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La disponibilidad en un datacenter

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David Fernández SantamaríaArtículo técnico escrito por David Fernández Santamaría, Sales Manager Infrastructure for data centers and IT rooms, en la firma Electroson Data Center Critical Services

Dentro del mundo de la TI se encuentran algunas propiedades como la disponibilidad, las cuales se deben preservar para asegurar la continuidad del negocio.

La infraestructura y el estándar TIA-942

En abril de 2005, la Telecomunication Industry Association publica su estándar TIA-942 con la intención de unificar criterios en el diseño de áreas de tecnología y comunicaciones. Este estándar que en sus orígenes se basa en una serie de especificaciones para comunicaciones y cableado estructurado, avanza sobre los subsistemas de infraestructura generando los paralelismos que se deben seguir para clasificar estos subsistemas en función de los distintos grados de disponibilidad que se pretende alcanzar.

En uno de sus anexos y basado en recomendaciones del Uptime Institute, establece cuatro niveles (tiers) en función de la redundancia necesaria para alcanzar niveles de disponibilidad de hasta el 99.995%.

Divide la infraestructura de un datacenter en cuatro subsistemas: Telecomunicaciones, Arquitectura, Sistema eléctrico e Instalaciones mecánicas.

TIERs

Uno de los mayores puntos de confusión en el campo del uptime (tiempo disponible de los sistemas) es la definición de datacenter “aceptable en disponibilidad”; ya que lo que es aceptable para una persona o compañía no lo es para otra. Empresas competitivas con infraestructuras de datacenter completamente diferentes proclaman poseer alta disponibilidad; esto puede ser cierto y dependerá de la interpretación subjetiva de disponibilidad que se realice para el tipo de negocio en que se encuentre una compañía.

Lo cierto es que para aumentar la redundancia y los niveles de servicio, los puntos únicos de fallo deben ser eliminados tanto en el datacenter como en la infraestructura que le da soporte.

Los cuatro niveles de tiers que plantea el estándar se corresponden con cuatro niveles de disponibilidad, teniendo que a mayor número de tier mayor disponibilidad, lo que implica también mayores costos constructivos.

Esta clasificación es aplicable en forma independiente a cada subsistema de la infraestructura (telecomunicaciones, arquitectura, eléctrica y mecánica). Hay que tener en cuenta que la clasificación global del datacenter será igual a la de aquel subsistema que tenga el menor número de tier. Esto significa que si un datacenter tiene todos los subsistemas tier IV excepto el eléctrico que es tier III, la clasificación global será tier III.

Es importante tener en cuenta esto porque cuando se pretende la adecuación de datacenters actuales a tier IV, puede haber limitaciones físicas difíciles de salvar en los emplazamientos actuales. Prácticamente para lograr un datacenter tier IV hay que diseñarlos de cero con el estándar en mente como guía. Un ejemplo claro de esto es que es muy difícil lograr la provisión de energía de dos subestaciones o proveedores eléctricos independientes.

La disponibilidad en un datacenterLa norma describe los distintos tiers de la siguiente forma:

Tier I:

Un datacenter tier I puede se susceptible a interrupciones tanto planeadas como no planeadas. Cuenta con sistemas de aire acondicionado y distribución de energía; pero puede o no tener suelo técnico, UPS o generador eléctrico; si los posee pueden no tener redundancia y existir varios puntos únicos de falla. La infraestructura del datacenter podrá estar fuera de servicio al menos una vez al año por razones de mantenimiento y/o reparaciones.

Situaciones de urgencia pueden motivar paradas más frecuentes y errores de operación o fallos en los componentes de su infraestructura causarán la parada del datacenter.

La tasa de disponibilidad máxima del datacenter es 99.671% del tiempo.

Tier II:

Los datacenters con componentes redundantes son ligeramente menos susceptibles a interrupciones, tanto planeadas como las no planeadas. Estos datacenters cuentan con UPS y generadores eléctricos, pero están conectados a una sola línea de distribución eléctrica. Su diseño N+1, lo que significa que existe al menos un duplicado de cada componente de la infraestructura. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es del 100%. El mantenimiento en la línea de distribución eléctrica o en otros componentes de la infraestructura pueden causar una interrupción del servicio.

La tasa de disponibilidad máxima del datacenter es 99.749% del tiempo.

Tier III:

Las capacidades de un datacenter de este tipo le permiten realizar cualquier actividad planeada sobre cualquier componente de la infraestructura sin interrupciones en la operación. Actividades planeadas incluyen mantenimiento preventivo y correctivo, reparaciones o sustitución de componentes, agregar o eliminar elementos y realizar pruebas de componentes o sistemas, entre otros. Para infraestructuras que utilizan sistemas de refrigeración por agua significa doble conjunto de tuberías.

Debe existir suficiente capacidad y doble línea de distribución de los componentes, de forma tal que sea posible realizar mantenimiento o pruebas en una línea, mientras que la otra atiende la totalidad de la carga. En este tier, actividades no planeadas como errores de operación o fallos esporádicos en la infraestructura pueden todavía causar una interrupción del datacenter.

Muchos datacenters tier III son diseñados para poder actualizarse a tier IV, cuando los requerimientos del negocio justifiquen el costo.

La tasa de disponibilidad máxima del datacenter es 99.982% del tiempo.

Tier IV:

Este datacenter tiene capacidad para realizar cualquier actividad planeada sin interrupciones en las cargas críticas, pero además la funcionalidad tolerante a fallos le permite a la infraestructura continuar operando aún ante un evento crítico no planeado.

Esto requiere dos líneas de distribución simultáneamente activas, típicamente en una configuración N+N; eléctricamente esto significa dos sistemas de UPS independientes, cada sistema con un nivel de redundancia N+1.

La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es de 90% y persiste un nivel de exposición a fallos, por el inicio una alarma de incendio o porque una persona inicie un procedimiento de apagado de emergencia o Emergency Power Off (EPO), los cuales deben existir para cumplir con los códigos de seguridad contra incendios o eléctricos.

La tasa de disponibilidad máxima del datacenter es 99.995% del tiempo.

Hay que tener en cuenta que para un tier IV se contempla que la única parada que se produce es por la activación de un EPO y esto sólo sucede una vez cada cinco años.

No obstante para la exigencia que demanda un tier IV algunas empresas u organizaciones manifiestan necesitar una disponibilidad de “cinco nueves”, esto significa un 99,999% de disponibilidad. Esto es poco más de cinco minutos anuales sin sistemas.

Conclusión

El propósito del estándar TIA 942 es proveer una serie de recomendaciones y buenas prácticas para el diseño e instalación de un datacenter.

La intención es que sea utilizado por las ingenierías que necesitan un conocimiento del facility planning. El estándar TIA 942 y la categorización de tiers se encuentran en pleno auge en el mundo con certificaciones reconocidas mundialmente como la de Uptime Institute.

Esto lleva al replanteo de las necesidades de infraestructura de una manera racional y alineada con las necesidades propias de disponibilidad del negocio en que se encuentran las empresas.