8.5.3 Komponenten eines Data Center

Gefäßsysteme

• zum Unterbringen von
  Rechner, Bedienperipherie, Bildschirme, periphere Geräte, Netzinfrastruktur (Patchfeld, Kabel), Stromversorgungskomponenten
• Ziele:
  optimale Platznutzung, Skalierbarkeit - Unterbringung weiterer Technik, Verkabelung, Finden der Technik, Reparierbarkeit
• Racks

  • standardisierte Gefäßsysteme (Standard - 19 Zoll Rack-Breite)
  • Kapazität entsprechend Höhe (Erreichbarkeit!); gleiche Tiefe verwenden
  • Luftzirkulation - Dichte, variable Fächer, Schienen (zum Ausfahren von Technik)
  • Illustration:

    • Planung eines Racks [rack_fa.png]
    • bestücktes Rack [rack_bestueckt.png]

  Frage 8.5.3.1: Wieviel Kabel sind in einem Rack zu verlegen?

  • Gang - Platz zwischen Rackreihen

    • Illustration:
      Gang und Kabel [gang-10.png]
    • ausreichende Dimensionierung - Personendurchlass, Reparatur (Entnahme eines Gerätes), fahrbare Technik, Ausbau der Rackreihe, Zugang zum doppelten Boden

Stromversorgung

• Kapazität und Verkabelungskapazität - E-Verteilung, Leistungsaufnahme, evtl. Starkstrom
• Stabilität - Schwankungen (Frequenz), längere Unterbrechungen (>'), kurzzeitige Beeinflussungen (brownouts (Spannungsabfall), spikes, power cuts)
• Maßnahmen zum Schutz vor Gerätedefekt/Diensteausfall

  • USV/UPS
    Unabhängige Stromversorgung/uninterruptible power source

    • Kapazität - Anlaufstrom, Ausfalldauer
    • Umschaltbarkeit - ATS (Automatic Transfer Switches)/von Hand, bypass
    • hot swap batteries
    • skalierbare Leistung
    • Software - logging, messages, konfigurierbares Verhalten, Monitoring
      
      Beispiel für Log-Daten [dcbspusvlog.txt]
    • Szenarien

      Längere Stromabschaltung, mehrere Rechner an einer USV, Kapazität der USV erschöpft, Strom wieder verfügbar, USV lädt sich selbst auf, mehrere Rechner Booten zur gleichen Zeit, USV-Kapazität sinkt dadurch, kritische Grenze zum shutdown wird erreicht

      Rechner mit zwei Netzteilen, beide Netzteile an gleicher USV, USV geht defekt Alternative a) jedes Netzteil an separater USV Alternative b) ein Netzteil an einer USV, zweites Netzteil ohne USV

    Frage 8.5.3.2: Weitere USV-Einsatzmöglichkeiten?

  • Generator

    • bei kapazitätsbedingtem Ausfall der USV
    • bei längeren (geplanten) Stromabschaltungen von Hand
    • Generatorbetrieb problematisch - Dieselbasis, Tanken/Nach-, nicht im standby-Modus, problemloser Anlauf gewährleistet?

  • alternative Stromlieferanten
  • autarke Stromversorgung

• Stromverteilung

  • E-Verteilung -> Kabel -> Steckdosenleisten oder PDU oder schaltbare Steckdose -> Server/Bildschirm/Speichersystem/...
  • Power Distribution Unit (PDU) - Stromverteiler, mehrere Ausgänge, zwei Eingänge möglich (automatisch umschaltbar - Redundanz), Überlastungsschutz)
  • schaltbare Steckdose - IP-Adresse
  • Kabelführung - im Boden (doppelter Boden, Wassersensoren?) oder Freileitung (overhead power - Flexibilität, separate Kabelführung)

Netzinfrastruktur

• Voraussetzung für Data Center (client-server-Technologie)
• zentrale Netzkomponenten gehören in das Data Center
• vorausschauende Planung, ausreichende Kapazitäten vorhalten, Technologiewechsel
• separate Absicherung - Netz muss länger verfügbar sein als Server

Kabel

• Illustration:
  Beispiel1 [kabelwust.png]
  Beispiel2 [kabelserver.png]
  Beispiel3 [kabelnetz.png]
  Beispiel4 [kabelsteckdoseumschalter.png]
• Kabel für Server, Netzinfrastruktur, Stromversorgung, ...
• Verkabelungstechnologie - offen, geschlossen, Kabelstränge, Kabeltyp
• Beschriftung! (siehe policy)

Umgebung - Licht, Temperatur, Luftfeuchte

• Heating, Ventilation, Air Conditioning (HVAC)
• Notwendigkeit und Kapazität

  • vereinfachte Rechnungen - 100 PC mit Leistungsaufnahme von jeweils 100W -> Gesamtleistungsaufnahme 10 KWm -> Wärme!

• spezielle Rechner erfordern alternative Kühlung (Luft, Wasser)
• spezielles Material und spezielle Technologien benötigen konstante Luftfeuchtigkeit (humidity), Temperatur, Staubfreiheit

  Tapes: 18 - 28 Grad C, Luftfeuchte zwischen 40% und 60% (siehe Herstellerangaben) CD-Brenner: 5 - 35 Grad C, Luftfeuchte 5% - 85%

• Kapazitätsreserven einplanen

Kommunikationsinfrastruktur

• Bedienkonsole

  • Bildschirm, Tastatur, Maus
  • separat je Server oder je Gruppe von Servern
  • spezieller Arbeitsplatz im Data Center
  • Konsolserver - switch boxes oder Kommunikation über serielle Schnittstelle
  • portable serielle Konsole - Stromversorgung?
  • Konsolbedienung über Internet (KVM)

• Kommunikation zwischen Personen - mobiles Telefon oder Handy für Verfügbarkeitstests, Hersteller, Absprachen
• Kommunikation mit Geräten - extra Absicherung Netzinfrastruktur, Modem

• Sicherheit

  • Zugangssystem

    • Schlüssel ungeeignet - unhandlich, anonym, Aufbewahrung, Vielzahl
    • elektronische Zugangssysteme - (berührungslose) Magnetkarte/Chipkarte, persönliche Zuordnung (Protokollierung Zugang/Verlassen), biometrische Systeme

  • Anmeldung am Server
    siehe policy

• Brandschutz

  • Grund - Kabelbrände, Batterien in USV-Systemen, Stromspitzen (Kurzschluss), Rechnerkomponenten (Netzteile)
  • Feuermeldesysteme - Rauchmelder, Alarm direkt bei Feuerwehr ( 24x7h in Betrieb)
  • Feuerbekämpfungsmöglichkeiten - technikverträglich?

• Sonstiges

  • Reparatur, Ersatzteile, Werkzeug
  • separate Arbeitsplätze
  • Planung, ...

Drzygula, R.:
Designing a Data Center Instrumentation System
in Proceedings of LISA XIV, Usenix Assoc., 2000, ISBN 1-880446-13-8
http://www.usenix.org/publications/library/proceedings/lisa2000/drzyzgula.html

Fine, T.A.; Romig, S.M.:
A console server
in Proceedings of LISA IV, Usenix Assoc., 1990

Harris, D,; Stansell, B.:
Finding time to do it all
USENIX ;login:, October 2000, volume 25, number 6
http://www.usenix.org/publications/login/2000-10/pdfs/findingtimetodoitall .pdf

Greater Scroll of Console Knowledge
[http://www.conserver.com/consoles]

Basisinformationen und Linksammlung

M. Brinkmann: Virtual Network Computing
[http://www.linux-magazin.de/ausgabe/1998/06/VNC/vnc.html]