Come creare ordine dal caos in Datacenter e sale server

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1 Come creare ordine dal caos in Datacenter e sale server Di Dennis Bouley White Paper n.

2 Sintesi Gli operatori di datacenter possono finalmente sbarazzarsi di rack caotici, soluzioni di distribuzione dell'aria non conformi agli standard installate sottopavimento e di cavi aggrovigliati, riducendo al minimo preoccupazioni e spese. La confusione che regna nel datacenter potrebbe essere il risultato di anni di cattiva gestione o un'eredità del passato: in ogni caso, esiste la possibilità di implementare soluzioni rapide o modifiche a lungo termine. Il presente documento illustra diversi approcci innovativi per affrontare i sintomi del caos ed eliminare le cause primarie del disordine. 2

3 Introduzione In molti datacenter i sintomi del caos sono evidenti. Durante una rapida visita in una sala CED strutturata in modo non pianificato si possono notare numerosi sintomi indesiderabili quali piastrelle mancanti, cavi ammassati in modo disorganizzato e soluzioni di raffreddamento mirato rudimentali. Fortunatamente, è possibile implementare soluzioni e istituire processi che impongono un cambiamento rivoluzionario, stimolando la migrazione a una sala CED ordinata. Figure 1 Establishment of order through modular deployment of zones Chaos Order Benefit: Organized zone separate from existing chaos Assunzione del controllo: strumenti e metodi per ripristinare l'ordine Un manager IT che si trova ad affrontare i sintomi del caos può risolvere i problemi assumendo il controllo di due aree: implementazione dell'infrastruttura fisica e comportamenti di gestione delle modifiche. Le innovazioni hardware, che semplificano l'implementazione di zone di rack autonome, e gli sviluppi software, che consentono una gestione razionale delle modifiche dell'infrastruttura fisica, sono due elementi fondamentali per ottenere un rinnovamento del datacenter senza interruzioni e a costi contenuti. Implementazioni di un'infrastruttura fisica razionale 3

4 Poiché le sale CED si stanno trasformando evolvendosi in soluzioni basate su rack modulari scalabili, è possibile applicare una "cura" al problema del caos. Mediante l'implementazione di un sistema basato su rack che include alimentazione dell'ups, distribuzione elettrica, monitoraggio, installazione dei cavi e soluzioni relative ai flussi d'aria, è possibile adottare facilmente un approccio integrato a costi ragionevoli. I rack si sono evoluti per accogliere apparecchiature IT di densità superiore. Innanzitutto, la selezione di un formato di rack standard è fondamentale. Per informazioni sui criteri di selezione dei rack, consultare il White Paper APC n. 72, "Five Basic Steps for Efficient Space Organization within High Density Enclosures". È possibile installare una nuova fila di rack come una "zona" monoblocco che risiede sul pavimento della sala CED ma che opera indipendentemente dall'infrastruttura esistente (vedere Figura 1). Queste zone organizzate possono moltiplicarsi durante la graduale sostituzione dell'infrastruttura caotica esistente, un rack dopo l'altro o una fila dopo l'altra. Sfruttando l'opportunità di installare sistemi di rack integrati, è possibile trasformare la crescita caotica in una crescita controllata mentre le nuove apparecchiature sostituiscono gradualmente quelle precedenti. Alterazione dei comportamenti di gestione delle modifiche Il controllo delle modifiche è un modo sistematico a disposizione del manager IT per controllare il proprio destino. Il controllo delle modifiche tradizionale è caratterizzato da una richiesta formale per avviare una modifica nell'ambiente IT, seguita da una revisione formale della modifica consigliata, seguita a sua volta da un'analisi del risultato previsto e dalla formulazione di un piano di ripristino della versione precedente (backout) se la modifica non funziona come pianificato. In questa metodologia viene spesso trascurato, tuttavia, il potere del processo di controllo delle modifiche per condurre l'evoluzione dell'infrastruttura fisica e IT. Dopotutto, un errore nell'infrastruttura IT influisce su un'applicazione o su un sistema, mentre un errore nell'infrastruttura fisica (alimentazione, raffreddamento) può influire potenzialmente su tutte le applicazioni e i sistemi. Figure 2 Screen from APC Capacity and Change Manager tools 4

5 Mediante l'adozione di un processo di controllo delle modifiche automatico (vedere Figura 2), un manager IT può influire positivamente sull'evoluzione della sala CED da una prospettiva dei sistemi. Mediante l'inclusione del lato struttura o infrastruttura fisica dell'ambiente della sala CED, il manager IT può inoltre condurre l'evoluzione della sala CED allontanandola dal modello che crea confusione in ambito organizzativo. Per evitare la confusione è inoltre importante disporre di un'efficace gestione dei fornitori. La tendenza ad affidare in outsourcing strutture e sistemi a terze parti ha causato confusione sul problema della responsabilità relativa alla qualità delle prestazioni. Un manager IT che tenta di superare una situazione caotica deve insistere sulla rigida adesione alle pratiche di sala CED standard, che includono un processo di controllo delle modifiche, come parte di qualsiasi contratto per i servizi forniti al di fuori della catena di comando diretta. L'evoluzione dal caos all'ordine può verificarsi solo se tutto il personale della sala CED opera in base agli stessi standard di prestazioni. Figure 3 Wire management in back of the rack Multiple colored cables with no labeling Chaos Order Consistent cable color Difficult to locate cable destinations Ties help organize cables Random wiring configuration Benefit: Reduction in human error Right side cable orientation 5

6 La causa del caos La causa principale del caos è una crescita non pianificata e incontrollata. Mentre l'azienda introduce nuovi processi per garantire un impulso alla crescita, il reparto IT risponde creando e supportando nuove applicazioni. Le apparecchiature IT vengono immesse nella sala CED per supportare le applicazioni e i nuovi sistemi vengono implementati in un ambiente caratterizzato da scadenze impellenti. Per ottenere e mettere in funzione nuovi server e applicazioni a volte sono sufficienti pochi giorni. Tuttavia, l'installazione dell'infrastruttura fisica correlata (pavimento rialzato, cablaggio, rack, sistema di raffreddamento, UPS, PDU) può richiedere mesi. A causa dei tempi ridotti, spesso le apparecchiature vengono installate senza tenere conto delle implicazioni a lungo termine relative all'integrità e all'affidabilità della sala CED. Il turnover del personale IT e dei fornitori contribuisce a rendere l'ambiente ancor più caotico, poiché provoca una drastica riduzione dell'eventuale apprendimento istituzionale che potrebbe svilupparsi nel tempo e impedisce quindi la promozione di ordine e organizzazione. Infine, una tipica risposta consiste nel continuare ad aggiungere server, con relativi cavi di comunicazione e alimentazione, anziché istituire un processo ordinato di sostituzione o di riutilizzo. Figure 4 Overhead cabling provides a way out of the plenum mess 6

7 Chaos Order Se il motivo principale della confusione nella sala CED è un problema di cablaggio preesistente che si trova al di sotto del pavimento rialzato, la soluzione immediata consiste nell'installazione di sistemi aerei di cablaggio e di distribuzione dell'alimentazione per supportare le apparecchiature IT, vedere Figura 4. Poiché le nuove apparecchiature vengono alimentate e cablate dall'alto, è possibile lasciare inutilizzati i sistemi di cablaggio e di alimentazione al di sotto del pavimento finché non sarà possibile rimuoverli in sicurezza con il minimo rischio. Gli effetti del caos Distribuzione dell'aria scadente 7

8 Una scadente distribuzione dell'aria può provocare il surriscaldamento dei server e delle apparecchiature IT correlate. In genere, le apparecchiature di server IT richiedono un flusso d'aria di metri cubi al minuto. Questa percentuale di flusso d'aria rimuove una quantità di calore sufficiente ad aumentare la temperatura dell'aria di scarico di F (8,3-11 C). Se il trasferimento del calore non si verifica, il dispositivo potrebbe arrestarsi, guastarsi prima del tempo o danneggiare i dati in fase di elaborazione. Figure 5 Installation of blanking panels Chaos Order Gaps wreak havoc on air flow New equipment addition would require unplugging of some existing wires Tool-less installation and removal of blanking panels Barrier to unwanted hot air Benefit: Higher efficiency, lower electrical bills Gestione delle capacità del sistema di alimentazione scadente I circuiti di distribuzione elettrica dispongono di capacità definite che limitano la quantità di carico che è possibile collocare su di essi prima dell'apertura del dispositivo di protezione del circuito (fusibile o interruttore di circuito). Un'assegnazione del circuito incontrollata può provocare l'interruzione delle attività quando i limiti del circuito vengono superati. L'interruzione delle attività può verificarsi anche quando le fonti di alimentazione condizionate, ad esempio i sistemi UPS, non vengono gestite e sottoposte a manutenzione correttamente. Il sistema di gestione delle capacità automatizzato (vedere Figura 2) è in grado di distribuire e registrare il consumo energetico delle apparecchiature monofase o trifase, assicurando che tutte e tre le fasi sul sistema di alimentazione trasportino un carico bilanciato. Il sistema esegue inoltre la mappatura del percorso di alimentazione e illustra le relazioni e le dipendenze del sistema fisico. Comunicazioni disturbate 8

9 Una pianificazione scadente può limitare le telecomunicazioni quando il sistema di cablaggio, i quadri a spine e le interconnessioni dei dispositivi raggiungono i limiti di capacità. Poiché le tecnologie di cablaggio evolvono nel tempo, le strade o i percorsi seguiti dai cavi per collegare un sistema all'altro vengono saturati dal cablaggio preesistente non più utilizzato. Questo può avere gravi ripercussioni se i cavi per la telecomunicazione in fibra ottica si mischiano ai cavi in rame in modo casuale. La fibra ottica è un materiale molto delicato e la grande quantità di dati che trasmette aumenta l'impatto in caso di problemi relativi al cablaggio. L'impossibilità di risolvere problemi relativi al cablaggio senza ripercussioni sul funzionamento della sala CED è il motivo principale della diffusione del caos. I manager IT sono restii a rimuovere i cavi inattivi o inutilizzati se l'impatto potenziale è un periodo di inattività o un'interruzione delle comunicazioni. Figure 6 Migration to contained close-coupled cooling Recirculation of warm air Chaos Order Cold air distribution Uneven air distribution Scalable cooling (variable speed fans) Tripping hazard Intelligent temperature monitoring Benefit: Accommodation of high density racks Correzioni rapide per eliminare il caos Per iniziare il processo di ripristino dell'ordine nella sala CED è possibile intraprendere diverse azioni: Organizzare cavi di alimentazione e di trasferimento dati in un modo standard (per dettagli, consultare il White Paper APC n. 72, "Five Basic Steps for Efficient Space Organization within High Density Enclosures") (Figura 4) Apporre etichette ai cavi di alimentazione identificando l'origine del cavo specifica su un'estremità e il carico destinato sull'altra estremità Assegnare cavi di alimentazione specifici a carichi specifici e documentare le assegnazioni dei cavi 9

10 Rimuovere prese di alimentazione di livello scadente e implementare PDU verticali nella parte posteriore dei rack per distribuire l'alimentazione che è possibile monitorare Sostituire le piastrelle del soffitto danneggiate o mancanti al fine di migliorare l'efficienza del flusso d'aria Controllare le posizioni delle piastrelle sollevate perforate. Rimuovere le piastrelle danneggiate e sostituirle nei corridoi freddi. Sigillare eventuali aperture dei cavi nelle piastrelle che supportano i cavi provenienti dal pavimento sollevato (Figura 7) Eliminare ventole e unità di condizionamento dell'aria supplementari e installare un sistema di condizionamento dell'aria basato su fila per fornire ventilazione nei punti di concentrazione del calore (Figura 6) Rimuovere tutti i materiali da imballaggio, le parti di ricambio e le apparecchiature inutilizzate presenti dal pavimento della sala CED Installare pannelli ciechi in modo da eliminare gli spazi aperti nei rack che disturbano gli schemi di circolazione dell'aria. Tali spazi ostacolano la rimozione dell'aria calda (Figura 5) Figure 7 Sealing of open floor cutouts Removed tiles allow mixing of cold and hot air leading to decrease In cooling efficiency Chaos Order Brush strip prevents cold air escaping and increases air pressure under the raised floor Wires in under floor plenum obstruct proper airflow Benefit: Efficient cold air distribution L'evoluzione come soluzione a lungo termine La continua evoluzione delle sale CED offre l'opportunità di sfruttare le modifiche per creare ordine ed eliminare il caos. Un manager IT che si trova ad affrontare una situazione caotica preesistente, ereditata o creata, deve riconoscere che tale situazione si è sviluppata nel tempo. Tuttavia, gli stessi fattori che conducono alla creazione del caos offrono anche una via d'uscita. 10

11 I requisiti aziendali che inducono alla creazione di nuove soluzioni e generazioni di apparecchiature offrono l'opportunità di migrare a un ambiente più stabile e affidabile. Esercitando il controllo nel corso della selezione di apparecchiature e metodologie per l'infrastruttura dei Datacenter in grado di supportare l'ambiente mission-critical, un manager IT può risolvere la situazione caotica preesistente mediante il naturale processo di aggiornamento e sostituzione delle apparecchiature. Conclusione Un professionista IT che si trova ad affrontare la sfida della gestione di una sala CED caotica dispone ora di opzioni valide per risolvere il problema. Molte delle tecnologie attuali forniscono soluzioni integrate per sale CED basate su rack che risolvono problemi di alimentazione, aerazione, instradamento dei cavi e gestione, permettendo la migrazione da un Datacenter caotico a un Datacenter gestito in modo efficiente, con rischi di inattività ridotti al minimo. La soluzione chiave consiste nello sfruttamento dell'evoluzione naturale dei sistemi IT e delle piattaforme di comunicazione. Potrebbe essere necessaria una trasformazione radicale dell'ambiente tradizionale con pavimento sollevato ormai considerato obsoleto, cambiamento di facile attuazione con le tecnologie attualmente disponibili. Il manager IT deve standardizzare le metodologie comportamentali mediante l'istituzione di un sistema di controllo delle modifiche che comprenda sia l'infrastruttura IT, sia l'infrastruttura fisica. Solo attraverso l'utilizzo efficace di questi strumenti e metodi è possibile trasformare il caos in ordine. 11

12 Informazioni sull'autore Dennis Bouley è Strategic Research Analyst presso il Data Center Science Center di APC, situato a West Kingston, in Rhode Island. È laureato in giornalismo e lingua francese presso la University of Rhode Island e ha conseguito un "Certificat Annuel" alla Sorbona di Parigi. Nel corso degli ultimi 20 anni (10 con IBM e 10 con APC) ha intervistato numerosi professionisti che operano in Datacenter riguardo ai rispettivi ambienti dell'infrastruttura fisica e IT. 12