Seção: Tutoriais

 

 
Data Center I: Data Center

 

Data Center é um conjunto de componentes integrados (de alta tecnologia), que fornece serviços de infraestrutura de valor agregado, conforme cita Veras (2012). O Data Center é elemento central da infraestrutura de TI. Toda organização mantém ou terceiriza este serviço que envolve todos os ativos de TI, bem como profissionais e aplicações.

 

Sob gerenciamento centralizado, são hospedados recursos computacionais críticos em ambiente controlado, atendendo qualquer aplicação empresarial. Um projeto deste porte tem como meta atender à demanda do negócio de maneira efetiva, reduzindo o custo total de propriedade (TCO).

 

De acordo com Veras (2012), algumas características construtivas são extremamente importantes para o bom funcionamento de um Data Center, aspectos que envolvem disponibilidade de energia, refrigeração, controle de umidade, cabeamento, sistema de combate a incêndio, espaço para os Racks e piso elevado. Sobre energia e refrigeração é importante seguir as premissas do projeto. Os dimensionamentos para as cargas de operação devem levar em consideração o crescimento futuro dos equipamentos de TI.

 

As conexões do Data Center, de acordo com Veras (2016), se arranjam como nuvens, podendo ser nuvens públicas ou privadas. Erroneamente, existe a ideia que o Data Center só realiza serviço de servidor de internet. Nos EUA, organizações de grande e médio porte, normalmente possuem seu próprio Data Center, segundo o IDC (2008), em 2008, já existiam cerca de 2,5 milhões. Os Data Centers dividem-se em cinco blocos: instalações (facilities), refrigeração, energia, gerenciamento e a carga de TI, como mostra a figura 1.

 

Figura 1: Componentes Data Center

Fonte: VERAS, 2016

 

Para o devido funcionamento do conjunto, cada elemento demonstrado na figura 1 deve estar em harmonia com os demais.

 

Relevância para um Ambiente Corporativo

 

Como já comentado, o objetivo central de um Data Center é atender a demanda de negócio de maneira efetiva, reduzindo o TCO (Total Cost of Ownership). De acordo com o Instituto Gartner, o TCO, foi adaptado para aplicação no segmento no TI, com o intuito de entender os custos reais de infraestrutura de TI.

 

Este índice estudava a melhoria ou a perda de produtividade, de processos que utilizavam intensamente redes de computadores baseadas em servidores e desktops. A metodologia de estudo do TCO baseava-se em medir a solução tecnológica ao longo do seu ciclo de vida, e não apenas estudar o custo de aquisição para a realização do serviço. O TCO está diretamente ligado ao conceito de ROI (Return on Investiment), que é a relação do dinheiro ganho ou perdido de um determinado investimento, de acordo com Veras (2011), O TCO tem dois principais componentes:

  • Custos diretos: São relativos a softwares, hardwares, operação e administração (são os mais fáceis de mensurar);
  • Custos indiretos: são mais difíceis de mensurar, por isso muitas das vezes são desprezados. Por exemplo, se um hardware é de baixa qualidade, o custo direto influencia o custo indireto, pois o custo do downtime, tempo que os equipamentos de TI ficam fora do ar, tende a ser maior.

 

Outro aspecto importante é que o custo indireto não pode ser orçado. O TCO agrupa-se em quatro categorias (planejamento, aquisição, operação, alienação), logo nas primeiras pesquisas do Instituto Gartner, constatou-se que os custos de operação e manutenção eram maiores dos que os de aquisição hardware e software, mostrando a ineficiência dos modelos anteriores de medição de custos.

 

Para as organizações a redução do TCO é uma prioridade, mensurar os custos e benefícios. Uma das principais formas de redução do TCO é a simplificação da infraestrutura de TI, pois a excelência da prestação de serviços depende diretamente da infraestrutura e quanto mais simples ela for mais gerenciável ela se torna, segundo Veras (2011).

 

Segundo o Gartner (1987), como critérios a serem considerados para atingir a meta são: desempenho, disponibilidade, escalabilidade, segurança e gerenciabilidade, estes serviços devem trabalhar integrados, para o melhor atendimento das demandas.

 

Para as organizações, Veras (2016) cita os principais serviços de TI, a serem oferecidos são:

  • Serviços de rede e segurança: consiste na conexão entre os componentes internos ao mundo externo;
  • Serviços de processamento: responsável direto pelo bom desempenho do Data Center. Servidores; sistemas operacionais e processadores são os dispositivos de processamento;
  • Serviço de armazenamento: unidades chamadas de Storage, são realizados o armazenamento de dados;
  • Serviços de aplicação (Virtualização): este serviço permite que rodem diversas aplicações em sistemas operacionais diferentes, otimizando recursos de processamento e memória;
  • Serviço de alta disponibilidade (high availability – HA) e recuperação a desastres (disaster recovery – DR): são serviços que oferecem alta disponibilidade e recuperação a desastres, com extensão de SAN (Storage Area Network), seleção do site de contingência e interconectividade. Também são utilizados softwares e dispositivos de backup, restore e de replicação;
  • Serviços de automação e gerenciamento: inclui hardwares, automação de patches de sistemas operacionais, relativos ao sistema de gerenciamento. O gerenciamento será disponibilizado em escala 24x7 e será executada até remotamente.

 

Em suma, o serviço oferecido ao usuário do processo depende do nível de serviço de aplicações, que por sua vez depende do nível de serviço de infraestrutura (incluindo serviços do Data Center).

 

Categorias de Data Centers

 

A categorização de Data Centers, conforme Veras (2012), tem como finalidade indicar para os clientes, quais as características serão mais adequadas para atender suas necessidades. A categoria por porte, leva em consideração o tamanho e infraestrutura e a categoria por propriedade diz respeito a posse, sendo público ou privado.

 

  • Categoria pelo porte: não leva em consideração se ele é privado ou terceirizado. A subdivisão desta categoria são: Data Center empresarial, Data Center de médio porte, Data Center local, Sala de Servidores e Armários de Servidores.
  • Categoria pela propriedade:
  • Enterprise Data Center (EDC): e a modalidade mais comum de ser encontrada. Eles podem ser operados por corporações privadas, instituições ou agências governamentais. Os Data Centers Enterprises armazenam e processam dados de operações internas e dados voltados para internet;
  • Internet Data Center: tem como principal meio de comunicação a internet. Este é operado por um provedor de serviços de telecomunicações, por operadores de telefonia ou outros prestadores de serviços de telecomunicações. O IDC tem como requisitos básicos a resiliência e a escalabilidade, pois a demanda de armazenamento e processamento de dados dos clientes são variados. Os objetivos principais do IDC são processamento, armazenamento, serviços de conexões e hospedagem para os equipamentos das organizações.

 

Participando da estratégia de contingência das organizações, o IDC presta serviço de site Backup, enquanto o site principal roda em um EDC, de acordo com Veras (2012). O sigilo e a segurança da informação são aspectos imprescindíveis nesta modalidade de serviço, tendo em vista que diversas organizações compartilham a mesma infraestrutura. O IDC é operado por provedor de serviços de telecomunicações, como operadoras de telefonia, seu principal meio de comunicação é a internet. O IDC oferece serviço de conexão armazenamento, hospedagem e processamento para as organizações. Os serviços de um Data Center podem ser das seguintes formas:

  • Co-location: é a contratação por uma empresa do espaço físico do Rack e infraestrutura de energia e telecomunicações. Porém, todo suporte técnico é realizado pela própria empresa, como o gerenciamento, monitoramento, aplicações e servidores;
  • Hosting: a organização utiliza a infraestrutura do Data Center como serviços de storage e backup e profissionais para serviços de suporte, e contam com os serviços de aperfeiçoamento de hardware e software.

 

De acordo com Veras (2012), a empresa contratante deve analisar cuidadosamente a modalidade que melhor lhe atende.

 

Padronização de Data Center

 

Existem institutos internacionais que atestam os níveis de qualidade e confiabilidade dos Data Centers, com critérios rígidos e padronizados, os mais conhecidos são: The Uptime Institute´s Tier Performance Standards, TIA 942 e Syska Hennessy Group´s Criticality Levels. A partir dos critérios de avaliação, os Data Centers são categorizados em níveis de camadas (tiers) de níveis críticos, nas etapas de projeto e planejamento de um Data Center, é aonde ocorre os maiores erros, como explica Veras (2011).

 

A norma ANSI/EIA/TIA 942 ou (TIA 942) define níveis de criticidade do Data Center, que são baseadas nos custos do downtime e o TCO. Tal regulamento é aplicável para projetos de novos Data Centers (greenfield) ou empreendimentos já existentes (retrofit).

 

A TIA 942 versa sobre critérios, desde a construção até a avaliação do Data Center pronto e confirma um conjunto de outras normas:

  • ASHRAE: trata-se da refrigeração;
  • TIA/EIA 568: refere-se ao cabeamento de telecomunicações em edifícios comercias, para planejamento e instalação de cabeamento estruturado;
  • TIA/EIA 569: trata de encaminhamentos e espaços;
  • TIA/EIA 606: esquematiza a administração uniforme e independente das aplicações;
  • TIA/EIA 607: especificações de aterramento e links dos sistemas de cabeamento estruturado, relacionado à infraestrutura de telecomunicações do edifício.

 

Esse conjunto de normas baseadas na TIA 942 estabelece a padronização necessária para evitar o Downtime (Tempo de Indisponibilidade) e garantir o TCO (Custo Total de Propriedade), adequado.

 

Topologia TIA 942

 

Segundo a Norma TIA 942, descrita em Telecomunication Infrastructure for Data Center (2005), a topologia que demonstra a estrutura física de um Data Center é composta de elementos organizados e estruturados, são eles:

  • Entrance Room (ER) – Sala de Entrada: espaço de interconexão entre o Data Center e as operadoras de telecomunicação, através do cabeamento estruturado;
  • Main Distribuition Area (MDA) – área de conexão central do Data Center, de onde é distribuído o cabeamento estruturado, incluindo os roteadores e backbones;
  • Horizontal Distribuition Area (HDA) – área para a conexão dos equipamentos, incluindo cross conection horizontal, equipamentos intermediários, LAN/SAN/KVM switches;
  • Zone Distribuition Area (ZDA) – interconexão opcional do cabeamento horizontal, para flexibilizar o Data Center, encontra-se entre o HDA e EDA;
  • Equipment Distribuition Area (EDA) – área de equipamentos terminais como: servidores, storages e fitas. Inclui ainda equipamentos de rede, racks e gabinetes.

 

A topologia de um Data Center será ilustrada de acordo com a figura 2:

 

Figura 2: Topologia Básica de um Data Center

Fonte: VERAS, 2011

 

Logo, é evidenciado que as divisões físicas de um Data Center, segundo a Norma TIA 942, são extremamente importantes para garantir a organização dos ambientes e principalmente facilitar as auditorias em processos de certificações.

 

Classificação TIA 942

 

De acordo com a Telecomunication Infrastructure for Data Center (2005), de acordo com a norma TIA 942, classifica-se Data Centers considerando aspectos de arquitetura, telecomunicações, elétricos e mecânicos. Esta classificação está separada em quatro níveis independentes chamados tiers (camadas). A seguir são descritas suas características considerando os elementos apresentados na figura 2:

Tier 1 – Básico: nesta classificação, não existe redundância nas rotas físicas e lógicas. As alimentações elétricas dos equipamentos, também, não apresentam redundância, se houver falha na alimentação pode ocasionar interrupção total ou parcial das operações.

  • Pontos de falhas: falta de energia no Data Center. Falha nos equipamentos das operadoras ou roteadores e switches. Qualquer interrupção na interligação física nas áreas ER, MDA, HDA, ZDA e EDA;
  • Downtime: 28.8 hr/ano (99.671%);

 

Tier 2 – Componentes redundantes: Apresentam módulos redundantes todos os equipamentos do Data Center (e Operadoras), os dispositivos LAN-SAN e cabeamentos Backbones para os switches. São necessárias duas caixas de acesso para telecomunicações até o ER, módulos de UPS’s redundantes N+1 (expressão para Número de equipamentos “mais” 1 de backup) e gerador elétrico para suprir toda a carga. Não é necessária redundância no serviço de entrada de distribuição de energia. O sistema de refrigeração é projetado para funcionamento contínuo 24x7 com redundância N+1.

  • Pontos de falha: defeitos no sistema de ar condicionado ou energia podem comprometer todos os componentes do Data Center;
  • Downtime: 22 hr/ano (99.749%);

 

Tier 3 – Sistema Auto-sustentado: Será atendida por, no mínimo, duas operadoras com cabos independentes. Terão duas salas de entrada (ER), com no mínimo, vinte metros de separação. Estas salas não compartilharão equipamentos de telecomunicações e estarão protegidas por sistema contra incêndio, sistemas de energia e ar condicionado distintos. Existirão caminhos físicos redundantes entre as (ER), MDAs e HDAs, ativos críticos como storages deverão ter redundância, e pelo menos redundância elétrica N+1.

  • Pontos de falha: qualquer catástrofe nos MDAs ou HDAs , interrompera os serviços;
  • Downtime: 1.6 hr/ano (99.982%);

 

Tier 4 – Tolerante a falhas: todo cabeamento será redundante e protegido por caminho fechado, dispositivos ativos de energia de alimentação redundantes. Provisão de comutação automática para dispositivo de Backup. É recomendado MDA secundário, em zona de proteção contra incêndio, fisicamente separadas e alimentação separada. Não é necessário caminho duplo até o EDA, terá provisão elétrica 2(N+1). O prédio será alimentado por, pelo menos, duas alimentações de energia de empresas públicas, a partir de diferentes subestações. O sistema de HVAC deverá contar com inúmeras unidades de ar condicionado para manter a temperatura e umidade do ar, das áreas críticas, nos padrões projetados.

  • Pontos de Falha: se o MDA primária falhar e não houver secundária. Se a HDA primária falhar e não houver HDA secundaria;
  • Downtime: 0,4 hr/ano (99.995%).

 

A tabela 1 resume o Downtime por camada da norma TIA 942, indicando custos de construção nos EUA.

 

Tabela 1: Downtime por camada

TIER

ANO DE SURGINTO

DOWNTIME

CUSTO ($/W)

TIER 1

1965

28,8

10

TIER 2

1970

22

11

TIER 3

1985

1,6

20

TIER 4

1995

0,4

22

Fonte: TIA 942, 2005

 

A tabela 1 demonstra que a partir do crescimento dos Tiers, o Downtime, ou indisponibilidade de serviços em Data Centers, diminui drasticamente. Em relação aos custos de construção em Dolar/Watt, o custo dobra do Tier 1 para o Tier 4, porém a diferença de custos entre as duas primeiras camadas e entre as duas últimas camadas são pequenas.

 

 

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