Sensorik für Überwachung und Steuerung
Der Puls des Rechenzentrums
Bei der Überwachung von Rechenzentren nutzt man heute Sensoren, die verschiedene Umgebungsverhältnisse messen und die Daten an mindestens eine zentrale Stelle senden. Dabei geht es um die Überwachung in den Bereichen physische Sicherheit und Infrastruktur, also Klimatisierung, Stromversorgung, Brandschutz sowie zahlreicher andere Parameter. Sie sorgen dafür, dass bestimmte, für die Leistungsfähigkeit und Ausfallsicherheit des Rechenzentrums entscheidende Grenzwerte nicht überschritten werden. Dies soll das Risiko von Fehlfunktionen minimieren, die im Fall von Carrier-neutralen Rechenzentren für Colocation nicht nur die IT eines Anwenderunternehmens betreffen, sondern gleich mehrfachen Schaden anrichten können.Deshalb ist darauf zu achten, alle Elemente der Sensorik und Regeltechnik möglichst intelligent und effizient miteinander zu verzahnen, um Risiken für alle Nutzer zu minimieren. In diesem Fall ist es jedoch wichtig, den Faktor Mensch trotz aller aktuellen technischen Optionen nie aus dem Auge zu verlieren.
Carrier-neutrale Rechenzentren punkten bei Anwenderunternehmen seit Bestehen des Prinzips der Colocation - der geteilten, bedarfsgerechten Nutzung von Rechenzentrumskapazitäten - mit drei wesentlichen Kernaspekten: Leistungsfähigkeit, Hochverfügbarkeit und Ausfallsicherheit. So betreiben die Nutzer ihre eigene IT mit dem eigenen Personal in einer hochgesicherten und rund um die Uhr betreuten Infrastrukturumgebung, die stets den maximalen Erfordernissen der aktuellen Technik entspricht. Sie tun dies, um sicherzustellen, dass ihre Systeme in einer sicheren Umgebung stehen, stets mit optimal vorgefilterten Strom arbeiten und vor Bränden, Überhitzung und anderen negativen Umwelteinflüssen geschützt sind.
Der Betreiber des Rechenzentrums garantiert seinen "Mietern" die eigene Leistungsfähigkeit über Service Level Agreements - und steht entsprechend in der Pflicht. Für ihn bedeutet das Commitment gegenüber dem Kunden den Einsatz von Mess- und Regelsystemen nach aktuellen Standards, die seine Kunden vor Störungsrisiken und ihn gleichzeitig vor Regressansprüchen bewahren.
Sensorik und Sicherheit
Carrier-neutrale Rechenzentren bieten ihren Kunden den Service, mit dem eigenen Personal durchgehend an den eigenen Systemen arbeiten zu können. Dies verlangt eine Sicherheits- und Zutrittskontrolle, die auf der einen Seite die Arbeit der berechtigten Personen möglichst reibungslos und flexibel gestaltet, auf der anderen Seite jedoch ausschließt, dass Unbefugte Zugang zum Rechenzentrum erhalten. Dabei hat sich ein mehrstufiges System der Authentifizierung und Identifizierung bewährt. Es zielt im Kern darauf, zunächst Listen mit Personen zu erstellen, die andere Personen für den Zutritt zum Rechenzentrum authentisieren dürfen.
Autorisierte Personen erhalten einen mit Lichtbild versehenen Ausweis im Chipkartenformat. In Kombination mit mehreren biometrischen Merkmalen ermöglicht dieser den Zugang zum Rechenzentrum. Auch bei der Bewegung innerhalb des Rechenzentrums, zum Beispiel beim Zugang zu separaten Kundenbereichen wie Cages, bedarf es der Authentifizierung. Auch Vereinzelung spielt beim Eintritt in das Gebäude eine zentrale Rolle, ist doch hier sichergestellt, dass nur die der jeweiligen Karte zugeordnete Person ins Rechenzentrum gelangt.
Dazu gleicht das System beim Zu- als auch beim Austritt aus dem Rechenzentrum biometrische Merkmale ab. Unterstützt werden diese Sicherheitsmaßnahmen durch Kameraüberwachung. Sobald sich eine Person über ein berührungsloses Kartenlesegerät identifiziert, erscheint auf einem Kontrollmonitor des Sicherheitsdienstes zusätzlich sein Profil.
Grundsätzlich ist es im Sicherheitsbereich ratsam, eher Sensorsysteme einzusetzen, die bewährte und schwer zu überwindende Basisfunktionen bieten, als hochkomplexe und damit störungsanfällige Einheiten. Der Einsatz von Bewegungsmeldern kann etwa in einem Rechenzentrum zahlreiche Fehlalarme erzeugen und bereits durch Warmluftfahnen im Rechenzentrum gestört werden.
Immer gut gekühlt
Der Klimatisierung kommt im Rechenzentrum eine besondere Bedeutung zu, da vor allem aktuelle High-Density-Installationen eine enorme Abwärme erzeugen. In diesem Zusammenhang sorgen moderne Rechenzentren häufig mithilfe von Kaltwassergeräten auf dem Dach in Kombination mit effizienten Präzisionsklimageräten in den Räumen für entsprechende Kühlung.
Da auch die Grenzwerte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit in den Service Level Agreements geregelt sind, sorgt ein dichtes Raster von Sensoren für Überwachung der Umfeldparameter. Diese liegen zum Beispiel beim RZ-Betreiber Interxion im Bezug auf die Luftfeuchtigkeit bei einem Wert von 50 Prozent mit einer Toleranz von zehn Prozent nach oben und nach unten. Bei der Temperatur sind es 22 Grad Celsius mit einer Abweichung von drei Grad.
Durch sie ist es nicht nur möglich, rapide Temperaturanstiege zuverlässig aufzunehmen, sondern auch tendenzielle Schwellenwertüberschreitungen aufzuzeigen. In beiden Fällen werden die oben bereits erwähnten zentralen Stellen sowohl über Anzeigen auf dem Monitor als auch über akustische Alarmsignale, E?Mail oder gar SMS informiert und können entsprechend handeln. Gleiches gilt für die Luftzirkulation in den Doppelböden, wo Sensoren sowohl den Druck als auch die Luftbewegung messen.
Da das System auf dem Dach des Rechenzentrums mit Kaltwasser arbeitet, ist ein entsprechendes Leckagesystem installiert, um eventuelle Undichtigkeiten in den Leitungen sofort lokalisieren zu können. Generell hat sich der Einsatz kabelgebundener Sensoren bewährt, da drahtlose Varianten eher zu Fehlfunktionen neigen.
Bescheid wissen, wenn es qualmt
Beim Brandschutz im Rechenzentrum kommt es auf der einen Seite darauf an, beim Eintreten des Ernstfalls schnell und konsequent handeln zu können und zum anderen, möglichst geringen Schaden bei der Einleitung entsprechender Maßnahmen zu verursachen. Dabei bieten sich Brandfrühesterkennungssysteme wie etwa RAS oder Vesda an, deren Sensorik bereits geringste Anzeichen von Bränden registriert. Dazu wird an verschiedenen Stellen im Rechenzentrum permanent Luft angesaugt und eine Partikelmessung durchgeführt, um die Kontaminierung der Luft zu ermitteln. Darüber hinaus hat ein solches System gegenüber konventionellen Rauchmeldern den Vorteil, dass sich Luftströme präzise abbilden lassen.
Die Ansaugstationen sind sowohl an den Decken als auch in den Doppelböden angebracht, um alle möglichen Brandherde erfassen zu können. Die Grenzwerte für die Kalibrierung nimmt der Rechenzentrumsbetreiber gemeinsam mit einer autorisierten Stelle wie etwa dem TÜV vor. Ist der vorgeschriebene Sättigungsgrad überschritten, lösen die Systeme sowohl in den zentralen Stellen als auch bei der direkt verbundenen Feuerwehr Alarme aus. Im Ernstfall werden die betroffenen Bereiche nach 30 Sekunden mit einem Löschgas wie Inergen geflutet, das den Sauerstoff verdrängt. Die Einsatzmenge des Löschmittels erfolgt automatisch nach Bedarf, beträgt aber im Durchschnitt zwischen 13 und 15 Prozent des Raumvolumens, sodass der Brandherd gelöscht wird, gesunde Menschen aber noch atmen können.
Stromversorgung und Stromqualität
Da aktuelle High-Density-Installationen in Rechenzentren sowohl auf eine hohe Stromverfügbarkeit als auch auf eine hohe Stromqualität angewiesen sind, kümmern sich Sensoren auch um diese Aspekte. Die Messeinrichtungen lassen sich sowohl direkt am Transformator als auch an der USV, am Generator oder - sofern gewünscht - auch an der Stromanbindung von Kunden-Racks installieren. Der Kunde erhält in diesem Zusammenhang eine Dokumentation darüber, dass seine Anlage stets gemäß den Vereinbarungen mit entsprechenden Kapazitäten versorgt wurde und wie hoch der Stromverbrauch an der Einspeisestelle war.
Grundsätzlich gilt: Je dichter die Messeinrichtungen am Transformator oder an der USV angebracht sind, desto präziser sind die Ergebnisse. So werden die Daten für die Vorfilterung des Stroms in Mikrosekundenabständen erhoben, sodass eine sehr genaue Messung der Größe der Oberschwingungen möglich ist. In diesem Zusammenhang ist es durch eine Dokumentation ebenfalls möglich, für die Anlagen schädliche Grundtendenzen zu registrieren und entsprechende Maßnahmen einzuleiten.
Fazit
Grundsätzlich steckt hinter der Planung und Implementierung von Sensorik zum Monitoring der Leistungs- und Sicherheitsparameter eines Rechenzentrums ein erheblicher Aufwand. Dies beginnt bei der Konzeption des Einsatzes verschiedener technischer Lösungen, der Etablierung von Schnittstellen, der Positionierung der einzelnen Einheiten und endet mit der Überwachung an einem zentralen Ort unter Aufschaltung aller notwendigen Informationen auf ein Management-System. Jedoch sollte man sich nicht rein auf die Technik verlassen, sondern sich auch die menschliche Intelligenz zu Nutze machen. Bei Interxion sammeln die Sensoren zwar alle wichtigen Informationen und speisen sie in das System ein, jedoch behält das Personal die Hoheit über die Entscheidung darüber, welche Maßnahme anzuwenden ist. Die Zahl der Fehlentscheidungen bei einer vollautomatisierten Lösung ist zu hoch und die Konsequenzen zu tiefgreifend, als dass man die Verantwortung vollständig auf Maschinen abwälzen könnte.
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