Tier datacenter — уровни надежности дата-центра

Прежде, чем рассказывать про уровни надежности дата-центра (tier data center), хотелось задать простой вопрос читателям сайта. В чем состоит идея классификации центров обработки данных по уровням надежности? И мне лично приходит простая аналогия — классификация гостиниц по звездности. Мы, как потребители, догадываемся, что можно ожидать или, наоборот, не ожидать от отеля с определенным уровнем звездности, когда выбираем отель для отдыха. Гостиницы классифицируются по 5-ти базовым уровням, а центры обработки данных, на данный момент, классифицируются по 4-рем уровням надежности — tier 1, tier 2, tier 3, tier 4. Также как и у звезд гостиницы, чем выше уровень надежности дата-центра, тем более надежный ЦОД.

А кому необходимо определять уровень надежности дата-центра?

Предлагаемый инструмент для оценки надежности дата-центра в виде определенных параметров и требований к инженерным системам, позволяет оценить и определить уровень надежности ЦОД не только потребителям, которые планирую разместить свое оборудования или воспользоваться услугами и сервисами центра обработки данных, но и инвесторам, которые принимают решение о вложение своего капитала в строительство дата-центра. Также этот подход в виде определенных требований позволяет оценить предприятиям, которые планируют построить для решения своих задач свой сосбтвенный некоммерческий ЦОД с заданным уровнем tier, который им требуется для обеспечения работы бизнес-процессов. Например, какому-то предприятию вполне допустим простой и несколько минут в день, а значит и не требуется супернадежность ( например, уровень tier 4), а некоторым коммерческим предприятиям, простой в несколько минут в месяц обойдется серьезными финансовыми потерями и упущенной выгодой, поэтому им необходимо построить ЦОД с уровнем tier 4 .

Разработка tier дата-центра Uptime Institute

Идея определить уровни надежности датацентра родилась в недрах ассоциаций предприятий, собранной под флагом Uptime Institute, которая занимается сбором и обработкой информации, выдачей рекомендацией и детальных требований к уровням надежности центров обработки данных.

Стандарт  TIA EIA 942 использует Uptime Institute

Разработки  Uptime Institute в области определения уровней надежности с его позволения «перекочевали» в североамериканский стандарт TIA EIA 942, принятый в 2005 году.  Для каждого из выделенных уровней надежности в стандарте TIA EIA 942 приводится детальное описание, требования и рекомендации к следующим системам и элементам: архитектурным решениям, электроснабжению, охлаждению, безопасности, противопожарной системе, структурированной кабельной системы, системе кабелепроводов, телекоммуникациям. Например, в стандарте приводится описание требований и рекомендаций по минимальной высоте фальшпола для определенного уровня надежности.

В стандарте при описании требования к количеству ресурсов используется буква «N» (сокращение от слова need) и простейшие математические формулы с операциями сложения и умножения. Операция сложения обозначает увеличение потребности на одну условную единицу (например, N+1 означает, что необходимо иметь запас ресурсов в одну единицу), а операция умножения увеличение потребностей в несколько раз (например, N*2 означает полное дублирование потребностей).

1-ый уровень надежности ЦОД — tier 1

Базовый уровень надежности ЦОД. Этот уровень применялся для дата-центров в 60-ые и 70-ые годы прошлого столетия. Ошибки и отказы в работе систем и оборудования на этом уровне приводят к сбоям в работе всего ЦОД. Также работа центра обработки данных прерывается для проведения профилактических и ремонтных работ. В ЦОД может не быть фальшполов, резервных источников электроснабжения и источников бесперебойного питания (ИБП).

  • Инженерная инфраструктура создана только для удовлетворения текущих потребностей, то есть без резервирования и избыточных ресурсов (обеспечение потребностей выражается в виде буквы «N»)
  • Время простоя за год — 28,8 часов
  • Коэффициент отказоустойчивости 99,671%

2-ой уровень надежности ЦОД- tier 2

Дата-центры на 2-ом уровне имеют небольшой уровень резервирования работоспособности систем и имеют небольшие избыточные ресурсы в инженерных системах датацентра. Но все равно подвержены перебоям из-за плановых и неплановых отказов работы оборудования в дата-центрах. Для этого уровня необходимо иметь фальшпол, резервные источники электроснабжения ЦОД. Проведение технических и ремонтных работ потребует остановку работы центра обработки данных.

  • Система не имеет полного резервирования, однако установлены дополнительные элементы в системах охлаждения и энергоснабжения ЦОД (обеспечение потребностей выражается в виде формулы «N+1»)
  • Время простоя за год — 22,0 часа
  • Коэффициент отказоустойчивости 99,749%

3-ий уровень надежности ЦОД — tier 3

Дата-центр с данным уровнем надежности позволяет провести ремонтно-профилактические работы без остановки работы ЦОД. То есть возможна одновременно эксплуатация и техническое обслуживание центра обработки данных вплоть до замены компонентов системы, добавления и удаления вышедшего из строя оборудования. Чтобы обеспечить 3-ий уровень уже необходимо для системы охлаждения спроектировать и построить два трубопровода, обеспечить резервными мощностями работу всего оборудования с учетом выхода из строя или профилактики системы электроснабжения. Но ошибки в работе и отказы могут вызывать перебои в работе дата-центра.

  • Имеет несколько путей (каналов) для распределения электропитания и охлаждения, но лишь один из них активен; имеет резервированные компоненты (обеспечение потребностей выражается в виде формулы «N+1»)
  • Время простоя за год — 1,6 часа
  • Коэффициент отказоустойчивости 99,982%

4-ый уровень надежности датацентра — tier 4

Отказоустойчивый дата-центр с резервированием всех систем, позволяющий выполнить любые плановые и внеплановые работы без прерывания работы ЦОД. На этом уровне обеспечивается надежная защита от сбоев. Чтобы отвечать требованию 4-ого уровня надежности необходимо дублирование всех систем с учетом того, что в каждой системе и ее «резервной копии» будет находиться, как минимум, еще один дополнительный компонент, обеспечивающий резервирование по схеме «N+1». То есть в дата-центре должно быть резервирование системы на уровне «N+1» и сама система еще должна быть, как минимум, продублирована. Отказы могут иметь место в случаях ручного аварийного отключении системы электроснабжения и срабатывания системы пожарной безопасности. На 4-ом уровень даже структурированная кабельная система должна быть полностью зарезервирована.

  • Системы имеют двойное резервирование с учетом, как минимум, дополнительного компонента Имеет несколько активных путей распределения нагрузки и охлаждения с резервными компонентами 2 (N+1), т.е. 2 ИБП с избыточностью N+1 каждый (обеспечение потребностей выражается в виде формулы «2 (N+1)»)
  • Время простоя за год — 0,4 часа
  • Коэффициент отказоустойчивости 99,995%

Заключение

Не надо также забывать, что в ходе эксплуатации дата-центра и добавления серверов и оборудования систем хранения данных в ЦОД при неизменной инженерной инфраструктуре базовые потребности в дата-центре вырастут и это может привести к изменению уровня надежности центра обработки данных. То есть необходимо пересматривать уровень надежности ЦОД или другими словами — подтверждать свою «звездность». Но я сомневаюсь, что об изменении уровня надежности сообщит владелец коммерческого дата-центра – ведь это не в его интересах. Ну и мы все, как потребители понимаем, что мало получить гостинице 5* или дата-центру 4-ый уровень надежности (tier 4) , необходимо еще и грамотно эксплуатировать ЦОД. Пока в стандартах не рассматриваются вопросы уровня надежности центров обработки данных в зависимости от уровня эксплуатации.

Скорее всего, будет принят Uptime Institute 5-ый уровень надежности ЦОД tier 5 с коэффициентом отказоустойчивости виде 5-ти девяток 99,999%, который будет отвечать потребностям современных предприятий.

Также возникает вопрос, а не классифицировать ли серверные помещения по уровням надежности, так же как и центры обработки данных. Но это тема отдельной статьи.


Поделиться информацией

Вы можете послать эту статью или новость коллеге или знакомому по email со своим комментарием, пригласить обсудить ее. Просто нажмите на иконку конверта --->


Сообщения, вопросы и ответы

Вы можете задать вопрос, написать комментарий, обсудить данную новость или статью.

Ваше сообщение (вопрос, ответ, комментарий)

  1. Дмитрий Мацкевич 21.08.2012 в 21:47

    Сегодня прошел первый день обучения по программе ATS Uptime Institute. Был удивлен некоторыми требованиями к tier ЦОД, например, для всех ЦОД даже tier I, требуется наличие для ДГУ топлива на объекте на 12 часов непрерывной работы! При этом для системы tier III не требуется обеспечение непрерывной работы системы охлаждения.

    Uptime Institute впервые проводит данный курс обучения в Москве.

  2. Дмитрий Мацкевич 23.08.2012 в 18:44

    Похоже, что Utime застрял на 4-ех уровнях и связано это с тем, что Uptime не рассматривает сверхустойчивые решения, как отдельный класс. Тем более, что силы компании, а их не так много, брошены на программу по классификации действующих дата центров по Operational Sustainability (Операционной устойчивости), что вполне логично. Так как мало построить ЦОД и сертифицировать инфраструктуру — надо ее грамотно эксплуатировать, поддерживать, а для этого требуется много всего, начиная от подготовки персонала, до создания различных процессов и процедур, описывающих действия персонала и т.д.

    Сейчас обновляю свои руководства с учетом, полученных новых знаний от Uptime Institute за 5000 долларов за 10.5 часов обучения :-)

  3. Андрей Стеблин 06.06.2014 в 12:13

    (подписан на сообщения)

    Существуют ли стандартные требования к зданиям, в которых будет размещаться ЦОД по уровню tier 3? (Ширина/длина/высота, степень огнестойкости, оборудование инженерными системами, и т.д.)

    Спасибо