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Diseo de Data Center
/INICTEL-UNI. 1 ed. Lima: INICTEL-UNI, 2014
343 p.
FUNDAMENTOS DEL DATA CENTER
Primera edicin
Elaborado por:
Bravo Asencios, Yuri Willam
Castaeda Snchez, Jorge
Galud Falcn, Julio Javier
Perez Astuhuaman, Brando Williams
Sakata Huayaney, Jorge Luis
INICTEL-UNI, 2014
Hecho en Per
Av. San Luis 1771
San Borja - Lima 41 - PERUTelf.: 626-1400 (7256)
www.inictel-uni.edu.pe
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cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografa, el tratamiento
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Nunca consideres el estudio como una obligacin, sino como una oportunidad
para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber"
Einstein
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INDICE DE CONTENIDO
1. Intro du cc in al Diseo de Data Center _________________________ 5
2. Data Cen ter ________________________________________________ 6
3. Estnd ares _______________________________________________ 22
4. Tipo s de Data Center _______________________________________ 31
5. Proces o de Diseo y Con str uc cin ___________________________ 41
6. Riesgo s Confiab il idad y Clasif icacin Tier _____________________ 51
7. Consid eracion es de ub icac in _______________________________ 79
8. Lay ou t y Diseo de una Sala de Cmputo _____________________ 96
9. Sub sis temas de un Data Center ____________________________ 120
10. Arq uitectu ra de TI en DC I ________________________________ 158
11. Desafos del Gerente TI en el Data Center, Arqu itec tu ras d e
Alm acenam iento y Servido res _________________________________ 159
12. Desafos de TI __________________________________________ 162
13. Arq uitectu ra de Redes ___________________________________ 169
14. Arq uitectura de Servido res y Almacenamiento _______________ 215
15. Sistemas de Potenc ia en DC I _____________________________ 252
16. Sistemas d e Potencia, Planif icacin ________________________ 253
17. Requi sito s, Topolo ga, Sistemas de res paldo ________________ 276
18. Fundamento s del Sistema de Distrib uc in de Energa: Sumin istro ,
Sub estac in, ATS, UPS y Bateras. _____________________________ 304
19. Fundamento s d el Sistema de Dis tribu cin de Energa: PDU, Sala de
Cmpu to, Equip os Mecnico s, Sistemas de Puesta a Tierra. ________ 325
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1. Introduccin al Diseo de Data Center
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Introduccin al Diseo de
Data Center
Captulo
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2. Data Center
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Data CenterCaptulo
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Un DATA CENTER es un edificio o parte de un edificio cuya funcin principal
es la de albergar una sala de servidores y sus reas de apoyo.
La figura 1 muestra la disposicin de las diferentes funciones asociadas con un
data center. La construccin de un data center requiere la integracin total de
todas las operaciones asociadas en la solucin final. A diferencia de otrosespacios de telecomunicaciones, los espacios del data center generalmente
contienen la mayor concentracin de equipamiento de alta tecnologa y los
servicios de apoyo que requiere estructuras de soporte de misin crtica en
todos los mbitos relacionados con el data center.
Estas estructuras de apoyo incluyen:
Mecnica.
Electricidad
Sanitario.
Telecomunicaciones.
Seguridad.
Gestin
Mantenimiento
Es importante reconocer todas las operaciones y disciplinas relacionadas con
el diseo de un espacio del data center comunicndose entre ellas sus
necesidades desde las etapas iniciales del desarrollo del proyecto y en todas
las fases de desarrollo e implementacin de un proyecto. El diseo final se
basa en un consenso viable de esos requisitos.
En este captulo se resumen las principales reas que requieren consideracin
en el diseo de centros de datos y ayudar al diseador asegurar que la
mayora de los parmetros relevantes de ingeniera han sido considerados e
identificados.
Se han emitido nuevos estndares para los centros de datos para ayudar al
diseador. Uno de estos estndares es ANSI/BICSI-002: Data Center Design
Standard and recommended Practices.
ANSI/BICSI- 002, proporciona recomendaciones que se complementa con
otros estndares de la industria desarrollados por TIA, CENELEC e ISO / IEC e
intenta evitar la duplicacin de contenidos ya tratados en otras normas y
directrices, proporciona referencias a otras normas y directrices en los que son
aplicables a los centros de datos. Esta norma de diseo se refiere
principalmente a los requisitos de instalacin y directrices relacionadas con la
aplicacin de diseo de centros de datos. La norma tambin incluye otros
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requisitos de instalacin y directrices para los centros de datos donde sea el
caso.
Normas y directrices que se aplican incluyen , pero no se limitan a, los
documentos de BICSI , Comit Europeo de Normalizacin Electrotcnica (
CENELEC ), el Instituto Nacional Americano de Estndares (ANSI), laAsociacin de la Industria de Telecomunicaciones (TIA), la Organizacin
Internacional de Normalizacin (ISO) , Internacional Comisin Electrotcnica
Internacional (IEC), la Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos (NEMA),
la Asociacin Nacional de Proteccin contra Incendios (NFPA), la Sociedad
Americana de Ingenieros de Calefaccin, Refrigeracin y Aire acondicionado
Engineers, Inc. ( ASHRAE) , Institute of Electrical and Electronics Engineers,
Inc. (IEEE ), T1E1 ( Alliance for Telecommunications Industry Solutions [
ATIS ] ) , Underwriters Laboratories Inc. (UL), la Sociedad Americana para
Pruebas y Materiales (ASTM ) , el Programa de Servicios de Desarrollo
Rural ( RDUP ) , Ley de Estadounidenses con Discapacidades (ADA),
Administracin de Seguridad y Salud (OSHA), Telcordia (Bellcore), y el Instituto
Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI)
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La siguiente lista identifica los elementos clave a tener en cuenta al desarrollar
un diseo para un DATA CENTER:
Ubicacin fsica y problemas de arquitectura
Dimensionamiento y capacidad de sala
Los sistemas elctricos
Vinculacin y conexin a tierra (puesta a tierra) de infraestructura
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Fundamentos del Data Center
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La deteccin de fuego y humo, alarma y supresin
Calefaccin, ventilacin y aire acondicionado (HVAC)
Impacto ambiental, la eficiencia energtica y huella de carbono
Cableado de Telecomunicaciones
Canalizacin
Racks y gabinetes Equipos
Pautas de cableado de telecomunicaciones, la contencin de cable, los
Racks del equipo y gabinetes
Equipos de tecnologa de la informacin
Gestin de proyectos
Operacin y costos de propiedad
Estrategia de TI actual y futura
Aplicaciones y equipo soportado
Estrategia de las tecnologas de la informacin
El diseo del sistema de cableado para centros de datos Jerarqua Cableado estructurado para centros de datos
Redundancia y por niveles
La seguridad del DATA CENTER
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3. Estndares
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4. Tipos de Data Center
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5. Proceso de Diseo y Construccin
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6. Riesgos Confiabilidad y Clasificacin Tier
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NIVELES TIER
TIER I:Data Center de Infraestructura Bsica
TIER II: Data Center de Infraestructura con componentes de capacidadredundantes
TIER III: Data Center de Infraestructura con capacidad de mantenimiento
concurrente
TIER IV:Data Center de Infraestructura con capacidad tolerante a fallas
TIER I: Data Center de Infraestructura Bsica
El Objetivo del Tier I es soportar los requerimientos bsicos ambientales y de
energa en funcin a los Equipos de TI.
La infraestructura Tier I provee un ambiente mejorado en comparacin a un
ambiente de oficinas e incluye un ambiente dedicado para los Equipos de TI;
un Sistema de Energa Ininterrumpida (UPS) para filtrar los picos de energa
elctrica, cortes momentneos y bajadas en la tensin elctrica; equipos de
refrigeracin dedicados y funcionando aun despus de horas de oficina; y un
grupo electrgeno para proteger las operaciones de los equipos de TI de cortes
de energa prolongados.
Hay un alto riesgo de cada debido a eventos planificados y no planificados.
La infraestructura del Data Center podra estar fuera de servicio por razones de
mantenimiento programadas. Situaciones de urgencia pueden motivar paradas
ms frecuentes y errores de operacin o fallas en los componentes de su
infraestructura causarn la detencin del Data Center.
Se prevn 6 fallas en un periodo de 5 aos.
En total los cortes del sistema se estiman en 28.8 horas al ao.
La tasa de disponibilidad mxima del Data Center es 99.67% del tiempo.
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TIER II: Data Center de Infraestructura con componentes de capacidad
redundantes
El Objetivo del Tier II es proveer un nivel de confiabilidad mayor a Tier I, para
reducir el riesgo de cada debido a la falla de componentes.
Incluye capacidades de energa y refrigeracin redundantes para proveer un
amplio margen de seguridad contra interrupcin de los procesos de TI debido a
fallas en la infraestructura del sitio. Los componentes redundantes son
normalmente mdulos UPS, unidades de enfriamiento, equipos de disipacin
trmica, bombas, chillers y plantas de emergencia.
En el Tier II hay un riesgo moderado de cadas debido a los eventos
planificados y no planificados.
El mantenimiento en la lnea de distribucin elctrica o en otros componentes
de la infraestructura puede causar una interrupcin del procesamiento. Se
podran presentar 3 cortes de servicio de 12 horas cada uno en un periodo de 2
aos, por mantenimientos programados.
Se prev 1 falla en un periodo de 1 ao.
En total las cadas del sistema se estiman en 22 horas al ao.
La tasa de disponibilidad mxima del Data Center es 99.75% del tiempo.
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TIER III: Data Center de Infraestructura con capacidad de mantenimiento
concurrente
El Objetivo del Tier III es proveer confiabilidad adicional y capacidad de
mantenimiento para reducir los riesgos de cada debido a desastres naturales,
desastres por causas humanas, mantenimiento preventivos (planeados) y
correctivo.
Mantenimiento Concurrente significa que todos y cada uno de los componentes
de capacidad y distribucin necesarios para apoyar el ambiente donde se
encuentran los Equipos de TI pueden ser objeto de mantenimiento en forma
planificada sin que esto afecte la operacin de los Equipos de TI.
El efecto en la topologa de la infraestructura del sitio es que una va de
distribucin redundante de energa y enfriamiento es adicionada a loscomponentes crticos redundantes del Tier II.
En este tier, actividades no planeadas como errores de operacin o fallas
espontneas en la infraestructura pueden todava causar una interrupcin del
Data Center.
Se prev 1 falla en un periodo de 2.5 aos.
En total las cadas del sistema se estiman en 1.6 horas al ao.
La tasa de disponibilidad mxima del Data Center es 99.98% del tiempo.
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TIER IV: Data Center de Infraestructura con capacidad tolerante a fallas
El Objetivo del Tier IV es eliminar la interrupcin del servicio ya que provee
capacidad para realizar cualquier actividad planeada sin interrupciones en las
cargas crticas, pero adems la funcionalidad tolerante a fallas le permite a la
infraestructura continuar operando aun ante un evento crtico no planeado.
La infraestructura de un Data Center Tier IV se construye sobre un Tier III,
adicionando el concepto de Tolerante a Fallas a la Topologa de infraestructura
del sitio. Similar a la aplicacin de conceptos sobre Mantenimiento
Concurrente, Tolerante a Fallas se extiende a todos y cada uno de los sistemas
o componentes que apoyan las operaciones de los Equipos de TI.
Los sistemas suelen ser automatizados para reducir las posibilidades de error
humano y cuentan con personal 24x7. Se requiere de personal conentrenamiento riguroso para atender cualquier contingencia.
Se prev 1 falla en un periodo de 5 aos.
En total las cadas del sistema se estiman en 0.8 horas al ao.
La tasa de disponibilidad mxima del data center es 99.99% del tiempo.
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7. Consideraciones de ubicacin
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Seleccin del Sitio
La seleccin de un sitio del Data Center es un proceso complejo que
implica un gran nmero de variables. En muchos casos, es prudente utilizar
un consultor de seleccin del sitio que tiene la experiencia, los contactos y
herramientas de evaluacin necesarias para llevar a cabo un complejo
proceso de seleccin del sitio. Una buena prctica es trabajar a travs de
un proceso interno que establece los criterios de seleccin ms
importantes, y que asigna ponderaciones o grados de importancia a los
criterios. Los resultados de este proceso se pueden utilizar como una base
para las conversaciones con los posibles consultores. Los siguientes son
los principales criterios que deben ser considerados en el proceso de
seleccin del sitio:
Consideraciones de recursos humanos - se relacionan con el perfilde la mano de obra en el rea del sitio. Es un criterio muy
importante es si los Data Center ser totalmente atendido por
personal propio, y baja en importancia (ponderacin), como el
nmero de personas que ser atendido en el centro de datos
disminuye. Se convierte en un no factoriales si tiene planes para
ejecutar un "Lights Out" centro de datos. Factores tales como las
habilidades disponibles en el mercado local , el trabajo que
prevalece tarifas y distancias de trayecto son algunas de las
consideraciones importantes.
Conectividad de red - es importante asegurar que los tiempos derespuesta son suficientes para todas las reas de la empresa que
necesitan tener acceso a los sistemas del centro de datos. Hoy en
da , la conectividad de alta velocidad est disponible en la mayora
de las reas en la mayora de los pases , sin embargo , usted debe
verificar la disponibilidad para garantizar no hay sorpresas . Esto es
especialmente importante ya que las empresas se convierten en un
alcance mundial y ya que sus centros de datos deben ser
compatibles con muchos continentes . Factores tales como la
distancia a la fibra del tronco lneas , la disponibilidad de mltiples
operadores , confiabilidad de la red y las opciones para fibra oscura
son algunos de las consideraciones importantes que deben
examinarse .
Utilidades - es una consideracin crtica , sobre todo en una poca
de aumento de las tasas y de la demanda de energa. Algunas
reas del mundo pueden no tener la capacidad suficiente para
abastecer las necesidades de una de datos grande centro . Otros
recursos, como el agua y el gas natural , tambin pueden ser
importantes . Factores tales como las tarifas de electricidad y
capacidad, la fiabilidad de la fuente de alimentacin , el acceso a las
redes de energa dual y tarifas elctricas proyectadas son ejemplos
de consideraciones importantes que deben ser examinados.
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Las preocupaciones ambientales - es relativamente un nuevo
conjunto de criterios para la seleccin del sitio y se centra sobre el
medio ambiente , debido al nuevo nfasis en las emisiones de
gases de efecto invernadero y otros preocupaciones ambientales .
Factores tales como la aplicacin para el uso de tecnologas de
enfriamiento libre , situado donde son posibles y locales el uso desoluciones de energa renovable (elica, solar, etc ) uso las
empresas de servicios ' de la energa renovable , son ejemplos de
las consideraciones importantes a tener en
Centro de datos y personal de seguridad / seguridad / acceso - es
otro criterio muy importante, ya que aborda la seguridad del sitio del
centro de datos , y la seguridad y accesibilidad para el personal
residente. Los desastres naturales no slo puede afectar a la
seguridad del personal , sino que tambin tendrn un impacto en
gran medida la capacidad del centro de datos para continuar
operando en la cara de un desastre natural local. Posible prdida deaccesibilidad al centro de datos podra ser causada por un solo
puente o camino est cerrado , el cual significa problemas para las
operaciones del centro de datos.
acceso de servicio pblico - es un criterio que a menudo se pasa por
alto. Se trata de la medida, el sitio diana es capaz de ser reparado (
rpidamente) por los primeros respondedores , tales como
incendios, polica y servicios de ambulancia . Esto podra ser un
problema si el sitio es muy remota o rural , donde lo normal los
servicios pblicos son escasos y no son fcilmente accesibles .
Servicios a empresas - se refiere a aquellos servicios necesariospara apoyar las operaciones del centro de datos, como el acceso a
los proveedores de TI , equipos de instalacin y mantenimiento de
proveedores , servicios de telecomunicaciones , y otros servicios
logsticos , tales como camiones o los servicios de entrega .
Calidad de factores de la vida - son aquellas en el rea del sitio que
se relacionan con los empleados de la dotacin de personal de los
datos centro . Si el centro de datos tendr un complemento
importante de tcnica, profesional y personal directivo , entonces es
prudente considerar los factores de calidad de vida. Esto es
particularmente relevante si otras operaciones sern colocated en el
centro de datos, como las operaciones de red , pruebas y personal
de desarrollo , help desk, o uno o ms departamentos de la
organizacin de TI . Esta rea disminuye en importancia
(ponderacin ), como el nmero de personas que se encuentra en el
centro de datos disminuye. Se convierte en un no factoriales si tiene
planes para ejecutar un centro de datos de apagar las luces .
Factores tales como la vivienda asequible , la propiedad y el estado
y las tasas de impuesto sobre la renta locales , recreativas y
equipamientos culturales y la calidad de las escuelas locales son
ejemplos de consideraciones importantes para ser examinado .
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Incentivos - son importantes porque muchas regiones ofrecen
incentivos econmicos para atraer a un "alto operacin final " , como
un centro de datos, a sus comunidades. Esto es particularmente
cierto si un recuento significativo estar residiendo en el centro de
datos. Los incentivos podran incluir el impuesto deducciones ,
crditos de energa , crditos de inversin y subvenciones.Asegrese de que las tasas de impuestos especiales no se ser a
corto plazo y desaparecen despus de haber invertido en la zona.
Como parte de la bsqueda del sitio , IT los gerentes deben ponerse
en contacto con la agencia de desarrollo econmico local en el rea
de destino para determinan lo que se pueden aplicar los incentivos.
Una cuestin accesoria se refiere a la facilidad de manejo de las
autoridades locales en relacin con la zonificacin , permisos, etc
municipios en ciertas partes del mundo son extremadamente
burocrtico , por lo que este debe ser considerado en la categora
de los incentivos. las condiciones del mercado de bienes races - varan mucho de
una zona a otra , por lo tanto , es importante establecer el perfil de
los mercados para las regiones seleccionadas en consideracin.
parmetros de construccin y adquisicin - implicarn una serie de
parmetros que incluyen el tipo del edificio ( industrial, en el grado,
de gran altura se prefiere ) , las tasas de alquiler , trminos ,
opciones y otros consideraciones en la especificacin de la
construccin, y de un contrato de arrendamiento o contrato de
compra punto de vista .
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8. Layout y Diseo de una Sala de Cmputo
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