Qué es un centro de datos: funcionamiento, componentes, tipos y niveles

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Vivimos conectados y casi cualquier acción diaria pasa por sistemas digitales: desde enviar un mensaje hasta ver la tele o gestionar una cuenta bancaria. En el corazón de todo ese trasiego de información están los centros de datos, también llamados CPD o data centers, instalaciones físicas diseñadas para alojar, procesar y distribuir datos y aplicaciones críticas con seguridad y disponibilidad continua.

El volumen de información crece a un ritmo espectacular y obliga a que las infraestructuras evolucionen. Los centros de datos modernos ya no son solo salas con servidores: conectan con nubes públicas y privadas, despliegan capacidades en el borde y orquestan recursos virtuales para responder a picos de demanda. Todo ello protegido por firewalls específicos de centro de datos y otras capas de ciberseguridad para salvaguardar activos esenciales.

¿Qué es un centro de datos?

Un centro de datos es una instalación física centralizada en la que se ubican equipos informáticos y de red para recopilar, procesar, almacenar y distribuir datos, y para permitir el acceso a recursos desde distintos lugares. En España también se habla de CPD (Centro de Proceso/Procesamiento de Datos). Su escala varía: desde salas del tamaño de una oficina en pymes hasta complejos de miles de metros cuadrados en grandes tecnológicas.

Históricamente, los primeros centros de datos giraban en torno a una supercomputadora; hoy, lo habitual es encontrar miles de servidores interconectados a redes de alta velocidad. La digitalización del intercambio electrónico de datos en prácticamente todas las interacciones ha impulsado esta expansión, sustentada por una infraestructura física y virtual que garantiza rendimiento y continuidad.

¿Cómo funcionan los centros de datos?

Su funcionamiento parte de la coordinación de servidores, almacenamiento y equipos de red (además de tecnologías de seguridad), que trabajan en conjunto para gestionar y distribuir información entre múltiples dispositivos y ubicaciones. Los servidores se organizan en racks y se conectan mediante redes de alta capacidad para sostener transferencias rápidas y fiables.

Para asegurar la continuidad, estas instalaciones integran subsistemas eléctricos redundantes, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI/UPS) y generadores de respaldo. La energía se distribuye por rutas alternativas para mitigar fallos y mantener el tiempo de actividad incluso durante tareas de mantenimiento o ante incidencias eléctricas externas.

Principales componentes e infraestructura

La mayoría de centros de datos empresariales agrupan sus recursos en tres grandes áreas: computación, almacenamiento y red. Además, incorporan una infraestructura de soporte que hace posible que todo funcione de forma continua y segura.

Infraestructura de computación

Los recursos de computación se sustentan en varios tipos de servidores con distintas capacidades de memoria y procesador. Elegir la plataforma adecuada define el rendimiento, la densidad y la eficiencia energética del CPD.

Servidores en rack

Los servidores en rack presentan un diseño plano y rectangular que permite apilarlos en armarios con estanterías deslizantes. Estos gabinetes incorporan puertas malladas, espacio para cableado y ventilación, lo que facilita el mantenimiento y el control del flujo de aire para refrigerar el hardware.

Servidores blade

Un servidor blade es un módulo delgado que encaja en un chasis común. En ese chasis se concentran componentes compartidos (alimentación, red, refrigeración), lo que reduce el cableado y mejora la densidad. En general, los blades ocupan menos espacio, simplifican la gestión, aceleran el procesamiento y rebajan el consumo respecto a configuraciones equivalentes en rack tradicionales.

Infraestructura de almacenamiento

El almacenamiento en un centro de datos se organiza, principalmente, en dos enfoques complementarios que cubren diferentes casos de uso y necesidades de rendimiento.

Dispositivos de almacenamiento en bloque

Incluyen discos duros y unidades de estado sólido que guardan datos en bloques y escalan a muchos terabytes. Las redes de área de almacenamiento (SAN) agrupan múltiples unidades internas y actúan como grandes sistemas de bloque, adecuadas para bases de datos y cargas transaccionales exigentes.

Dispositivos de almacenamiento de archivos

El almacenamiento conectado a red (NAS) ofrece un espacio compartido que presenta los datos como archivos. Es idóneo para bibliotecas multimedia, repositorios documentales y entornos colaborativos en los que priman la facilidad de acceso y la gestión de ficheros.

Infraestructura de red

Un tejido de cables, conmutadores, enrutadores y cortafuegos enlaza los componentes del CPD entre sí y con los usuarios y sistemas externos. La misión de esta capa es proporcionar conectividad estable y segura, habilitando el tránsito de datos con baja latencia y alta disponibilidad.

Infraestructura de soporte

Sin el soporte adecuado, el centro de datos no podría operar con garantías. Hablamos de subsistemas de alimentación, SAI, generadores de reserva, equipos de ventilación y refrigeración, sistemas de extinción de incendios y medidas de seguridad física del edificio. En la extinción destacan soluciones por agua nebulizada o agentes gaseosos (INERGEN, dióxido de carbono, nitrógeno), con tecnologías como Novec 1230 ganando tracción por su eficacia y menor impacto.

Diseño y planificación de un CPD

La planificación es crítica e incluye desde la definición de la estructura física hasta la elección de la ubicación, como el campus de centro de datos en Michigan. Esta última exige equilibrar costes (terreno, impuestos, seguros), infraestructuras cercanas (electricidad, carreteras, acometidas, centralitas de telecomunicaciones, servicios de emergencia) y riesgos ambientales y sociales (inundaciones, incendios, robos o terremotos). Incluso se contempla el impacto de eventos extremos como la caída de un meteorito, por improbable que sea.

Una vez decidida la localización, hay que seleccionar unas dependencias adecuadas, en obra nueva o existentes. Se priorizan requisitos como doble acometida eléctrica, muelle de carga y descarga, montacargas y puertas anchas, altura libre suficiente, protección frente a incendios e inundaciones (drenajes, extintores, vías de evacuación, puertas ignífugas), climatización orientada a TI, zonas de almacén y una orientación solar favorable.

En el interior, es habitual desplegar suelos y techos técnicos, cableado de red y telefonía, doble tendido eléctrico, generadores y cuadros de distribución, acondicionamiento de salas, sistemas de alarma y control ambiental con avisos SNMP o SMTP, así como accesos cómodos para introducir equipos pesados como climatizadoras o racks completos.

Los grandes servidores suelen concentrarse en la denominada sala fría (también llamada nevera, pecera o site), donde se mantiene una temperatura en torno a 21–23 °C para prevenir sobrecalentamientos. El acceso físico se refuerza con cerraduras electromagnéticas, torniquetes, cámaras, detectores de movimiento y tarjetas de identificación, además de sistemas de extinción compatibles con equipos eléctricos.

Operación y gestión del centro de datos

La operación recae en equipos multidisciplinares que supervisan hardware, redes y seguridad. Entre sus funciones están controlar temperatura y humedad, ejecutar copias de seguridad periódicas, mantener el software y el hardware al día y blindar la instalación frente a ciberataques. También optimizan el consumo energético para reducir costes y maximizar la disponibilidad.

Para ello se apoyan en herramientas de virtualización, automatización y aprendizaje automático que mejoran el uso de recursos y agilizan tareas. A nivel lógico, se diseñan redes con zonas desmilitarizadas (DMZ), se segmentan dominios y se crean VLAN para aislar tráfico. Se despliegan y configuran conmutadores, enrutadores y pasarelas, y se habilitan entornos de producción, preproducción, desarrollo y gestión, junto con redes de almacenamiento. La protección incluye cortafuegos de centro de datos y soluciones como WAF e IPS para detectar y mitigar amenazas.

La infraestructura del CPD se entiende en dos capas: la física (edificio, energía, refrigeración, servidores y equipos de red/almacenamiento) y la virtual (software de virtualización, automatización y plataformas de gestión). Esta separación permite escalar con flexibilidad y operar en arquitecturas híbridas y multinube.

Eficiencia energética y sostenibilidad

El consumo de un CPD es elevado, por lo que se impulsan iniciativas para controlar y reducir la energía. Destaca el EU Code of Conduct for Data Centres y el uso de recursos naturales (como climas fríos) para la refrigeración. Algunas grandes tecnológicas ubican centros en países nórdicos; por ejemplo, Apple colabora en Dinamarca con un proyecto con energía 100% renovable, mientras que el mayor centro de datos de IONOS en EE. UU. funciona con energía eólica.

Estándares, niveles y certificaciones

Dos organizaciones marcan pautas reconocidas: la Telecommunications Industry Association (TIA) y el Uptime Institute. Sus estándares clasifican la resiliencia y requisitos de infraestructura para orientar diseños con diferentes niveles de redundancia y tolerancia a fallos.

La norma TIA-942, publicada en 2005 y actualizada varias veces, define infraestructuras por clases y calificaciones. En su esquema por rutas: Clase 1 (ruta única), Clase 2 (ruta única con redundancia), Clase 3 (múltiples rutas con mantenibilidad y operación simultáneas) y Clase 4 (múltiples rutas tolerantes a fallos, salvo durante mantenimiento). En paralelo, las calificaciones Rated-1 (sala básica), Rated-2 (componentes clave redundantes), Rated-3 (mantenibilidad concurrente) y Rated-4 (capaz de gestionar un fallo único sin interrumpir la operación).

El Uptime Institute estructura sus Tier: Tier I (capacidad básica con SAI), Tier II (capacidad redundante añadiendo refrigeración y alimentación), Tier III (mantenibilidad concurrente sin afectar a la producción) y Tier IV (tolerante a fallos, capaz de aislar cualquier capacidad de producción ante un fallo). Algunas compañías han propuesto niveles superiores de forma privada; por ejemplo, Switch empleó un quinto nivel para caracterizar La Ciudadela, uno de los complejos de centros de datos más grandes del mundo.

Tipos de centros de datos

Las empresas pueden optar por construir un centro de datos empresarial propio, lo que exige una inversión inicial elevada y hacerse cargo de su operación y mantenimiento, pero a cambio aporta control total sobre seguridad, rendimiento y cumplimiento.

Como alternativa, existen los centros de datos de colocación (housing): proveedores con grandes instalaciones alquilan espacio físico, garantizando seguridad, energía y refrigeración, pero el cliente aporta sus servidores. Es un modelo habitual cuando se busca rapidez de despliegue sin perder posesión del hardware.

Una variante son los servicios gestionados o hosting, donde además del espacio se alquilan los propios servidores. El proveedor asume más tareas de administración, simplificando la operación para el cliente y acelerando la implantación de nuevos servicios.

Por último, los centros de datos en la nube ofrecen acceso a recursos por Internet, con servidores que pueden ubicarse en otros países. Suelen ser la opción más flexible y económica, ideales para escalar bajo demanda y conectar aplicaciones entre múltiples centros y el borde.

Seguridad y continuidad del negocio

Un CPD debe anticipar fallos de hardware, amenazas físicas y ataques cibernéticos. Las medidas incluyen copias de seguridad y recuperación, SAI, sistemas de control de acceso físico, extinción de incendios adecuada y cortafuegos de centro de datos combinados con WAF e IPS, además de procedimientos para comprobar si AWS está caído. La segmentación en DMZ y VLAN limita el movimiento lateral y endurece la superficie de ataque.

La continuidad también se apoya en dimensionar correctamente capacidad de cómputo, almacenamiento y red, y en aprovechar la virtualización para consolidar servidores y ofrecer alta disponibilidad. Con ello se logra elasticidad, mejor aprovechamiento de recursos y una respuesta más ágil ante picos de demanda o incidencias.

Estructura por categorías principales

Recapitulando, los centros de datos se organizan en tres pilares básicos que deben diseñarse de forma conjunta para lograr eficiencia y resiliencia.

• Computación: servidores en rack y blade que ejecutan aplicaciones y servicios.
• Almacenamiento: bloques (HDD/SSD y SAN) y archivos (NAS) para datos estructurados y no estructurados.
• Red: conmutación, enrutamiento, cableado y cortafuegos que conectan y protegen la infraestructura.

Conceptos relacionados

En el ecosistema de los centros de datos aparecen términos que ayudan a entender tecnologías y arquitecturas adyacentes.

• Rack
• Centro de respaldo
• Optimización de la WAN
• Centro de procesamiento de datos modular
• Datos oscuros

El centro de datos se ha convertido en la columna vertebral de la conectividad digital: integra servidores, almacenamiento y redes; suma capas de soporte y seguridad; sigue estándares reconocidos (TIA y Uptime) y se despliega en modalidades que van de lo propio a la nube. Con una planificación cuidada, operaciones profesionales y una apuesta por la eficiencia energética, un CPD bien diseñado puede ofrecer alto rendimiento, disponibilidad y sostenibilidad en un mundo en el que los datos no paran de crecer.