Standardizzazione e modularità nella Network-Critical Physical Infrastructure

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1 Standardizzazione e modularità nella Network-Critical Physical Infrastructure A cura di Suzanne Niles White Paper n. 116

2 Sintesi La mancata adozione della standardizzazione modulare come strategia progettuale per la Network-Critical Physical Infrastructure (NCPI) comporta tutta una serie di costi: spese non necessarie, interruzione delle attività evitabile e perdita di opportunità commerciali. La standardizzazione, e la modularità (legate tra loro), assicurano benefici di vasta portata nella gestione dell'infrastruttura fisica di rete (NCPI), velocizzando e semplificando ogni processo, dalla pianificazione iniziale alle operazioni di routine quotidiane, con apprezzabili ripercussioni positive sui tre principali generatori di valore commerciale della NCPI: disponibilità, agilità e TCO. 2

3 Introduzione La standardizzazione pervade a tal punto tutti gli aspetti della vita moderna da passare quasi inosservata. Dalla guida di un'automobile alla sostituzione di una batteria, essa influisce in modo impercettibile rendendo le attività più convenienti, prevedibili, economiche, intuitive e sicure. Quando acquistiamo una lampadina, diamo per scontato che essa entrerà perfettamente nello zoccolo del portalampada. Il nostro viaggio in treno non verrà interrotto alla stazione di frontiera, come succedeva una volta, mentre la carrozza ferroviaria viene sollevata e i carrelli vengono sostituiti con quelli adatti al sistema di scartamento dello Stato d'oltre frontiera. La standardizzazione è un concetto potente ed è divenuto un alleato critico nella gestione del progresso tecnico. Nonostante la lunga fila di successi della standardizzazione in termini di velocizzazione delle attività, la Network-Critical Physical Infrastructure (NCPI) ha perso il turno. In questo settore si è registrata una tendenza continua verso il caos; tuttavia, a differenza di quanto è successo in altri settori, è mancato un catalizzatore abbastanza efficace da innescare un'inversione di rotta: non ci sono state situazioni evidentemente assurde come la sostituzione dei carrelli delle carrozze ferroviarie, e non è nemmeno successo qualcosa di scioccante come l'incendio di Baltimore del 1904, che vide la città distrutta dalle fiamme perché le squadre di emergenza delle città limitrofe non erano in grado di collegarsi agli idranti di Baltimore. Gli analisti di sistemi di qualsiasi altro settore industriale maturo resterebbero stupefatti per il livello di complessità e disomogeneità oggi esistente nella NCPI di migliaia di data center di tutto il mondo. In mancanza di pressioni derivanti dall'attenzione da parte del pubblico o da un interesse diffuso nel settore per l'innovazione, c'è una sola possibilità, che gli utenti del settore si mettano loro stessi in discussione, facendo appello alla propria esperienza e sensibilità professionale per favorire la svolta verso la standardizzazione, che assicurerebbe un clima di maggiore stabilità e produttività. Lo scopo di questo documento è quello di dimostrare che c'è un catalizzatore: il diritto degli utenti della NCPI all'eliminazione dei significativi costi economici derivanti da interruzioni non necessarie delle attività, dalla perdita di opportunità commerciali, dalle spese provocate da errori umani, dalla mancanza di agilità e dal sovradimensionamento dei data center. Errori e sprechi sono conseguenze precoci e auspicabili della standardizzazione. NCPI Network-Critical Physical Infrastructure La NCPI è il pilastro dell'it e delle reti di telecomunicazioni. La NCPI comprende: l'alimentazione; il raffreddamento; i rack e la struttura fisica; il cablaggio; la sicurezza fisica e la protezione dagli incendi; i sistemi di gestione; i servizi. Per maggiori informazioni sulla NCPI si rimanda al White Paper APC n. 117, L'infrastruttura fisica di rete (NCPI): ottimizzazione del valore commerciale. 3

4 Negli ultimi decenni, la vecchia concezione della standardizzazione ha ricevuto maggiore considerazione in altri settori industriali, in cui viene ora considerata una filosofia aziendale strategica, creativa e convincente. È possibile ottenere analoghi successi applicando la standardizzazione alla progettazione, all'implementazione e all'utilizzo della Network-Critical Physical Infrastructure (NCPI). 1 Le opportunità di standardizzazione vanno ben oltre i temi classici quali la produzione di massa e i collegamenti compatibili e coprono quasi ogni aspetto dei prodotti e dei processi NCPI. Il punto di partenza è costituito dalla stessa progettazione delle apparecchiature NCPI, che da sola è in grado di assicurare ampi e significativi benefici, come viene spiegato in questo documento. Utilizzando tale base di partenza, gli utenti possono ampliare questa concezione in modo da includere tutte le potenzialità, applicando la standardizzazione ai processi del loro data center e, nel caso delle attività IT implicanti più di un data center, utilizzando la stessa configurazione della NCPI e gli stessi processi in tutti i data center. La ricompensa per gli utenti è costituita dal un gran numero di benefici, immediati e a lungo termine, che vanno dall'attività di routine fino ai vantaggi finanziari. Descrizione delle fasi di approccio alla standardizzazione I successi economici della standardizzazione parlano da soli e non richiedono ulteriori commenti in questo contesto. Tuttavia l'impiego della standardizzazione nella NCPI richiede cautela, perché il suo valore critico per l'ambiente IT non è stato ancora ben compreso da tutti. Ecco come nei principali paragrafi di questo documento verrà presentata la standardizzazione in quanto nuova strategia aziendale per la NCPI. Confronto tra standardizzazione e unicità Ambedue i concetti hanno una posizione ben precisa negli affari e nella vita, ma l infrastruttura di qualsiasi genere è un chiaramente un potenziale componente del campo della standardizzazione, non dell unicità. Nella NCPI si è manifestata al contrario la tendenza verso realizzazioni uniche ed esclusive, che ha prodotto come risultato sistemi difficili da progettare, implementare, manutenere e gestire. 1 La standardizzazione e gli standard. Questo documento tratta dell'impiego nella standardizzazione nella progettazione e fornitura di un prodotto o un processo, con l'obiettivo di fornire agli utenti nuovi benefici o benefici maggiori. Gli standard, ovvero delle specifiche e delle norme di settore promulgate da organismi quali l'iso e l'ieee, sono un altro tipo di standardizzazione, con implicazioni profonde per l'industria e il commercio, ma non costituiscono l'oggetto di questo documento. 4

5 Caratteristiche fondamentali della NCPI standardizzata La standardizzazione della NCPI introduce due caratteristiche fondamentali semplici ma potenti, l'architettura modulare a blocchi e il maggiore spazio lasciato all'apprendimento da parte degli esseri umani. Il loro valore intrinseco è intuitivo: quasi ogni adulto ricorda il numero infinito di costruzioni che è possibile creare con i mattoncini del Lego, e nessuno mette in discussione i vantaggi dell'apprendimento. Assieme, questi due fattori esercitano un'influenza profonda sulla NCPI. Da queste due caratteristiche fondamentali deriva tutta una serie di benefici che si riverberano sull'intera infrastruttura e ne toccano quasi ogni aspetto. Architettura a blocchi Standardizzazione NCPI Maggiore APPREN- DIMEN UMANO Vantaggi Che contribuiscono al valore commerciale In che modo la standardizzazione influisce sul valore Disponibilità Agilità commerciale della NCPI Valore L argomento decisivo in tema di standardizzazione modulare è il contributo punto su punto e poliedrico fornito al TCO Valore commerciale della NCPI valore commerciale della NCPI, beneficio ricevuto per dollaro speso. I benefici derivanti dall'architettura modulare e dal maggiore apprendimento umano contribuiscono in più modi ad ognuna delle tre principali componenti del valore commerciale della NCPI: disponibilità, agilità e Total Cost of Ownership (costo totale di possesso, TCO). (Chi desideri approfondire lo studio di questa equazione del valore commerciale della NCPI e dei motivi per cui essa costituisce uno strumento di misura appropriato, può consultare il White Paper n. 117, L'infrastruttura fisica di rete (NCPI): ottimizzazione del valore commerciale. ) Confronto tra standardizzazione e unicità Standardizzazione e unicità sono due antinomie, a tutti ben note. Non è difficile riconoscere i ruoli cruciali, ma ben distinti, svolti da queste due filosofie; nell'esperienza quotidiana possiamo vedere numerosi esempi di come ciascuna di esse trova la sua giusta collocazione nel completamento di un prodotto o di un processo. L'unicità non è fatta per l'infrastruttura L'unicità può essere qualcosa di stupendo. Un edificio singolare, la crostata di mele della mamma, una sonata di pianoforte, un'opera d'arte di qualsiasi tipo: nessuno potrebbe sostenere che la standardizzazione abbia avuto un qualsiasi ruolo in esperienze valutabili per le loro qualità sensoriali o altre caratteristiche interessanti. Alcune cose sono fatte per essere uniche e sono meravigliose proprio in quanto tali. 5

6 Ma un'infrastruttura è qualcosa di diverso. L'infrastruttura è costituita da puntelli del sistema, che servono a sorreggere la parte del sistema a cui siamo effettivamente interessati. In ciascuno degli esempi precedenti vi sono degli elementi che possono essere considerati infrastruttura : i materiali da costruzione dell'edificio, i misurini della mamma, i tasti del pianoforte e la tela su cui l'artista dipinge. Lo scopo dell'infrastruttura è quello di essere funzionale e affidabile: si dà per scontato che essa funzioni. Le caratteristiche dimostrate nell'arco del tempo che rendono un'infrastruttura efficace, affidabile, prevedibile e priva di problemi sono l'opposto dell'unicità; sono quelle della standardizzazione. A causa della standardizzazione, l'infrastruttura delle nostre attività quotidiane di routine è diventata parte della vita moderna, qualcosa di così comune e scontato che vi pensiamo solo raramente. Ci si aspetterebbe che l'infrastruttura di un data center seguisse lo stesso paradigma, ma sinora c'è stato ben poco movimento in tale direzione. A quasi quarant'anni dalla sua nascita, l'infrastruttura fisica IT è tuttora da molti punti di vista qualcosa di artigianale: si continua ad acquistare componenti eterogenei da diversi fornitori e li si inserisce in un grande sistema di infrastruttura personalizzato, con caratteristiche del tutto peculiari. Avere una NCPI con caratteristiche peculiari significa avere problemi peculiari La progettazione unica di un'intera NCPI produce un sistema con caratteristiche e problemi peculiari che richiedono una diagnosi e delle riparazioni non standardizzate. Ciò, oltre a essere costoso e a comportare degli sprechi di tempo, non consente di accumulare esperienze applicabili ad altri problemi in futuro, o a problemi insorti in altri data center dell'organizzazione. La standardizzazione elimina la necessità di una progettazione una tantum e i costi generali connessi con la risoluzione di problemi unici riscontrati nell'infrastruttura, sbloccando delle risorse che possono essere ora impiegate per sviluppare le funzionalità di elaborazione dati dello strato IT supportato dall'infrastruttura, ossia per assolvere alla reale missione a cui il data center è deputato. L'obiettivo della standardizzazione della NCPI è quello di eliminare le inefficienze e le complessità (fonti di errori) tipiche della progettazione una tantum, di gestire in modo trasparente le attività di routine dell'infrastruttura fisica IT e di creare qualsiasi infrastruttura con la stessa qualità prevista: in definitiva, l'obiettivo è quello di fare in modo che tutto funzioni alla perfezione. Soluzioni configurabili basate su blocchi standardizzati La personalizzazione delle connessioni e dei componenti effettuata unicamente allo scopo di far funzionare il tutto (l'effetto Rube Goldberg) non crea un valore reale; essa si limita ad aumentare la complessità e il rischio di errori umani. Di contro, la capacità di configurare e riconfigurare le dimensioni o le funzionalità della NCPI per rispondere a esigenze aziendali in rapida evoluzione è un fattore critico per l'efficacia e il valore della NCPI. 6

7 In che modo è possibile utilizzare la standardizzazione a proprio vantaggio quando la flessibilità è un requisito critico della IT? Come si dimostrerà in questo documento, il fattore chiave per sfruttare le potenzialità della standardizzazione in un ambiente in continua evoluzione è la modularità: disporre di blocchi pre-progettati e standardizzati che possono essere configurati a piacere dall'utente (Fig. 1). La capacità di assemblare rapidamente componenti standardizzati in una configurazione logica e comprensibile per rispondere a requisiti funzionali e finanziari in continuo cambiamento è uno dei principali vantaggi della standardizzazione della NCPI. Essa viene chiamata agilità. Fig. 1 Confronto tra progettazione unica e blocchi modulari standardizzati Progettazione unica ed esclusiva Ottima per le creazioni artistiche, pessima per le infrastrutture Componenti modulari standardizzati Modificabili, scalabili, ripetibili, comprensibili, integrati Un altro passo in avanti: i data center standardizzati Una NCPI così progettata, configurata a partire da elementi modulari standardizzati, assicura vantaggi significativi nell'implementazione e nel funzionamento di un data center, come verrà spiegato in questo documento. Nel caso di attività IT di più ampio respiro che interessano svariati data center, i vantaggi della standardizzazione possono essere ulteriormente ampliati implementando la stessa NCPI, o NCPI simili, in tutte le installazioni; incorporando cioè la standardizzazione non solo all'interno di un data center ma anche in più data center. Nei data center che si assomigliano il più possibile da molti punti di vista (dalla planimetria fino alle etichette sugli interruttori automatici), è possibile sfruttare interamente le enormi potenzialità della standardizzazione per migliorare l'efficienza della progettazione, dell'installazione, del funzionamento, della manutenzione, della prevenzione degli errori e dei costi. Buona parte dei vantaggi descritti in questo documento vengono esaltati quando si implementa una NCPI standardizzata in più data center. 7

8 Caratteristiche fondamentali della NCPI standardizzata I vantaggi della standardizzazione della NCPI si riverberano su ogni aspetto: l'occupazione dello spazio fisico, le sue funzionalità e la sua evoluzione nell'arco del tempo, dalla progettazione e installazione iniziale fino alla riconfigurazione durante ogni ciclo di ammodernamento. Questi vantaggi assumono svariate forme e vengono conseguiti in molte parti della struttura e dei processi della NCPI, ma quasi tutti sono riconducibili, in un modo o nell'altro, a due potenti caratteristiche fondamentali della NCPI standardizzata: l'architettura modulare a blocchi e il maggiore apprendimento umano (Fig. 2). Queste caratteristiche creano vantaggi che si propagano a tutta l'infrastruttura, con un effetto positivo cumulativo su quasi ogni aspetto della NCPI. Fig. 2 Architettura modulare e maggiore apprendimento umano sono due caratteristiche fondamentali della NCPI standardizzata La NCPI standardizzata assicura modularità comprensibilità Architettura a blocchi Maggiore APPREN- DIMENTO UMANO Valore aggiunto alle APPARECCHIATURE Scalabilità Modificabilità Portabilità Estraibilità a caldo Valore aggiunto alle PERSONE Prevenzione degli errori Prevenzione dei problemi Condivisione delle conoscenze Aumento della produttività 8

9 Modularità: divisione e standardizzazione Il pilastro della standardizzazione nella NCPI è la modularità. La modularità viene ottenuta dividendo un prodotto o un processo completo in blocchi più piccoli (moduli) aventi dimensioni o funzionalità simili e assemblabili in base alle necessità per creare varianti del prodotto / processo originario. Le batterie delle torce elettriche sono un esempio a tutti familiare: è possibile combinare un numero a piacere di Modularità e Numero di componenti La modularità è un concetto poderoso introdotto di recente in questo settore. A meno di non revisionare l'analisi classica dell'affidabilità includendovi la modularità, c'è il rischio che i suoi vantaggi sostanziali per gli utenti vengano fraintesi e che la sua accettazione avvenga in ritardo, con conseguenze potenzialmente batterie (moduli) per ottenere tensioni o correnti diverse. I blade server e gli array RAID sono esempi di modularità nelle apparecchiature IT: si tratta di onerose sul piano economico. In alcuni casi la modularizzazione di un sistema può far aumentare il numero di componenti interni (ad esempio, la modularizzazione di un'elevata capacità dell'ups, combinare più unità per raggiungere una determinata effettuata suddividendo tale capacità in moduli di piccole capacità di archiviazione o di server. I moduli non devono essere necessariamente identici: I mattoncini del Lego sono modulari, simili da alcuni punti di vista e dissimili per altri aspetti; essi differiscono per il colore, la grandezza e la forma, ma le connessioni dimensioni, fa aumentare il numero di determinati componenti e connettori elettrici). Affinché l'analisi di affidabilità dei sistemi modulari possa essere considerata valida, essa deve tenere conto delle caratteristiche di progetto, delle funzioni e delle dipendenze e non basarsi unicamente sulla moltiplicazione dei componenti. Inoltre l'analisi di affidabilità basata unicamente sul numero di componenti è incompleta, e anche potenzialmente e le dimensioni sono standardizzate, per cui possono fuorviante, perché omette di considerare i nuovi e essere assemblati e formare un sistema integra- prevalenti vantaggi in termini di affidabilità offerti dalla struttura modulare; in particolare: to. I sistemi modulari contengono sia elementi di La possibilità di rimuovere i moduli estraibili a caldo per l'assistenza in fabbrica, somiglianza che elementi di diversità (in altri termini, vi sono diversi livelli di standardizzazione) nei loro che comporta il continuo miglioramento della qualità, perché i difetti subito dopo moduli, a seconda dello scopo che ci si propone di raggiungere suddividendone le funzionalità. essere stati evidenziati vengono diagnosticati in fabbrica e sulla base di tale diagnosi i moduli vengono riprogettati in modo da eliminare tali punti vulnerabili (nell'analisi dei sistemi, questo processo viene Le batterie delle torce elettriche, i blade server e gli array RAID sono altrettanti esempi semplici di detto crescita dell'affidabilità ). I moduli vengono fabbricati in quantità modularità, con poche differenze o nessuna tra le molto maggiori rispetto a quanto avviene in un sistema non modulare di maggiori varie unità che costituiscono un sistema completo. In un sistema più complesso in cui occorre integrare più funzioni, qual è appunto la NCPI, il costruttore deve modularizzare con cura, in modo tale da soddisfare due opposte esigenze: livello di standardizzazione dimensioni, il che comporta un ulteriore miglioramento della qualità (si tratta di una caratteristica intrinseca della produzione di massa). I moduli di dimensioni generalmente minori (rispetto a quelle della progettazione non modulare) richiedono tendenzialmen- e flessibilità per gli utenti. La NCPI te una quantità minore di lavoro manuale durante la loro fabbricazione. consente di progettare efficacemente in modo modulare da vari punti di vista. Seguono alcuni La progettazione modulare si traduce nel vantaggio della notevole affidabilità - esempi. derivante dalla maggiore tolleranza ai guasti: grazie ai moduli ridondanti funzionanti in parallelo, il guasto di un singolo modulo non influisce sulle prestazioni globali del sistema. 9

10 Moduli intercambiabili per alimentazione UPS e a batteria. Soddisfano i requisiti della scalabilità dell'alimentazione, della ridondanza e del tempo di autonomia e possono essere estratti a caldo per essere riparati senza che sia necessario arrestare il sistema. Distribuzione modulare standardizzata dei cablaggi. Permette di scomporre il cablaggio della sala in vari moduli, a livello di fila o di rack. Elimina i grovigli di cavi, che provocano confusione e facilitano gli errori, e semplifica / rende più rapide le operazioni di sconnessione-ridisposizione-riconnessione. La distribuzione modulare dell'alimentazione può interessare unità della grandezza di un rack per un'intera fila, ma anche morsettiere per un singolo rack. Distribuzione dell'aria a livello rack. Scompone il flusso dell'aria nel locale controllandolo a livello locale in corrispondenza dei rack, per il raffreddamento di precisione dei punti di accumulo del calore ( hot spot ). Cluster ad alta densità. Integrazione di rack, distribuzione dell'alimentazione e raffreddamento in una sala indipendente e chiusa, per isolare e raffreddare apparecchiature IT che generano molto calore. (In questo caso, un modulo costituisce l'intero cluster integrato.) I componenti modulari con struttura e connessioni standardizzate rendono tutto più facile, veloce ed economico, dalla fabbricazione e dallo stoccaggio presso il fornitore, fino alla progettazione al tavolo di disegno e all'installazione e al funzionamento presso la sede del cliente. La progettazione modulare è all'origine di una componente di importanza critica del valore commerciale della NCPI (l'agilità, la capacità di rispondere a opportunità commerciali mutevoli o impreviste) e fornisce un contributo importante alle altre due (la disponibilità e il TCO). I sistemi modulari sono scalabili. La NCPI modulare può essere implementata a un livello tale da soddisfare le attuali esigenze della IT, senza precludere la possibilità di aggiunte successive. Questa capacità di dimensionare in modo corretto può consentire di ridurre in modo significativo il TCO. I sistemi modulari sono intercambiabili. La progettazione modulare garantisce una notevole flessibilità nella riconfigurazione della NCPI, in modo da rispondere ai requisiti mutevoli dell'it. I sistemi modulari sono trasportabili. I componenti autonomi, le interfacce standard e una struttura comprensibile fanno risparmiare tempo e denaro quando i sistemi modulari vengono installati, aggiornati, riconfigurati o trasportati altrove. I componenti modulari sono estraibili. I moduli guasti possono essere facilmente estratti per aggiornamenti o riparazioni, spesso senza nemmeno fermare il sistema (estraibilità a caldo ). 10

11 La natura trasportabile ed estraibile dei componenti modulari consente di effettuare il lavoro in fabbrica, sia prima della consegna (come nel caso del pre-cablaggio delle unità di distribuzione dell'alimentazione) che dopo (come nel caso della riparazione dei moduli di alimentazione). Statisticamente si è constatato che le operazioni effettuate in fabbrica presentano un numero di gran lunga minore di difetti rispetto alle operazioni effettuate sul sito; ad esempio, i moduli di alimentazione UPS riparati in fabbrica hanno, rispetto ai moduli riparati sul campo, una probabilità volte minore di provocare interruzioni dell'alimentazione, introdurre nuovi difetti o impedire il ripristino delle condizioni di funzionamento normali. La possibilità di effettuare riparazioni in fabbrica comporta un vantaggio significativo in termini di affidabilità. 2 Per operazioni IT più ampie che occupano svariati impianti, con l architettura modulare è più facile mantenere quanto più possibile la stessa architettura tra le installazioni (vedere paragrafo precedente, Un altro passo avanti: data center standardizzati.) È possibile modificare, aggiungere o eliminare determinati elementi di un progetto NCPI principale per tenere conto delle differenze (dimensioni e funzionalità) tra un data center e l'altro senza che ciò influisca su altre parti del progetto, facendo in modo che l'infrastruttura dei vari data center abbia il più possibile in comune. Apprendimento umano: il potere della conoscenza La modularità esalta l'efficacia dell'apparecchiatura. La comprensibilità esalta l'efficacia delle persone. La standardizzazione è per sua natura un processo di semplificazione; un sistema standardizzato facilita l'apprendimento a ogni livello. L'aumento delle conoscenze e della comprensione permette alle persone di lavorare in modo più efficiente e facendo meno errori, e consente loro di imparare gli uni dagli altri e partecipare alla risoluzione dei problemi. In un ambiente standardizzato, le cose non sono solo più comprensibili ma anche più prevedibili e ripetibili, per cui è meno probabile che si verifichino dei problemi ed è più facile accorgersene quando ciò accade. Quando i problemi sono più facilmente comprensibili e più prevedibili, sono anche più facili da spiegare, documentare, gestire, diagnosticare e risolvere. Poiché questi effetti sono cumulabili, essi consentono al personale di: Evitare errori. L'effetto più significativo della standardizzazione per l'apprendimento umano è quello della riduzione degli errori umani nel data center. Degli studi hanno dimostrato che l'errore umano è la causa del % delle interruzioni delle attività nei data center 3 la possibilità di ridurre tali errori rappresenta da sola il modo più importante per aumentare la disponibilità. La riduzione del numero di errori umani è un vantaggio tipico della standardizzazione: è possibile fare meno errori in un processo di assemblaggio standardizzato, ma anche nella diagnosi dei problemi di funzionamento in un sistema standardizzato. Con i sistemi standardizzati, la documentazione e l'addestramento diventano più facili ed efficaci, per cui si ha un personale più competente, che più difficilmente commetterà errori. La standardizzazione di controlli, interfacce e connessioni fornisce un'ulteriore protezione, rendendo più facile capire se il sistema funziona in modo corretto. Se la documentazione stessa è standardizzata, la prevenzione degli errori è ulteriormente esaltata dal fatto che le informazioni sono facilmente accessibili nei posti in cui ci si aspetta di trovarle e con i formati previsti. 2 Informazioni basate su studi sull'affidabilità condotti da MTechnology, Inc. 3 Informazioni basate su studi condotti dall'uptime Institute, 7 x 24 Exchange, e su dati analitici riservati di importanti società finanziarie che utilizzano data center su larga scala. 11

12 Prevedere e anticipare i problemi. La comprensione di come funzionano le cose, abbinata a procedure standardizzate per attività quali il monitoraggio e la manutenzione preventiva delle apparecchiature, è un potente strumento di difesa contro ciò che altrimenti verrebbe considerato un evento imprevisto. Condividere le conoscenze. Fare in modo che struttura e funzionalità siano logiche significa favorire l'apprendimento continuo, incoraggiando la condivisione delle informazioni. Quando le persone capiscono, è più probabile che conversino tra loro, collaborino all'analisi e alla soluzione dei problemi, e imparino le une dalle altre. Questa positiva atmosfera culturale permea tutte le attività pratiche e cognitive che ruotano attorno alla NCPI. Aumentare la produttività. Con l'interazione e la proliferazione di questi effetti dell'apprendimento si ha un aumento complessivo della produttività. La maggiore preparazione del personale significa che il tempo dedicato a questioni relative alla NCPI viene usato in modo più efficiente. Quando le apparecchiature e le procedure sono più facilmente comprensibili, occorre dedicare meno tempo ad addestrare ed essere addestrati. Con una riduzione degli errori umani, si dedica meno al ripristino dei sistemi affetti da problemi causati dagli esseri umani e gli operatori dello help desk sono meno assillati dalle telefonate dei clienti alle prese con tali problemi. Tutte queste economie di tempo liberano risorse umane che ora possono essere destinate al più utile obiettivo del funzionamento del data center. Ora gli operatori possono occuparsi delle apparecchiature IT che sono alimentate, raffreddate e protette dalla NCPI, anziché della gestione dello strato NCPI sottostante. 12

13 Produzione di massa e componenti intercambiabili: un'analisi retrospettiva La standardizzazione dei componenti consente di realizzare notevoli economie a livello di produzione, consegna e assistenza per i prodotti. Tra questi vantaggi, il più noto deriva dalla possibilità di attuare la produzione di massa. Sebbene questa idea abbia iniziato a circolare già nel secolo XII, quando nell'arsenale di Venezia si produceva quasi una nave al giorno utilizzando linee di assemblaggio e parti prodotte in massa, essa venne ripresa nell'era industriale da Henry Ford, che creò le prime famose linee di assemblaggio mobili e introdusse la divisione del lavoro. Se con le linee di assemblaggio e la produzione di massa introdotte da Ford si dimostrò la possibilità di aumentare in modo sorprendente la capacità produttiva, ridurre i costi, migliorare la qualità e ridurre i tempi di consegna di un prodotto complesso come l'automobile, già nel secolo precedente si era utilizzata la produzione di massa per un altro scopo importante: per i benefici fruibili nell'assemblaggio di un prodotto, ma anche e soprattutto nella produzione di componenti intercambiabili nel caso particolare, parti di armi da fuoco. Nel 1801, Eli Whitney stupì gli ufficiali di Washington dimostrando che era in grado di produrre dieci percussori scegliendo a caso tra dieci mucchi di componenti del percussore che aveva portato dalla sua fabbrica di moschetti. I componenti standardizzati e intercambiabili consentirono di riparare i fucili sul campo di battaglia e consentirono di fare ciò che prima era impossibile: l'assistenza sul campo.* La produzione artigianale nelle officine di componenti personalizzati necessari per la creazione e la riparazione di un singolo manufatto fu rapidamente soppiantata dalla produzione Vantaggi della produzione di massa Riduzione dei costi Migliore qualità Assistenza più facile Possibilità di fabbricare più prodotti Tempi di consegna inferiori La standardizzazione dei componenti dei processi è ciò che rende possibile la produzione di massa di massa nelle fabbriche e dalla sostituzione dei componenti in sito. Ci fu un miglioramento della qualità, un abbattimento dei costi e una riduzione dei tempi di consegna; inoltre l'assistenza fu resa più efficiente e veloce. *L'equivalente nella NCPI dell'assistenza sul campo con impiego di componenti intercambiabili è costituito dai moduli estraibili a caldo. Un tipo di errore umano che viene ridotto ancora prima che l'utente veda il prodotto è quello dei difetti di fabbricazione imputabili agli esseri umani. La progettazione modulare standardizzata facilita al massimo la possibilità di una produzione di massa, con esclusione dell'errore umano dal processo di fabbricazione grazie alle caratteristiche di ripetibilità dell'assemblaggio standardizzato e alla maggiore facilità di individuazione ed eliminazione dei difetti in un tale processo. In che modo la standardizzazione influisce sul valore commerciale della NCPI Come si è visto nel paragrafo precedente, la struttura modulare e l'aumento dell'apprendimento umano (due caratteristiche fondamentali e potenti della NCPI standardizzata) assicurano una vasta gamma di vantaggi diretti e di razionalizzazione. In questo paragrafo approfondiremo il discorso sulla standardizzazione, esaminandola da un altro punto di vista, quello finanziario, per dimostrare, punto per punto, il valore della standardizzazione per l'impresa. La modularità e l'aumento dell'apprendimento umano creano vantaggi in tre aree critiche delle prestazioni che, complessivamente, costituiscono il valore commerciale della NCPI. 13

14 L' equazione del valore commerciale della NCPI Che cos'è che conferisce alla Network-Critical Physical Infrastructure un elevato valore commerciale? Poiché la sua funzione primaria è quella di far funzionare le attività IT, la disponibilità è la prima componente del valore commerciale della NCPI. La capacità di rispondere rapidamente alle mutevoli esigenze dell'it è anch'essa critica per il successo e ciò fa dell'agilità un'altra componente importante. Il costo totale dell'acquisto e del funzionamento della NCPI durante la sua vita utile, il TCO, è la terza componente, in ordine di importanza, del valore commerciale (Fig. 3). (Per maggiori informazioni sul valore commerciale della NCPI si rimanda al White Paper APC n. 117, La Network-Critical Physical Infrastructure: ottimizzazione del valore commerciale. Fig. 3 L'equazione del valore commerciale della NCPI Valorew Disponibilità TCO Agilità Aspetti che aumentano la disponibilità o l agilità e aspetti che diminuiscono il TCO sono fattori chiave per il valore commerciale della NCPI. In una rimarchevole concatenazione di cause ed effetti, la standardizzazione crea vantaggi che influiscono contemporaneamente su tutti e tre questi vettori delle prestazioni. 14

15 In che modo la standardizzazione fa aumentare la DISPONIBILITÀ I principali fattori che influiscono sulla disponibilità (Fig. 4) sono: l'affidabilità delle apparecchiature. Una maggiore affidabilità delle apparecchiature si traduce in un rischio Valore Disponibilità TCO Agilità minore di interruzione delle attività. il tempo medio di ripristino (MTTR). Un ripristino più rapido dopo il guasto significa una riduzione del tempo di interruzione delle attività. l'errore umano. La riduzione degli errori umani si traduce in interruzioni meno frequenti delle attività. Fig. 4 La standardizzazione influisce positivamente su tutti i principali determinanti della DISPONIBILITÀ DISPONIBILITÀ Maggiore AFFI- DABILITÀ Riduzione dell' MTTR Riduzione degli ERRORI UMANI STANDARDIZZAZIONE MODULARE 15

16 Affidabilità delle apparecchiature. I componenti modulari standardizzati possono essere prodotti in massa in volumi maggiori rispetto ai sistemi non modularizzati, con conseguente riduzione del numero di difetti di produzione. I componenti modulari possono essere resi al costruttore per essere controllati in fabbrica, con conseguente miglioramento della qualità delle riparazioni. (Per maggiori informazioni su questi due vantaggi, si rimanda al paragrafo precedente, Caratteristiche fondamentali della NCPI standardizzata.) Inoltre i sistemi modulari con schemi di collegamento standardizzati possono essere configurati in fabbrica allo Una nuova... vecchia idea stesso modo in cui saranno configurati nel sito, consentendo Negli anni recenti l'idea plurisecolare della standardiz- di effettuare test preliminari per individuare zazione è diventata il punto focale delle strategie eventuali difetti. I componenti modulari standardizzati commerciali innovative finalizzate alla maggiore facilitano la ridondanza interna (nessuna interruzione delle attività quando i componenti si guastano) e la sostituzione a caldo (nessuna interruzione delle attività quando si estrae un componente guasto). I sistemi di monitoraggio delle apparecchiature standardizzate consentono di utilizzare strumenti di gestione intuitivi che favoriscono la manutenzione predittiva (che permette di individuare i problemi prima che si trasformino da un semplice inconveniente in una fonte di notevoli spese) e di ridurre il ricorso alla manutenzione preventiva programmata, che espone ulteriormente al rischio di un errore umano. efficienza della progettazione, costruzione e consegna di prodotti e servizi. Southwest Airlines è diventata, nel senso letterale del termine, un esempio da manuale di standardizzazione applicata all'intera azienda. Standardizzando i prodotti (sedili aperti, prezzo unico), la gestione (unica piattaforma IT per tutte le attività) e le sue apparecchiature (un unico tipo di aeroplano), è diventata una delle compagnie aeree con i voli più in orario, i costi più bassi, la migliore qualità per non parlare poi della cortesia del personale. La Casa automobilistica Toyota, anch'essa spesso oggetto di analisi, si colloca costantemente ai primi posti della classifica della qualità delle automobili, grazie alla sua dedizione alla causa del cosiddetto lean manufacturing, che permette di ridurre i difetti e i costi semplificando e standardizzando ogni fase della produzione. Tempo medio di ripristino (Reduce Mean Time to Le tecniche possono variare da un settore all'altro, ma Recover; MTTR). Il componente modulare guasto può essere facilmente estratto e sostituito, per cui non occorre attendere che il componente venga riparato. La standardizzazione rende le cose più comprensibili e i principi di base sono i medesimi: la standardizzazione, applicata sistematicamente, contribuisce all'aumento dell'efficienza in vari modi che, a loro volta, contribuiscono al valore commerciale. più facilmente gestibili, rendendo più veloce la diagnosi dei problemi e facendo aumentare le probabilità che la diagnosi e l'intervento correttivo possano essere effettuate dall'utente stesso. Errore umano. Tra tutti i modi per aumentare la disponibilità, quello di ridurre gli errori umani è di gran lunga il più efficace. Con apparecchiature e procedure standardizzate, le funzionalità sono più trasparenti, le routine sono semplificate e possono essere imparate più facilmente, e tutto funziona in modo prevedibile. Tutto ciò concorre a ridurre la probabilità di qualsiasi tipo di errore, dalla digitazione di un comando errato all'estrazione della spina sbagliata. 16

17 In che modo la standardizzazione fa aumentare l'agilità L'agilità è la capacità di rispondere rapidamente ed efficacemente alle opportunità commerciali, alle necessità o ai cambiamenti (cosiddetta capacità di risposta on demand Valore nel gergo del marketing delle apparecchiature IT). Una NCPI agile punta a tre obiettivi critici: Disponibilità TCO Agilità Velocità di implementazione. La velocità di progettazione e installazione di un nuovo impianto, di trasferimento in una nuova sede o di implementazione di una nuova configurazione. Capacità di ridimensionare. La capacità di implementare un sistema che soddisfi gli attuali requisiti dell'it e di aumentare in un secondo tempo la capacità aggiungendo componenti quando le esigenze dell'it aumentano. Riconfigurabilità. La capacità di riconfigurare e di riutilizzare le apparecchiature esistenti senza sconvolgimenti o sprechi. 17

18 La standardizzazione nella forma di unità base modulari standardizzate (modularità) influisce notevolmente sull'agilità, con benefici significativi per tutti e tre i principali fattori (Fig. 5). Fig. 5 La standardizzazione influisce positivamente su tutti i principali determinanti dell'agilità AGILITÀ VELOCITÀ di implementazione Capacità di RIDIMEN- SIONARE Capacità di RINCONFI- GURABILITÀ STANDARDIZZAZIONE MODULARE Velocità di implementazione. Con i componenti modulari, la pianificazione e la progettazione sono più veloci perché la struttura del sistema può essere configurata in un modo logico conformabile agli obiettivi della progettazione, sia nella distribuzione fisica delle unità sia per il fatto di utilizzare solo il numero e il tipo di unità occorrenti per soddisfare gli attuali requisiti dell'it. Non accade più che l'implementazione venga rimandata sine die mentre il management cerca di giustificare le spese di un progetto di data center sovradimensionato perché si tenta di prevedere il futuro con oltre dieci anni di anticipo. Il tempo di pianificazione non subisce l'influenza sfavorevole di speciali requisiti NCPI, perché la flessibilità della progettazione è incorporata nell'architettura modulare. Le consegne sono più veloci perché le unità standardizzate prodotte in massa sono disponibili a magazzino in pronta consegna. La configurazione e l'allacciamento in loco sono più veloci non solo perché le connessioni sono standardizzate e semplificate, ma anche perché ci sono meno apparecchiature da installare quando si utilizza solo il numero di unità base necessario. La messa in servizio è più rapida perché i moduli standardizzati possono essere collegati in fabbrica allo stesso modo in cui saranno collegati nel sito, il che consente al costruttore di effettuare dei test preliminari. A differenza di quanto accade con la tradizionale infrastruttura monolitica con la progettazione personalizzata statica e la progettazione una tantum, questi fattori di efficienza si combinano in modo da ridurre il tempo intercorrente tra la concezione e la messa in servizio da mesi a settimane, e il tempo di riconfigurazione da settimane a giorni. 18

19 Inoltre il tempo impiegato in tutte le fasi dell'implementazione viene ulteriormente ridotto da un'altra caratteristica: la possibilità di dimensionare il progetto in modo da soddisfare solo gli attuali requisiti IT, implementando in tal modo un'infrastruttura più piccola e con meno apparecchiature rispetto ai tipici sistemi tradizionali. Capacità di ridimensionare. Con un'architettura modulare composta da unità base, le funzionalità sono disponibili in porzioni minuscole che possono essere configurate in modo ottimale per spazi IT di qualsiasi grandezza, dagli armadi di cablaggio ai grandi data center. Ancora più importante è la capacità di progettare le infrastrutture in modo da supportare solo i requisiti IT necessari all'avviamento. Successivamente, quando aumentano i requisiti IT, è possibile aggiungere altre unità base senza dover riprogettare l'intero sistema e senza che occorra fermare apparecchiature critiche. Questa strategia di dimensionamento corretto può tradursi in risparmi significativi sui costi nell'arco della vita utile del data center. (A tale proposito si rimanda al White Paper APC n. 37, Ottimizzare gli investimenti per la realizzazione di infrastrutture per sale CED e apparati di rete.) Riconfigurabilità. Dal momento che tipicamente i cicli di ammodernamento dell'it sono di due anni, la capacità di riconfigurare, aggiornare o trasferire è una componente significativa dell'agilità della NCPI. Gli elementi modulari possono essere disinseriti, ridisposti e ricollegati. Oltre alla riconfigurazione stimolata dalle esigenze aziendali, c'è anche l'aumento continuo della densità di potenza delle apparecchiature IT, derivante dalla tendenza alla riduzione delle dimensioni fisiche (si pensi ai blade server), che impone periodicamente di riconfigurare i rack, l'alimentazione e il raffreddamento. I componenti Una soluzione di compromesso? Domanda: Indubbiamente l'architettura modulare apporta benefici dal punto di vista dell'agilità; ma non compromette la disponibilità o il TCO? Valore Disponibilità TCO Agilità Risposta: No, la disponibilità e il TCO non sono compromessi; semmai è vero il contrario. L' aspetto più interessante della standardizzazione modulare è che essa influisce positivamente su tutte e tre le componenti del valore commerciale della NCPI. Valore Disponibilità TCO Agilità La disponibilità aumenta: i moduli estraibili a caldo consentono di ridurre l'mttr, mentre la struttura comprensibile fa aumentare la gestibilità e riduce il rischio di errori umani. I moduli estraibili a caldo possono essere rimossi senza provocare interruzioni delle attività. È possibile configurare i moduli in parallelo per sfruttare i vantaggi strategici della maggiore affidabilità derivanti dalla tolleranza ai guasti. È possibile restituire i moduli al costruttore affinché provveda all'assistenza in fabbrica; tale servizio (1) è di gran lunga più affidabile dell'assistenza praticata in sito e (2) inoltre consente ai tecnici della fabbrica di individuare i difetti e riprogettare i dispositivi in modo da eliminare tali vulnerabilità ( crescita dell'affidabilità ). Con la produzione di massa è possibile fabbricare i moduli in quantità maggiori e riducendo la difettosità. Il TCO diminuisce I costi effettivi delle apparecchiature modulari standardizzate sono paragonabili a quelli delle apparecchiature tradizionali, mentre altri costi sono significativamente inferiori: I costi di capitale non correlati alle apparecchiature (pianificazione, progettazione, installazione) diminuiscono con la struttura modulare, i costi totali delle apparecchiature vengono ridotti perché si evita il sovradimensionamento iniziale, e infine vengono abbattuti i costi di gestione nell'arco della vita del data center grazie al corretto dimensionamento in base alle reali esigenze IT. 19

20 modulari estraibili a caldo ( hot-swappable ) consentono inoltre di riconfigurare in funzione di diversi livelli di ridondanza, diverse tensioni o diversi tipi di spina. Oltre al fatto che la struttura modulare semplifica la disconnessione fisica, il trasporto e la riconnessione, l'attenta progettazione da parte del costruttore della modularità delle apparecchiature consente di ridurre al minimo l'esigenza di una riprogettazione e fa aumentare al massimo le possibilità di riutilizzo delle apparecchiature in una nuova configurazione. In che modo la standardizzazione riduce il TCO? La terza componente del valore commerciale della NCPI è costituita dal TCO calcolato nell'arco dell'intera vita utile del data center. Le componenti principali del TCO (Fig. 6) sono le seguenti. Valore Disponibilità TCO Agilità Il costo di capitale. Il costo di tutte le fasi comprese tra la pianificazione e progettazione e il momento in cui il sistema viene acceso e inizia a funzionare. (Per quanto possa sembrare strano, tradizionalmente il costo di capitale è stato spesso l'unico costo considerato nel corso dell'analisi del valore commerciale della NCPI.) Il costo di gestione non correlato all'energia. Costi di gestione con esclusione dei costi dell'energia: personale operativo, addestramento, manutenzione e riparazioni. Il costo dell'energia. Costo dell'energia elettrica erogata dall'azienda elettrica. Fig. 6 La standardizzazione influisce positivamente su tutti i principali determinanti del TCO STANDARDIZZAZIONE MODULARE Riduzione costi di CAPITALE Riduzione costi di GESTIONE non correlati all'energia Riduzione costi dell' ENERGIA TCO 20

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