Häufig gestellte Fragen und Standorte zu Google-Rechenzentren

Jun 05, 2023

Wissen über Rechenzentren | 17. März 2017

Google ist die größte und meistgenutzte Suchmaschine der Welt, mit einem weltweiten Marktanteil, der seit der Einführung der Google-Suche im Jahr 1997 unter dem Namen Backrub konstant bei etwa 90 Prozent liegt. Laut dem Brand Finance Global 500-Bericht wurde Google 2017 zur wertvollsten Marke der Welt und übertraf Apple. Die Position von Google beruht vor allem auf seinem Kerngeschäft als Suchmaschine und seiner Fähigkeit, Nutzer durch Werbung in Zahler zu verwandeln.

Etwa 32 Prozent der Google-Besucher kommen aus den USA, wo das Unternehmen laut statista.com 63,9 Prozent des Suchmaschinenmarktes hält. Google hatte im November 2015 in den USA 247 Millionen einzelne Nutzer. Weltweit gibt es 1,5 Milliarden Suchmaschinennutzer und mehr als 1 Milliarde Gmail-Nutzer.

Google-Rechenzentren verarbeiten durchschnittlich 40 Millionen Suchanfragen pro Sekunde, was zu 3,5 Milliarden Suchanfragen pro Tag und 1,2 Billionen Suchanfragen pro Jahr führt, berichtet Internet Live Stats. Das ist ein Anstieg gegenüber 795,2 Millionen Suchenden pro Jahr im Jahr 1999, ein Jahr nach der Einführung von Google.

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Im Rahmen einer Umstrukturierung im Oktober 2015 wurde Google eine Tochtergesellschaft eines neu gegründeten Unternehmens namens Alphabet. Seitdem wurden mehrere Projekte abgebrochen oder zurückgefahren, darunter auch der Stopp der weiteren Einführung von Google Fiber. Nach der Umstrukturierung hat Google jedoch einen großen Fokus (und viele Ressourcen) auf den Verkauf von Cloud-Diensten an Unternehmen gelegt und tritt damit gegen den Marktgiganten Amazon Web Services und den zweitgrößten Anbieter in diesem Bereich an , Microsoft Azure.

Das bedeutete eine erhebliche Erweiterung der Google-Rechenzentren speziell zur Unterstützung dieser Cloud-Dienste. Auf der Google Cloud Next-Konferenz im März 2017 in San Francisco gaben die Führungskräfte des Unternehmens bekannt, dass das Unternehmen in den letzten drei Jahren fast 30 Milliarden US-Dollar für Rechenzentren ausgegeben hat. Obwohl das Unternehmen bereits über die wahrscheinlich größte Cloud der Welt verfügt, ist diese nicht für die Unterstützung von Cloud-Diensten für Unternehmen konzipiert. Um dies zu erreichen, muss das Unternehmen über Rechenzentren an mehr Standorten verfügen, und genau das hat es getan, indem es neue Standorte zur Unterstützung von Cloud-Diensten hinzugefügt und Cloud-Rechenzentrumskapazitäten dort hinzugefügt hat, wo es an bestehenden Standorten sinnvoll ist.

Hier sind einige der am häufigsten gestellten Fragen zu Google-Rechenzentren und unsere besten Antworten darauf:

Google listet acht Rechenzentrumsstandorte in den USA, einen in Südamerika, vier in Europa und zwei in Asien. Die Cloud-Standorte werden jedoch immer größer, und die Cloud-Karte von Google zeigt viele Präsenzpunkte weltweit. Das Unternehmen verfügt außerdem über viele Caching-Standorte in Colocation-Einrichtungen auf der ganzen Welt, deren Standorte es nicht teilt.

Dieses weit verzweigte Netzwerk ist nicht nur notwendig, um den Betrieb rund um die Uhr zu unterstützen, sondern auch, um spezifische Vorschriften (wie die Datenschutzbestimmungen der EU) bestimmter Regionen zu erfüllen und die Geschäftskontinuität angesichts von Risiken wie Naturkatastrophen sicherzustellen.

In Arbeit sind ab März 2017 Google-Rechenzentren für Cloud-Dienste in Kalifornien, Kanada, den Niederlanden, Nord-Virginia, São Paulo, London, Finnland, Frankfurt, Mumbai, Singapur und Sydney.

Hier sind die von Google aufgelisteten Rechenzentrumsstandorte:

Hier ist eine Karte der globalen Infrastruktur vom März 2017, die Googles Cloud-Dienste für Unternehmen unterstützt, einschließlich bestehender und zukünftiger unternehmenseigener Rechenzentren, gemieteter Edge-Standorte in Colocation-Einrichtungen (es gibt mehr als 100 davon) sowie gemieteter und eigener Glasfaserrouten:

In einem während der IEEE 802.3bs Task Force im Mai 2014 vorgestellten Papier wird die Größe von fünf US-Einrichtungen von Google wie folgt geschätzt:

Viele dieser Standorte verfügen über mehrere Rechenzentrumsgebäude, da Google es vorzieht, bei der Erweiterung der Standorte zusätzliche Strukturen zu errichten, anstatt den Betrieb in einem einzigen riesigen Gebäude unterzubringen.

Google selbst gibt die Größe seiner Rechenzentren nicht bekannt. Stattdessen werden die Kosten der Standorte oder die Anzahl der Mitarbeiter genannt. Manchmal gerät die Größe der Einrichtung ins Hintertreffen. In der Ankündigung zur Eröffnung von The Dalles in Oregon hieß es beispielsweise, das ursprüngliche Gebäude sei 164.000 Quadratmeter groß. Der Umfang späterer Erweiterungen wurde jedoch streng geheim gehalten.

In Berichten über das neue Rechenzentrum von Google im niederländischen Emeshaven, das im Dezember 2016 eröffnet wurde, wurde die Größe nicht erwähnt. Stattdessen sagten sie, das Unternehmen habe einen Vertrag über die gesamte 62-Megawatt-Leistung eines nahegelegenen Windparks abgeschlossen und 9.941 Meilen Computerkabel innerhalb der Anlage verlegt. Das Rechenzentrum beschäftigt 150 Mitarbeiter.

Betreiber von Rechenzentren, die mehrere neue Einrichtungen bauen, standardisieren häufig Aspekte ihrer Pläne. Während Google eindeutig einen Großteil seiner Abläufe innerhalb seiner Rechenzentren standardisiert, deuten die Unterschiede in den Quadratmeterzahlenberichten für die Rechenzentren in The Dalles und Lenoir darauf hin, dass Google sich nicht auf eine einzige Rechenzentrumsgröße standardisiert hat (zumindest nicht auf der Ebene von). MCI/WorldCom, das einst identische 109.000 Quadratmeter große Rechenzentren in 25 Städten errichtete. Barry Schnitt von Google sagt, dass die Google-Rechenzentren zwar „potenziell“ alle eine ähnliche Größe haben könnten, es sich aber auch nicht um Standarddesigns handelt. Laut Schnitt aktualisiert Google ständig das Design und die Ausstattung seines Rechenzentrums, um von den neuesten technologischen Fortschritten und Effizienzsteigerungen zu profitieren.

Nur wenige außerhalb von Google wissen genau, wie viele Rechenzentren Google betreibt. Es gibt die riesigen Google-Rechenzentrumscampusse, von denen das Unternehmen nach eigenen Angaben 15 hat. Einige seiner Enterprise-Cloud-Regionen befinden sich auf diesen Campussen, andere wiederum anderswo. Im März 2017 hatte das Unternehmen sechs Enterprise-Cloud-Regionen online und elf in Arbeit (siehe Karte oben). Die meisten, wenn nicht alle dieser Standorte verfügen oder werden über jeweils mehrere Rechenzentren verfügen. Google hat nicht öffentlich genau mitgeteilt, wie viele es an jedem Standort gibt.

Unklar ist auch die Anzahl der Caching-Sites, auch Edge Points of Presence genannt, die Google weltweit betreibt. Hierbei handelt es sich um Bereitstellungen mit geringer Kapazität in angemieteten Räumen innerhalb von Colocation-Einrichtungen, die von Rechenzentrumsanbietern wie Equinix, Interxion oder NTT betrieben werden. Das Unternehmen gibt an, dass es mehr als 100 solcher Websites gibt, teilt die genaue Zahl jedoch nicht mit.

Es gibt keine offiziellen Daten darüber, wie viele Server es in Google-Rechenzentren gibt, aber Gartner schätzte in einem Bericht vom Juli 2016, dass Google zu diesem Zeitpunkt über 2,5 Millionen Server verfügte. Diese Zahl ändert sich natürlich ständig, da das Unternehmen seine Kapazitäten erweitert und seine Hardware erneuert.

Hier sind die Faktoren, die bekanntermaßen den Standortstandortprozess für Rechenzentren von Google beeinflussen:

Google wählt die Standorte seiner Rechenzentren auf der Grundlage einer Kombination von Faktoren aus, zu denen der Standort des Kunden, verfügbare Arbeitskräfte, die Nähe zur Übertragungsinfrastruktur, Steuerrückerstattungen, Versorgungsgebühren und andere damit zusammenhängende Faktoren gehören. Durch die jüngste Fokussierung auf den Ausbau der Cloud-Infrastruktur sind weitere Überlegungen hinzugekommen, beispielsweise die Nachfrage der Unternehmens-Cloud-Kunden nach bestimmten Standorten und die Nähe zu Ballungszentren mit hoher Bevölkerungsdichte.

Die Wahl von St. Ghislain, Belgien, für ein Rechenzentrum (das 2010 eröffnet wurde) basierte auf der Kombination aus Energieinfrastruktur, bebaubarem Land, einer starken lokalen Unterstützung für High-Tech-Arbeitsplätze und der Präsenz eines Technologieclusters von Unternehmen, die aktiv unterstützen Technikunterricht in den umliegenden Schulen und Universitäten.

Ein positives Geschäftsklima ist ein weiterer Faktor. Dies, gepaart mit verfügbarem Land und Strom, mache Oklahoma besonders attraktiv, so der leitende Betriebsleiter von Google, als der Standort Pryor Creek angekündigt wurde. In Oregon bedeutet das positive Geschäftsumfeld, dass man sich in einem Bundesstaat niederlässt, in dem es keine Umsatzsteuer gibt. Die örtlichen Beauftragten des Wasco County befreiten Google außerdem von den meisten Grundsteuern und verlangten von Google eine einmalige Zahlung von 1,7 US-Dollar an die Kommunalverwaltungen sowie Zahlungen in Höhe von mindestens 1 Million US-Dollar pro Jahr.

Auch die Nähe zu erneuerbaren Energiequellen wird immer wichtiger. Google investiert strategisch in erneuerbare Ressourcen und berücksichtigt beim Standort neuer Rechenzentren seinen ökologischen Fußabdruck.

Nicht sehr häufig. Der Website-Überwachungsdienst Pingdom verfolgte ein Jahr lang bis Oktober 2007 das weltweite Suchnetzwerk von Google und stellte fest, dass alle 32 weltweiten Suchportale von Google (einschließlich google.co.uk, google.in usw.) gepflegt wurden Betriebszeit von mindestens „vier Neunen“

Google implementiert fortschrittliche Sicherheitsebenen rund um seine physischen Standorte, Hardware und Software, Prozesse und Daten für Unternehmens- und Verbraucher-Computing. Ungefähr 550 Sicherheitsexperten überprüfen unter anderem Sicherheitspläne für alle Elemente des Netzwerks, erkennen und verwalten Schwachstellen – einschließlich solcher in Software von Drittanbietern – und suchen nach Malware-Websites. Das interne Revisionsteam überwacht die Sicherheitsvorschriften weltweit, um deren Einhaltung sicherzustellen.

Der physische Zugang zu den Rechenzentren von Google ist stark eingeschränkt, sodass nur ein winziger Bruchteil der Mitarbeiter jemals einen Fuß auf das Gelände setzt. Der mehrschichtige Schutz umfasst biometrische Identifizierung, Metalldetektion, Fahrzeugbarrieren und laserbasierte Einbrucherkennungssysteme. Im Rechenzentrum setzt Google seine eigenen, maßgeschneiderten Sicherheitschips ein, um Google-Server und -Peripheriegeräte zu identifizieren und zu authentifizieren und so das Risiko zu minimieren, dass nicht autorisierte Hardware unbemerkt online geht.

Daten im internen Netzwerk von Google werden verschlüsselt. Protokolle der Anwendungsschicht sind in den RPC-Mechanismen (Remote Procedure Calls) gekapselt, wodurch die Anwendungsschicht effektiv isoliert wird, sodass die Daten auch bei einem Netzwerkverstoß sicher sind. Darüber hinaus wird der gesamte RPC-Verkehr der Infrastruktur, der über das WAN zwischen Rechenzentren gesendet wird, automatisch verschlüsselt. Durch den Einsatz von Hardware-Kryptografiebeschleunigern wird die Verschlüsselung auf den gesamten RPC-Verkehr der Infrastruktur ausgeweitet.

Google legt außerdem großen Wert darauf, Daten zu verschlüsseln, bevor sie in den physischen Speicher geschrieben werden. Zu den wichtigen Elementen dieser Strategie gehören die automatische Schlüsselrotation und Prüfprotokolle. Durch die Verschlüsselung von Daten auf der Anwendungsebene kann sich die Infrastruktur vor möglichen Bedrohungen wie bösartiger Festplatten-Firmware schützen. Die Hardwareverschlüsselung ist auch für Festplatten und Solid-State-Geräte aktiviert. Für Endbenutzer werden Berechtigungstickets verwendet, die verschlüsselte Daten mit Benutzern verknüpfen.

Google gibt an, dass der Einsatz von Barebone-Servern und selbst entwickelter Software die Schwachstellen verringert, zusammen mit seinem Prozess der Replikation und Verteilung von Daten über mehrere Server und Standorte, um einzelne Fehlerquellen zu eliminieren. Bevor Speichergeräte außer Betrieb genommen werden, werden sie in einem mehrstufigen Prozess gelöscht, der zwei unabhängige Überprüfungen umfasst. Geräte, die diese Anforderungen nicht erfüllen, werden vor Ort geschreddert.

Diese Praktiken, die die Infrastruktur von Google schützen, sichern auch die Cloud-Plattform von Google. Eine zusätzliche Schutzmaßnahme (neben vielen anderen) umfasst die Isolierung virtueller Maschinen durch die Verwendung des KVM-Stacks zur Virtualisierung von Hardware. Die KVM-Implementierung von Google wird weiter gestärkt, indem ein Teil des Steuerungs- und Hardware-Emulationsstapels außerhalb des Kernels und in einen nicht privilegierten Prozess verschoben wird.

Gerüchte über das schwimmende Rechenzentrum von Google machten seit 2013 die Runde. Ein Lastkahn, der in der Nähe von Treasure Island in der Bucht von San Francisco anlegte, löste wilde Spekulationen über seine Verwendung aus – eine Version besagte, dass es sich dabei um ein Rechenzentrum handelte. Am Ende entpuppte sich der Lastkahn als interaktives Lernzentrum.

Das bedeutet jedoch nicht, dass es in Googles Zukunft keine schwimmenden Rechenzentren geben wird. Das Unternehmen erhielt 2008 ein Patent für ein wellenbetriebenes Rechenzentrum, das den Ozean zur Kühlung und durch die kinetische Wirkung der Wellen für Energie nutzen würde. Das Patent beschreibt potenzielle Rechenzentrumsstandorte als Gebiete 3 bis 7 Meilen vom Ufer entfernt in 50 und 70 Metern Wassertiefe. Bisher scheint Google jedoch keine Pläne zu haben, tatsächlich ein schwimmendes Rechenzentrum zu bauen.

Da sich nur wenige Menschen in den Rechenzentren von Google aufhalten dürfen, hat Google einige Videos erstellt, um Ihre Neugier zu wecken. Guck mal:

360°-Tour durch das Google-Rechenzentrum

Google Data Center 360°-Tour – Virtuelle Realität

Google-Rechenzentrum – Street View

Hier sind einige Bilder des Google-Rechenzentrums:

Googles neuestes Rechenzentrum in The Dalles in Oregon, ein 164.000 Quadratmeter großes Gebäude, das 2016 eröffnet wurde, brachte die Gesamtinvestition in diesen Standort auf 1,2 Milliarden US-Dollar. Die Gesamtgröße des Rechenzentrums beträgt 352.000 Quadratmeter, aufgeteilt auf drei Gebäude. Der Standort wurde erstmals 2006 eröffnet und beschäftigt derzeit 175 Mitarbeiter. Google hat Pläne angekündigt, ein weiteres 600.000-Dollar-Rechenzentrum etwa eine Meile entfernt zu errichten, wodurch sich die Investition auf 1,8 Milliarden Dollar beläuft. Es wird erwartet, dass das Zentrum etwa 50 Mitarbeiter beschäftigt.

Auch das Rechenzentrum in Pryor Creek, Oklahoma, wird weiter ausgebaut. Das Unternehmen ging erstmals 2011 mit einer 130.000 Quadratmeter großen und 600.000 US-Dollar teuren Anlage in Betrieb und baute kurz darauf ein weiteres Gebäude für die Büros der Mitarbeiter. Wenn die 2016 angekündigte Erweiterung abgeschlossen ist, wird das Pryor Creek-Rechenzentrum von Google eine Investition von 2 Milliarden US-Dollar darstellen.

Das im Jahr 2016 im Bau befindliche neue Rechenzentrum im niederländischen Eemshaven wird voraussichtlich 773 Millionen US-Dollar kosten. In typischer Google-Manier gibt es kein Wort zur Größe.

Insgesamt beliefen sich die Investitionsausgaben von Google im Jahr 2016 auf knapp 10,2 Milliarden US-Dollar. Der größte Teil davon ist auf die Rechenzentren und Grundstückserwerbe zurückzuführen.

Google strebt eine Führungsrolle bei sauberer Energie und Energieeffizienz an. Anfang 2007 gab das Unternehmen bekannt, dass es ab 2007 CO2-neutral sein werde, und war Mitbegründer eines Industriekonsortiums, der Climate Savers Computing Initiative, das sich für eine „weniger verschwenderische Computerinfrastruktur“ wie hocheffiziente Netzteile einsetzt. Google hat außerdem RE>C ins Leben gerufen, eine Initiative zur Entwicklung von Strom aus erneuerbaren Quellen, der günstiger ist als Strom aus Kohle. Der Schwerpunkt des Projekts liegt zunächst auf fortschrittlicher Solarthermie, Windkrafttechnologien und Geothermiesystemen.

Google kauft mehr erneuerbare Energien als jedes andere Unternehmen auf der Welt. Im Jahr 2016 kaufte das Unternehmen genug Energie ein, um mehr als die Hälfte seines Energieverbrauchs zu decken. Im Jahr 2017 geht das Unternehmen davon aus, seinen gesamten Energieverbrauch vollständig durch 100 Prozent erneuerbare Energien auszugleichen. Zu diesem Zweck hat Google 20 Kaufverträge über 2,6 Gigawatt (GW) erneuerbare Energie unterzeichnet. Das bedeutet, dass erneuerbare Energie zwar möglicherweise nicht überall oder in den von Google benötigten Mengen verfügbar ist, Google aber genauso viel erneuerbare Energie kauft, wie es verbraucht.

Google hat außerdem 2,5 Milliarden US-Dollar an Eigenkapital für die Entwicklung von Solar- und Windenergie bereitgestellt, die weltweit in das Stromnetz eingespeist werden kann. Diese Bereitschaft, Projekte im Bereich erneuerbare Energien zu finanzieren, dient dem Versuch, den Markt für erneuerbare Energien im Hinblick auf die verfügbare Menge schrittweise zu erweitern und die Art und Weise zu ändern, wie erneuerbare Energien erworben werden können. Dadurch wird die Nutzung erneuerbarer Energiequellen für alle einfacher und kostengünstiger.

Auch innerhalb von Rechenzentren steht Nachhaltigkeit im Fokus. Die Rechenzentren im belgischen St. Ghislain waren die ersten von Google, die vollständig auf freie Kühlung setzten. Und die Wasseraufbereitungsanlage dieser Anlage vor Ort ermöglicht es den dortigen Rechenzentren, Wasser aus einem Industriekanal zu recyceln, anstatt die Frischwasserversorgung der Region anzuzapfen.

Die großen Rechenzentren von Google werden mit mindestens 50 Megawatt Strom versorgt, einige Schätzungen gehen sogar von 103 Megawatt aus. Das Harpers-Magazin schätzte die Strombelastung für Googles Rechenzentrum in The Dalles, Oregon. Wir vermuten, dass diese Schätzung etwas hoch ist, da sie auf einer Rechnung basiert, die von 500 Watt pro Quadratfuß ausgeht und diese mit der gesamten Quadratmeterzahl der Anlage multipliziert

Der Energieverbrauch von Rechenzentren macht einen beträchtlichen Teil der 5,7 Terawattstunden aus, die die Muttergesellschaft Alphabet im Jahr 2015 verbrauchte. Mit einem durchschnittlichen PUE von 1,12 (gegenüber dem Branchendurchschnitt von 1,7) verbrauchen die Rechenzentren von Google laut Google nur halb so viel Energie wie ein typisches Rechenzentrum Rechenzentrum. Ein wachsender Anteil davon ist erneuerbarer Energie und wird über Stromabnahmeverträge bereitgestellt.

Hier ist ein seltener Blick in den heißen Gang eines Google-Rechenzentrums. Die Abluftventilatoren auf der Rückseite der Server leiten starke Abwärme in den geschlossenen Bereich.

Es ist kein Geheimnis, dass Google seit 2004 seine eigene Internet-Infrastruktur aus Standardkomponenten aufgebaut hat, was zu flexiblen, softwaredefinierten Rechenzentren führte. Das daraus resultierende hierarchische Mesh-Design ist in allen Rechenzentren Standard.

Die Hardware wird von von Google entwickelten benutzerdefinierten Servern und Jupiter dominiert, dem Switch, den Google 2012 eingeführt hat. Aufgrund seiner Skaleneffekte schließt Google direkt Verträge mit Herstellern ab, um die besten Angebote zu erhalten.

Auf den Servern und der Netzwerksoftware von Google wird eine gehärtete Version des Open-Source-Betriebssystems Linux ausgeführt. Einzelne Programme wurden im eigenen Haus geschrieben. Dazu gehören nach unserem besten Wissen:

Google hat außerdem mehrere Abstraktionen entwickelt, die es zum Speichern der meisten seiner Daten verwendet:

Maschinelles Lernen ist ein wesentlicher Bestandteil des Umgangs mit Big Data. Wie Ryan Den Rooijen, Global Capabilities Lead, Insights & Innovation, vor dem Big Data Innovation Summit in London (März 2017) sagte: „Die meisten Probleme, die ich beobachtet habe, beziehen sich darauf, wie man diese Daten nutzbar macht … um sinnvolle geschäftliche Auswirkungen zu erzielen.“ Daher nutzt Google nicht nur maschinelles Lernen für Produkte wie Google Translate, sondern auch seine neuronalen Netze, um den PUE seiner Rechenzentren vorherzusagen.

Google berechnet den PUE-Wert alle 30 Sekunden und verfolgt kontinuierlich die IT-Auslastung, die Außenlufttemperatur sowie den Füllstand der mechanischen und Kühlgeräte. Mit diesen Daten können Google-Ingenieure ein Vorhersagemodell entwickeln, das die komplexen Wechselwirkungen vieler Variablen analysiert, um Muster aufzudecken, die zur Verbesserung des Energiemanagements verwendet werden können. Als Google beispielsweise einige Server für ein paar Tage offline nahm, nutzten Ingenieure dieses Modell, um die Kühlung anzupassen, um die Energieeffizienz aufrechtzuerhalten und Geld zu sparen. Das Modell ist zu 99,6 Prozent genau.

Im Juli 2016 gab Google Ergebnisse eines Tests eines KI-Systems der britischen Übernahme DeepMind bekannt. Dieses System hatte den Energieverbrauch der Kühleinheiten des Rechenzentrums um bis zu 40 % und den gesamten PUE-Wert um 15 % gesenkt. Das System prognostiziert die Temperaturen eine Stunde im Voraus und ermöglicht so eine vorausschauende Anpassung der Kühlung.

Ja. Google mietet Speicherplatz von anderen, wenn es sinnvoll ist. Nicht jedes Google-Rechenzentrum trägt seinen Namen an der Tür. Stattdessen nutzt das Unternehmen verschiedene Strategien, um die Anforderungen seines Rechenzentrums zu erfüllen. Es mietet beispielsweise Platz für Caching-Standorte und nutzt eine gemischte Build-and-Lease-Strategie für die weltweite Einführung von Cloud-Rechenzentren.