Az adatközpontok napjainkban a gazdaság egésze és az egyes vállalatok szempontjából is egyre nagyobb fontossággal bírnak. Az informatikai szolgáltatások az esetek nagy részében gyakorlatilag nélkülözhetetlenek a gördülékeny üzletmenethez, más részükben pedig egyenesen előfeltételei azoknak.
Bernd Hanstein
A tervezést körültekintően kell megközelíteni
Az optimális adatközpont alapjait a tervezési fázisban kell letenni. Különösen az lehet végzetes, ha a tervezés nem veszi figyelembe a jövőbeli teljesítmény- és rendelkezésre állási igényeket.
Egy adatközponttól megkövetelt teljesítmény-paraméterek meghatározása során nemcsak a számítógépek feldolgozási és adattárolási kapacitását, valamint az egyéb rendszerek kapacitását kell figyelembe venni, hanem a klímaszabályozás, biztonság és a bonyolult informatikai folyamatok szempontjait is. A jövőbeli felhasználó elvárásai is döntő tényezők a teljesítmény és rendelkezésre állás szempontjából. A megcélzott rendelkezésre állási osztálynak megfelelő adatközpont felépítése részletesen meghatározható az Uptime Institute vagy a Rittal által is alkalmazott BITKOM ajánlás alapján.
Ezek a rendszerek az adatközpontokat rendelkezésre állási szint szerint négy osztályba sorolják, ahol a minimális rendelkezésre állás a Tier I, a legnagyobb rendelkezésre állás a Tier IV. Mindegyik osztályhoz egyértelmű követelmények tartoznak, például a tartalék áramforrások tekintetében, amelyeket már a tervezéskor figyelembe kell venni.
Ezért ajánlott részletes előzetes tervet készíteni jóval a tényleges konstrukciós fázist megelőzően, amely számításba vesz minden, az adatközpont teljesítményével, hatékonyságával és biztonságával kapcsolatos jövőbeli kívánságot. Ide tartozik az infrastruktúra hozzáférhetőségét érintő alapos megfontolás, a szükséges védelmi intézkedések, valamint a megfelelő jogosultsági struktúra is. Minden érintett részleget, beleértve a végső felhasználót is, be kell vonni a tervezési folyamatba. A végeredmény olyan műszaki specifikáció lesz, amely minden későbbi folyamat alapjául szolgálhat majd.
Az elektromos áram minden adatközpont alapvető erőforrása, amelynek megszakítás nélkül, huszonnégy órán át rendelkezésre kell állnia. Az áramellátási koncepció kidolgozásának és kiépítésének tehát a részletek lehető legkörültekintőbb figyelembe vételével kell történnie. Korábban számos adatközpont projektet kellett elhalasztani azért, mert a megfelelőképpen méretezett áramellátást nem lehetett időben megvalósítani. Az elegendő elektromos áram rendelkezésre állása tehát fontos tényező a helyszín megválasztásakor, és valószínűleg még jelentősebbé válik a megújuló energiaforrásokra történő áttéréssel.
Az új épületekért a fővállalkozó a felelős
Az adatközpont tényleges felépítésében több különböző szakma vesz részt, összetett koordinációs tevékenységre van tehát szükség. Az egyéni felelősségek határai ugyanakkor gyakran nem igazán világosak. Az eredmény: tervezési hibák és tévedések, amelyek később túlzott anyag-, munka- és fenntartási költségekben jelentkezhetnek. Ha például nem veszik kellőképpen figyelembe a padlózat rácsos felosztását, akkor a jövőbeli karbantartást akadályozhatja, hogy a padlót nem lehet a ténylegesen szükséges ponton megnyitni.
A vállalatoknál ritkán található akár csak egy személy is, aki minden potenciális problémára képes rámutatni, amely a sok különféle szakma együttműködéséből adódik. Hiszen általában nem tartozik az adatközpont vezetőjének elsődleges kompetenciái közé a tűzvédelem, klímaszabályozás és az elektromos szerelési szakmunka szakértő ismerete. Valószínűleg nagyon kevesen képesek optimális eredmény elérésére új adatközpont építésekor, ha megszokott teendőik végzése mellett kísérlik meg azt. Ezért általában jobb már korai fázisban egy tapasztalt tervezőtől tanácsot kérni, majd egy általános fővállalkozót megbízni a tervek megvalósításával és a projekt végrehajtásával.
Csak tanúsított komponensek
A tanúsítás a másik szempont, amit gyakran figyelmen kívül hagynak. Ha az építési munkálatok utáni időszakig nem törődnek a dologgal, akkor szinte elkerülhetetlen a hosszabb tanúsítási folyamat és rossz esetben akár módosításokra is szükség lehet. Ha a szereléskor az egyes komponensekre is tanúsított megoldás a követelmény, akkor ennek megfelelően sokkal egyszerűbb lesz az adatközpont általános tanúsítása.
Különösen a biztonsági kérdések tekintetében ajánlott kizárólag a tanúsított megoldásokra hagyatkozni, hogy ne kelljen az adatközpont későbbi tanúsítási folyamatát elhalasztani. Az ilyen megoldások ugyanakkor a biztosítótársaságok és finanszírozó bankok értékeléseit is javítják. Ahol a kodifikálás már megtörtént, a legújabb európai IT szabványokat kell figyelembe venni. Ez nem utolsó sorban arra szolgál, hogy a belső és külső ügyfelek bizalmát elnyerje.
Szekrények és rackek jövőbiztos konfigurálása
Nemcsak az adatközpontnak helyet adó épületet kell a jövő és az ügyfél várható igényei szerint megtervezni. Ugyanez érvényes a hálózati szekrények és rackek alapvető infrastruktúrájára is. Ha például a kiválasztott szekrény teherbíró képessége nem megfelelő, akkor nagyon gyorsan el fogja érni a korlátait a jövőbeli virtualizált adatközpontok igen kompakt blade rendszereivel. Az egyetlen megoldás ebben az esetben a teljes, és ennek megfelelően drága átépítés lenne.
A teljes szekrényrendszert rugalmas, és a jogosulatlan hozzáféréstől védett módon kell megtervezni, hogy a bővítés a lehető legtöbb irányba lehetséges legyen. Az ideális választás a moduláris, méretezhető megoldás, amely többféle méretet lehetővé tesz egyetlen termékcsaládon belül, ugyanakkor az összes általános szabványt lefedi. Ellenkező esetben a jövőbeni bővítések egyre heterogénebb környezetet eredményeznek, annak összes hátrányával együtt. A szekrényrendszer körültekintő kiválasztása garantálja, hogy a későbbi újraszervezés gyorsan és alacsony költséggel megvalósítható legyen.
Moduláris biztonság
A felhasználó szempontjából a rendelkezésre állás mellett a biztonság a legfontosabb, adatközpontoktól elvárt minőségi előfeltétel. Ha értékes adatot lopnak el vagy törölnek, a megfelelő biztonsági óvintézkedések költségei gyakran eltörpülnek az okozott kárhoz képest. Másrészt viszont kerülni kell a túlméretezést is, nehogy a költségek megalapozatlanul növekedjenek.
Nem szükséges például ugyanazt a biztonsági szintet megvalósítani az adatközpont összes területére. Sok teremhez elegendő az alapvető védelem is. A szervereket azonban a felhasználó által megkövetelt legmagasabb biztonsági szinten kell üzemeltetni. A moduláris elv és a nagy biztonságú szervercellák lehetővé teszik a biztonsági szint célirányos fokozatosságát. Ezzel a költségek csökkennek, a kínált biztonsági szint veszélyeztetése nélkül.
Folyamatok és paraméterek felügyelete
A biztonság további szempontja a tényleges adatközponti folyamatok felügyelete. Ellenkező esetben a hibák és felmerülő problémák észrevétlenek maradhatnak, amíg már késő, és akkor meghibásodás és ennek költségei léphetnek fel. Ebben a kontextusban a különböző rackekben és rendszerekben lévő érzékelők a felügyeletei szoftverrel együtt segítenek a rendszer kezelőjének a megfelelő áttekintést megtartani.
Ez az áttekintés azonban gyorsan elveszhet, ha a rendszer válogatás nélkül ontja az üzeneteket, amelyek között nem kapnak elég figyelmet a valóban releváns riasztások. Ezért olyan rendszereket kell előnyben részesíteni, amelyekkel az üzenetek intelligens módon kötegelhetők, és amelyekre a meghatározott cselekvési döntések alapozhatók. Emellett érdemes készíteni egy vészhelyzeti forgatókönyvet is az elképzelhető kockázati helyzetekre, hogy mindenki azonnal tudja, mi a teendő kritikus vagy problémás helyzetekben. Ez is segíthet a potenciális károk minimalizálásában és a gyors megoldás megtalálásában.
A telepített termékek szerviz- és karbantartási szerződéseit sem szabad megkerülni. Ugyanúgy, ahogy a járművek esetében rendszeres vizsgálatok szolgálnak a menet közben történő meghibásodások megelőzésére, az adatközpont komponensek rendszeres karbantartása biztosíthatja, hogy – ideális esetben – a költséges működési zavarok elkerülhetők legyenek. Ha mégis probléma merül fel, akkor azok az adatközpont vezetők, akiknek a szervizszerződés a fiókjukban van, kényelmes helyzetben vannak. Bízhatnak az komponensek gyors javításában vagy cseréjében. Ezért kár ezen a ponton néhány forint megtakarításán gondolkodni.
A megfelelő szünetmentes áramforrás méretezése és kiválasztása
Az adatközponton belül a szünetmentes áramforrások (UPS) biztosítják, hogy a csatlakoztatott rendszerek tovább fussanak, míg a készenléti áramfejlesztő át nem veszi a táplálást, legrosszabb esetben akár az ellenőrzött leállás időtartamáig is, ha a külső áramellátás elveszett. Az adatközpontoknak gyakran jelentős energiatartalékkal kell rendelkezniük, hogy minden körülmények között biztosítani lehessen a szerződéses szolgáltatási szintet. Hiszen végül is az adatközpont ügyfeleinek alapvető üzleti folyamatai általában a központi informatikai szolgáltatás rendelkezésre állásától függenek.
Ezt szem előtt tartva nagyon fontos különös alapossággal eljárni a szükséges kapacitás és a tárolt UPS energiamennyiségek meghatározásakor. Ha például csak a szerver energiafogyasztását veszik számításba, és az adattárolók, a hűtők és kapcsolók fogyasztását nem, akkor vészhelyzet esetén szinte elkerülhetetlen a veszélyes torlódások fellépése. Az egyik különösen fontos pont a szükséges terhelési tartomány pontos leírása. Ha a szerverfarm blade rendszereken alapul, akkor döntő, hogy a szünetmentes áramforrás képes-e hatékonyan kezelni a kapacitív terheléseket is.
A szünetmentes áramforrásokon nem éri meg spórolni: a kisebb hatékonyságú, nem méretezhető monolit megoldások, a rövid akkumulátor-élettartam, a biztonságos, működés közbeni modulcserét lehetővé tevő funkció hiánya, az akkumulátor-felügyelet hiánya, az előnytelen karbantartási szerződés mind csökkentheti az elsődleges beruházási költségeket, viszont növelheti a működési költségeket és a komponens-csere szükségletet. Legrosszabb esetben akár előreláthatatlan működési szünethez is vezethetnek.
Gondoskodás a szünetmentes áramforrásról és a belső energiaelosztásról
A nem megfelelő kezelés tönkreteheti az UPS rendszereket, vagy más módon béníthatja a megfelelő működésüket. Ha a rendszer akkumulátorait például +25 °C feletti hőmérsékletnek teszik ki, akkor azok szerviz élettartama ennek megfelelően rövidülni fog. Az egyesül államokbeli klimatizálási mérnökök szervezete, az American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) irányelvei jelenleg az adatközpont szervertermében legfeljebb 27°C-ot engedélyeznek. Ha ezt a lehetséges tartományt teljesen kihasználják, akkor viszont az akkumulátorokat egy másik, hűvösebb helyen kell elhelyezni. A rendszeres akkumulátor-karbantartás szintén fontos az idő előtti kapacitásvesztés elkerülése érdekében. Ezt a feladatot is a legjobb szakemberre bízni.
További figyelmet érdemes szentelni az UPS-ek utáni belső áramelosztásnak. Ha az elosztási hálózatokat nem vizsgálják rendszeresen, akkor fennáll a leállások kockázata a meghibásodott tápegységek és kapcsolók miatt, ezek pedig olyan helyzetek, amelyekben a legjobb UPS is tehetetlen.
Hűtés optimális PUE értékkel
Az adatközpont termeinek későbbi elrendezésére szabott hűtési elképzelést már a tervezési fázisban ki kellene dolgozni. Ezzel nemcsak jelentős pénzkihelyezés takarítható meg, hanem a PUE érték (Power Usage Effectiveness - energiafelhasználási hatékonyság) is javítható. Az alacsony PUE értéket manapság egyre inkább a rendszerhatékonyság bizonyítékaként fogadják el. A PUE az adatközpont teljes energiafogyasztásának és a tényleges informatikai berendezések (szerver/adattárolók/hálózat) által felhasznált energiának az aránya. Az informatika által fogyasztott mennyiség kerül a nevezőbe, és teljes fogyasztás a számlálóba. Az ideális adatközpont PUE arányszáma 1 lenne, ami természetesen a gyakorlatban nem megvalósítható.
Az új tervezésű központok realisztikus PUE értéke 1,2. Ez az arányszám annyit jelent, hogy a hűtés és a többi infrastrukturális elem az informatikai berendezés fogyasztásának 20%-át fogyasztja. Ennél is jobb eredményeket sikerült néhány egyedülálló esetben elérni. Sok régebbi, elavult, vagy gyengén kihasznált adatközpontban gyakran találkozhatunk 2 és 3 között, esetleg még ennél is nagyobb PUE értékkel.
A hűtés elvének meghatározásakor a részletek számítanak: ha a szellőztetőket a legnagyobb teljesítmény-sűrűségű rackektől a legnagyobb távolságban helyezik el, akkor nem csoda, ha a számítógépek túlmelegednek, hiszen a hűtött levegő valószínűleg nem ér el az adott rackhez a megfelelő mértékben, ha egyáltalán eljut odáig. Az adatközpontok nagy teljesítmény-sűrűsége mellett valószínűleg célszerű a légkeveréses hűtés elvét elvetni, ehelyett mérlegelni kell a rackalapú vagy csoportalapú klímaszabályzási rendszert. A szerver leállása gyakran sokkal költségesebb, mint a fejlett hűtőrendszerbe történő befektetés.
A megosztott hűtőegységek méretezése gondos odafigyelést kíván: ha a kimeneti igényeket nem határozzák meg helyesen, a rendszer élettartama rövidül a célhőmérséklet bármelyik véglete miatti folyamatos ki- és bekapcsolástól. A beruházás előtti pontos tervezés és elemzés, majd a kimeneti igények folytonos figyelése segít megelőzni a problémát.
Egyenletesen feltöltött rackek
A túlzsúfolt rackek, csakúgy, mint a nagy üres terekkel rendelkező, akár még lezárólemezek nélküli szekrények, akadályozzák az optimális hűtést: a túlságosan telített szekrények felmelegszenek, az üres rackek pedig sokkal hidegebbek a szükségesnél. A különböző rackeket a lehető legegyenletesebben kell feltölteni. A kábelek nem akadályozhatják a légáramlást, az üres modulokat pedig le kell zárni, hogy a légtechnikai rövidzárakat el lehessen kerülni. A takarólemezek, a minimális kábelezés és a tiszta kábelvezetés mind egyszerű, de hatékony intézkedés.
A hűtési igény pontatlan megbecslése a berendezések konfigurációjának ismételt módosításából is adódhat, amikor a hűtés vagy túlterhelt, vagy éppen a hűtésre fordított energia veszik kárba. A normál működés során is hullámzik a hűtési igény, például, amikor a hétvégén kevesebb rendszer aktív. Ilyen esetekben az automatikus nyilvántartás-vezérlés és az érzékelővel támogatott rack-felügyelet megelőzheti a károkat és az energiapazarlást, így jelentősen csökkentheti a költségeket.
Hideg- és melegfolyosók beiktatása
Az elmúlt években sok felhasználót sikerült meggyőznünk a hideg- és melegfolyosók előnyeiről. Ha nem használunk zárt folyosókat, a hűtött és a meleg levegő ellenőrizetlen keveredésére kerülhet sor, és ennek megfelelően megnövekszik a hűtésre fordított energia is. Ahol a keringő levegő zárlatba ütközhet, ott nagyobb a kockázata a forrópontok kialakulásának. A legjobb megoldás, ha a hidegfolyosót önálló tetővel, ajtókkal, elválasztófalakkal elkülönítik. Így a hideg levegő nem képes megszökni, és a teljes rendszer magasabb hőmérsékleten üzemeltethető.
Ha elkülönített folyosók kerülnek beiktatásra, a tűzvédelmi rendszert is ennek megfelelően kell módosítani. Ellenkező esetben, ha tűz üt ki, az oltógáz vagy oltóport egyszerűen a hidegfolyosó tetején landol, ahelyett, hogy a tényleges tűzforráshoz elérne. Valójában ez jó példa arra, mennyire fontos, hogy megfelelő figyelem forduljon az adatközpont többi területének hatására a módosítások tervezésekor, hogy a váratlan hibák elkerülhetők legyenek.
A freecooling jelentősége
Közép- és Észak-Európa mérsékelt égövi területein általában ajánlott a környezeti levegővel működő szabadhűtés (freecooling) mérlegelése. Ez 21°C külső hőmérsékletig mindig megfelelő megoldás, bár némely adatközpont jóval magasabb hőmérsékleten üzemel. Sok esetben a hűtés ezen formája elegendő az év nagy részében, így a hűtő felszerelése felesleges. A hűtővíznek nem szabadna az éppen szükségesnél hidegebbnek lennie. Ha a hűtés túlságosan erős, értékes energiák vesznek kárba és a költségek növekednek.
Ha azonban a páratartalom szabályozását elmulasztják, akkor az az érzékeny berendezéseknek túlságosan magas, vagy éppen alacsony lehet. Másrészt viszont ki kell mondani, hogy a megengedhető tartományok már kibővültek ebből a szempontból. Kétség esetén szakember felmérheti a helyi időjárási körülményeket és a tervezett adatközpont részleteit, hogy meghatározza, lehetséges-e hűtés és klímaszabályozó egységek nélkül a rendszer működésének folytatása.
Megtakarítás sokféle módon lehetséges
Ha az adatközpontok tervezésekor, építésekor és üzemeltetésekor a legfontosabb szabályokat betartják, a költségek jelentősen csökkenthetők a kevésbé szisztematikus megközelítéshez képest. Nem kell azonban kompromisszumokat kötni a biztonság, teljesítmény és rendelkezésre állás tekintetében. Sőt, ellenkezőleg: az adatközpontoknak csak előnyére válhat a következetes és körültekintően megalkotott telepítési és üzemeltetési elképzelés.
