글 최초의 프로덕션 서버 랙

Stanford University에 있을 때 Google이 사용한 원래 하드웨어(1998년경)는 다음과 같습니다.[41]

  • Sun Microsystems Ultra II (듀얼 200 MHz 프로세서 및 256 MB RAM 탑재)이것은 원래 백러브 시스템의 메인 머신입니다.
  • 인텔이 기증한 300MHz 듀얼 Pentium II 서버 2대에는 512MB의 RAM과 10×9GB의 하드 드라이브가 포함되어 있습니다.메인 수색이 실행된 것은 이것들입니다.
  • IBM이 기증한 F50 IBM RS/6000에는 프로세서 4개, 메모리 512MB, 하드 디스크 드라이브 8개가 포함되어 있습니다.
  • 2개의 추가 박스에는 각각 3대의 9GB 하드 드라이브와 6대의 4GB 하드 디스크 드라이브가 포함되어 있습니다(백러브용 원래 스토리지).이것들은 Sun Ultra II에 부착되었다.
  • SDD 디스크 확장 상자에는 IBM이 기증한 다른 8 × 9GB 하드 디스크 드라이브가 들어 있습니다.
  • 10 × 9 GB SCSI 하드 디스크 드라이브가 들어 있는 홈메이드 디스크 박스.

실가동 하드웨어

2014년 현재, 구글은 고도로 맞춤화된 버전의 데비안 리눅스를 사용하고 있다.이들은 2013년에 [42]Red Hat 기반 시스템에서 점진적으로 마이그레이션했습니다.

커스터마이즈 목표는 절대적인 퍼포먼스가 아니라 비용당 최고의 퍼포먼스를 제공하는 CPU 세대를 구입하는 것입니다.이 측정방법은 불명확하지만 서버 전체의 가동비용을 포함할 가능성이 높기 때문에 CPU 소비전력이 큰 요인이 [43]될 수 있습니다.2009~2010년의 서버는, 2개의 프로세서(각각 복수의[44] 코어를 탑재)와 8개의 DIMM 슬롯에 걸쳐 많은 양의 RAM을 탑재해, 비표준 ATX 사이즈의 전원 [45]장치를 개입시켜 접속된 적어도2개의 SATA 하드 디스크 드라이브를 갖춘 커스텀 메이드의 오픈 탑 시스템으로 구성되어 있습니다.서버는 오픈 탑으로 되어 있기 때문에 랙에 들어갈 수 있는 서버가 많아졌습니다.씨넷과 존 헤네시의 저서에 따르면, 각 서버에는 비용을 절감하고 전력 [44][46]효율을 개선하기 위해 새로운 12볼트 배터리가 장착되었습니다.

구글에 따르면 글로벌 데이터센터 운영 전력은 500~681메가와트다.[47][48]이들 서버의 처리능력은 [49]2008년에는 20~100페타플롭에 달했을 가능성이 있습니다.

네트워크 토폴로지

구글의 전 세계 사설 네트워크에 대한 자세한 내용은 공개되지 않았지만, 구글[50][51] 출판물에서는 레벨 3에 이어 3번째로 큰 ISP로 구글을 꼽는 "Atlas Top 10" 보고서를 참조하고 있습니다.

가능한 한 적은 비용으로 가능한 한 많은 ISP에 직접 접속하여 이러한 대규모 네트워크를 운영하기 위해 구글은 매우 개방적인 피어링 [52]정책을 가지고 있습니다.

이 사이트에서 우리는 구글 네트워크에 67개의 공공 교환 지점과 69개의 다른 장소에서 접속할 수 있다는 것을 알 수 있다.2012년 5월 현재 Google은 882기가비트/초의 퍼블릭 접속을 보유하고 있습니다(Google이 가장 큰 ISP와 맺은 프라이빗 피어링 계약은 제외).이 공용 네트워크는 Google 사용자에게 콘텐츠를 배포하고 검색 인덱스를 구축하기 위해 인터넷을 탐색하는 데 사용됩니다.네트워크의 프라이빗 사이드는 비밀이지만, Google의 최근[53] 공개에 의하면, Wide Area Network에는 커스텀 빌드의 고라딕스 스위치 라우터(용량 128 × 10 기가비트이더넷 포트)가 사용되고 있습니다.데이터센터당 2대 이상의 라우터를 실행하면(용장성을 위해) Google 네트워크는 초당 테라비트 단위로 확장됩니다(완전 로드된 2대의 라우터는 양단면 대역폭이 1,280 기가비트/초에 달합니다.

이러한 커스텀 스위치 라우터는 DWDM 디바이스에 접속되어 다크 파이버를 통해 데이터센터와 Point of Presence(PoP)를 상호 접속합니다.

데이터 센터의 관점에서 네트워크는 랙 레벨에서 시작됩니다.19인치 랙은 커스텀 제조로 40~80대의 서버(양쪽에 20~40대의 1U 서버, 새로운 서버는 2U 랙마운트 시스템)[54]를 탑재하고 있습니다.각 랙에는 이더넷스위치가 있습니다.서버는 Top of Rack Switch(TOR; 탑 오브 랙 스위치)에 1 Gbit/s 이더넷 링크를 통해 연결됩니다.그런 다음 TOR 스위치를 여러 기가비트 또는 10 기가비트 [55]업링크를 사용하여 기가비트 클러스터 스위치에 연결합니다.클러스터 스위치 자체는 상호 접속되어 데이터센터 인터커넥트 패브릭을 형성하고 있습니다(대부분은 전형적인 나비형 또는 평평한 나비형[56] 레이아웃이 아닌 잠자리 설계를 사용합니다).

운영 관점에서 클라이언트 시스템이 Google에 연결하려고 하면 여러 DNS 서버가 해결합니다.www.google.com라운드 로빈 정책을 통해 여러 IP 주소로 이동합니다.또한 이것은 로드밸런싱의 첫 번째 레벨로 동작하며 클라이언트를 다른 Google 클러스터로 유도합니다.Google 클러스터에는 수천 대의 서버가 있으며 클라이언트가 서버에 연결되면 부하가 가장 적은 웹 서버로 쿼리를 보내기 위해 추가 부하 분산이 수행됩니다.따라서 Google은 가장 크고 복잡한 콘텐츠 전송 네트워크 [57]중 하나가 됩니다.

구글은 전 세계에 수많은 데이터 센터를 가지고 있다.적어도 12개의 중요한 Google 데이터 센터 설치는 미국에 있습니다.알려진 가장 큰 센터는 오리건주, 애틀랜타, 조지아주, 레스턴, 노스캐롤라이나주, 레누아르, 사우스캐롤라이나주 [58]몽크스 코너에 있습니다.유럽에서는 네덜란드의 Eemshaven그로닝엔, 벨기에[58]Mons에 가장 큰 센터가 알려져 있습니다.구글의 오세아니아 데이터 센터는 [59]호주 시드니있습니다.

데이터센터 네트워크 토폴로지

구글은 폴트 톨러런스 지원, 데이터센터 확장 및 저기수 스위치 수용을 위해 과거 다양한 [60]Clos 토폴로지를 수정하였습니다.

프로젝트 02

오리건주 더 댈즈에 있는 구글 데이터 센터

가장 큰 Google 데이터 센터 중 하나는 오리건주 더 댈스 시에 있으며, 콜롬비아 강변에 있으며, 포틀랜드에서 129km 떨어진 곳에 있습니다.코드네임 "프로젝트 02"로 명명된 이 백만[61] 개의[further explanation needed] 단지는 2006년에 지어졌으며, 4층 높이의 [62]냉각 타워가 있는 미식축구 경기장 두 개 크기입니다.이 사이트는 저렴한 수력발전을 이용하고 닷컴 붐의 잔재인 광섬유 케이블의 대규모 잉여를 활용하기 위해 선택되었습니다.이 사이트의 청사진은 [63]2008년에 등장했다.

섬마페이퍼밀

2009년 2월 Stora Enso는 핀란드 하미나있는 Suma 제지 공장을 구글에 4000만 [64][65]유로에 매각했다고 발표했습니다.구글은 이 사이트에 2억유로를 투자해 데이터센터를 짓고 2012년 [66][67]1억5000만유로를 추가 투자하겠다고 발표했다.구글은 재생 에너지원의 [68]가용성과 근접성 때문에 이 위치를 선택했습니다.

모듈러형 컨테이너 데이터 센터

2005년,[69] Google은 컨테이너형 모듈러 데이터 센터를 조사하고 있었습니다.구글은 2003년에 [70]이 기술에 대한 특허를 출원했다.

유동 데이터 센터

2013년, 언론은 캘리포니아 주(Treasure Island's Building 3)와 메인 주(州) 연안에 구글의 부유 데이터 센터의 존재를 폭로했습니다.개발 프로젝트는 철저히 비밀에 부쳐졌다.데이터 센터는 길이 250피트, 폭 72피트, 깊이 16피트입니다.해양 데이터 센터 냉각 기술에 대한 특허는 2009년에 Google에[71][72] 의해 인수되었습니다(2008년에 파도[73][74] 동력 선박 기반 데이터 센터 특허와 함께).그 후 얼마 지나지 않아 구글은 이 두 개의 거대하고 비밀리에 건설된 인프라는 단지 [75]"사람들이 새로운 기술에 대해 배울 수 있는 인터랙티브한 학습 센터"라고 선언했다.

구글은 2013년 말 바지선 작업을 중단하고 [76][77]2014년부터 바지선 판매를 시작했다.

소프트웨어

구글이 서버에서 사용하는 소프트웨어 스택의 대부분은 [78]사내에서 개발되었습니다.잘 알려진 구글 직원들에 따르면, C++, Java, Python, 그리고 (더 최근에는) Go가 다른 프로그래밍 [79]언어보다 선호된다고 한다.예를 들어 Gmail의 백엔드는 Java로, 구글 검색의 백엔드는 C++[80]로 씁니다.구글은 Python이 처음부터 중요한 역할을 해왔으며, 시스템이 성장하고 [81]발전함에 따라 Python이 계속해서 그렇게 하고 있다는 것을 인정했다.

Google 인프라를 실행하는 소프트웨어에는 다음이 포함됩니다.[82]

  • Google Web Server(GWS) – Google이 온라인 서비스에 사용하는 Linux 기반의 커스텀 웹 서버.
  • 스토리지 시스템:
    • 구글 파일 시스템 및 그 후계자인 Colosus[83][84]
    • 빅테이블 – GFS/Colosus를[83] 기반으로 구축된 구조화된 스토리지
    • 스패너 – 외부적으로 일관된 분산 트랜잭션을[83][85] 지원하는 지구 규모의 데이터베이스
    • Google F1 – Spanner 기반의 분산형 준SQL DBMS로, [86]MySQL의 커스텀 버전을 대체합니다.
  • 통통 잠금 서비스
  • MapReduceSawzall 프로그래밍 언어
  • 인덱싱/검색 시스템:
    • TeraGoogle – 구글의 대규모 검색 인덱스 (2006년 [87]초에 출시)
    • 카페인 (Percolator)– 연속 인덱스 시스템 (2010년 [88]출시)
    • Humbird – 복잡한 검색과 음성 [89]검색을 포함한 주요 검색 색인 업데이트.
  • Borg 선언 프로세스 스케줄링 소프트웨어

Google은 대부분의 [90]데이터를 저장하는 데 사용하는 몇 가지 추상화를 개발했습니다.

  • Protocol Buffers – "Google의 데이터용 언어"[91]는 사내에서 널리 사용되는 바이너리 시리얼라이제이션 형식입니다.
  • SSTable(Sorted Strings Table) – 키에서 값으로 영속적이고 순서가 매겨진 불변의 맵.키와 값은 모두 임의의 바이트 문자열입니다.그것은 [92]또한 빅테이블의 구성 요소 중 하나로 사용된다.
  • RecordIO – 가변 크기의 일련의 레코드.[90][93][94]

소프트웨어 개발 프랙티스

대부분의 작업은 읽기 전용입니다.업데이트가 필요한 경우 일관성 문제를 단순화하기 위해 쿼리는 다른 서버로 리디렉션됩니다.쿼리는 하위 쿼리로 나뉘며, 하위 쿼리는 다른 덕트로 병렬로 전송되므로 지연 시간이 [54]단축됩니다.

피할 수 없는 하드웨어 장애의 영향을 줄이기 위해 소프트웨어는 폴트 톨러런스로 설계되었습니다.따라서 시스템이 다운되어도 다른 서버에서 데이터를 계속 사용할 수 있으므로 신뢰성이 향상됩니다.

검색 인프라스트럭처

색인

대부분의 검색 엔진과 마찬가지로 구글은 반전 색인이라고 알려진 데이터 구조를 구축하여 문서를 색인화합니다.이러한 색인은 질의어로 문서 목록을 가져옵니다.서버에 [57]저장된 문서 수 때문에 색인이 매우 큽니다.

색인은 문서 ID로 분할되어 샤드라고 불리는 여러 부분으로 분할됩니다.각 샤드는 여러 서버에 복제됩니다.처음에 인덱스는 기존의 IR(정보 검색) 시스템과 마찬가지로 하드 디스크 드라이브에서 제공되었습니다.구글은 각 샤드의 복제품 수를 늘려 서버 수를 늘림으로써 증가하는 쿼리량에 대처했다.곧 전체 인덱스의 복사본을 메인 메모리에 보관할 수 있는 충분한 서버가 있다는 것을 알게 되었고(복제가 적거나 전혀 없음), 2001년 초에 Google은 인메모리 인덱스 시스템으로 전환했습니다.이 스위치는 검색 시스템의 "많은 설계 파라미터"를 극적으로 변경함으로써 throughput을 대폭 향상시키고 [95]쿼리 레이텐시를 대폭 단축할 수 있었습니다.

2010년 6월 구글은 검색 인덱스를 지속적으로 크롤링하고 업데이트할 수 있는 차세대 인덱싱 및 서비스 시스템 "카페인"을 출시했다.이전에 구글은 일련의 MapReduce 작업을 사용하여 검색 인덱스를 일괄적으로 업데이트했습니다.인덱스는 몇 개의 레이어로 분리되었으며, 그 중 일부는 다른 레이어보다 빠르게 업데이트되었으며, 메인 레이어는 2주 동안 업데이트되지 않았습니다.카페인을 사용하면 전체 지수가 지속적으로 점진적으로 업데이트됩니다.나중에 구글은 "퍼콜레이터"[96]라고 불리는 분산 데이터 처리 시스템을 공개했는데, 이것은 카페인 색인 시스템의 [88][97]기본이라고 한다.

서버 타입

Google의 서버 인프라는 여러 가지 유형으로 나뉘며, 각각 다른 [54][57][98][99][100]목적에 할당됩니다.

  • 웹 서버는 사용자가 보낸 쿼리의 실행을 조정하고 결과를 HTML 페이지로 포맷합니다.실행은 인덱스 서버에 대한 쿼리 전송, 결과 병합, 순위 계산, 각 히트(문서 서버 사용) 요약 검색, 맞춤법 서버 제안 요청, 마지막으로 광고 서버로부터 광고 목록 가져오기 등으로 구성됩니다.
  • 데이터 수집 서버는 항상 웹을 탐색하는 데 전념합니다.구글의 웹 크롤러는 구글봇으로 알려져 있다.색인 및 문서 데이터베이스를 업데이트하고 Google 알고리즘을 적용하여 페이지에 순위를 할당합니다.
  • 각 인덱스 서버에는 인덱스 샤드 세트가 포함되어 있습니다.특정 문서 ID에 해당하는 문서에 질의어가 들어 있는 문서 ID("docid") 목록을 반환합니다.이러한 서버는 필요한 디스크 용량은 적지만 CPU 워크로드가 가장 큽니다.
  • 문서 서버는 문서를 저장합니다.각 문서는 수십 개의 문서 서버에 저장됩니다.검색을 수행할 때 문서 서버는 질의어를 기반으로 문서에 대한 요약을 반환합니다.또한 요청 시 전체 문서를 가져올 수도 있습니다.이러한 서버에는 더 많은 디스크 공간이 필요합니다.
  • 광고 서버는 AdWords나 AdSense와 같은 서비스에 의해 제공되는 광고를 관리합니다.
  • 맞춤법 서버는 쿼리의 맞춤법에 대해 제안합니다.

보안.

2013년 10월 워싱턴포스트는 미국 국가안보국[101][102]MUSTUL이라는 이름의 프로그램의 일환으로 구글 데이터센터 간의 통신을 가로챘다고 보도했다.이 감청은 당시 구글이 자체 네트워크로 전달된 [103]데이터를 암호화하지 않았기 때문에 가능했다.이는 2013년 [104]구글이 데이터 센터 간에 전송되는 데이터를 암호화하기 시작하면서 수정되었습니다.

환경에 미치는 영향

Google의 가장 효율적인 데이터 센터는 35°C(95°F)에서 가동되며, 외부 공기의 냉각만을 사용합니다.전기로 작동되는 에어컨은 [105]필요 없습니다.

2016년 12월, Google은 2017년부터 데이터 센터와 사무실의 에너지 사용량의 100%에 맞도록 충분한 재생 에너지를 구입할 것이라고 발표했습니다.이 약속은 구글을 "2.6기가와트(2,600메가와트)의 풍력 [106][107][108]및 태양광 에너지를 약속하는 세계 최대의 재생 에너지 기업"으로 만들 것이다.

레퍼런스

  1. ^ "How Many Servers Does Google Have?". Data Center Knowledge. March 16, 2017. Retrieved September 20, 2018.
  2. ^ "Google data centers, locations". Retrieved July 21, 2014.
  3. ^ "Jackson County, Alabama". Google.
  4. ^ "Google kicks off construction on M Alabama data center". Made in Alabama. Retrieved August 19, 2019.
  5. ^ Dawn-Hiscox, Tanwen (February 20, 2018). "Google to spend m on Pryor data center expansion". Data Centre Dynamics. Archived from the original on April 23, 2019. Retrieved April 23, 2019.
  6. ^ Tanwen Dawn-Hiscox (April 18, 2017). "Google is planning a massive data center in Nevada". Datacenterdynamics.com. Retrieved December 8, 2018.
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