ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS II

INFRAESTRUCTURA PARA CENTROS DE DATOS:

Las nuevas tecnologías como el cómputo móvil, la virtualización y el cómputo en la nube aplican una presión creciente sobre las operaciones de los Centro de Datos y hacen que se incremente demanda de energía, enfriamiento y conectividad a velocidades más elevadas.

Los Centros de Proceso de Datos son los puntos neurálgicos de las comunicaciones en las empresas. Su infraestructura CPD, hoy en día, es más importante que nunca. El incesante crecimiento de los CPD hace que el diseño adecuado y la óptima funcionalidad sea cada vez más difícil de conseguir.

DATA CENTER 

Es una infraestructura compuesta por: Espacio físico para instalación de equipos informáticos de clientes. Conectividad Internet y seguridad. Servicio de operación y Supervisión de todos los componentes.

EL ESTÁNDAR TÍA 942

Guía para los diseñadores e instaladores de centros de datos, el estándar TIA 942(2005) proporciona una serie de recomendaciones y directrices para la instalación de sus infraestructuras.

Aprobado en 2005 por ANSI-TIA (American National Standards Institute – Telecomunications Industry Association), clasifica a este tipo de centros en varios grupos, llamados TIER (anexo G), indicando así su nivel de fiabilidad en función del nivel de disponibilidad.

De acuerdo con el estándar TIA-942, la infraestructura de soporte de un Data Center estará compuesta por cuatro subsistemas:

Telecomunicaciones: Cableado de armarios y horizontal, accesos redundantes, cuarto de entrada, área de distribución, backbone, elementos activos y alimentación redundantes, patch panels y latiguillos, documentación.

Arquitectura: Selección de ubicación, tipo de construcción, protección ignífuga y requerimientos NFPA 75(Sistemas de protección contra el fuego para información), barreras de vapor, techos y pisos, áreas de oficina, salas de UPS y baterías, sala de generador, control de acceso, CCTV, NOC (Network Operations Center – Centro operativo).

Sistema eléctrico: Número de accesos, puntos de fallo, cargas críticas, redundancia de UPS y topología de UPS, puesta a tierra, EPO (Emergency Power Off- sistemas de corte de emergencia) baterías, monitorización, generadores, sistemas de transferencia.

Sistema mecánico: Climatización, presión positiva, tuberías y drenajes, CRAC's y condensadores, control de HVAC (High Ventilating Air Conditionning), detección de incendios y sprinklers, extinción por agente limpio (NFPA 2001), detección por aspiración (ASD), detección de líquidos.

El nivel de fiabilidad de un centro de datos viene indicado por uno de los cuatro niveles de fiabilidad llamados TIER, en función de su redundancia (anexo G). A mayor número de TIER, mayor disponibilidad, y por tanto mayores costes de construcción y mantenimiento.

CUATRO NIVELES DE TIER

TIER I- Nivel 1

• Disponibilidad del 99,671 %.
• Sensible a las interrupciones, planificadas o no.
• Un solo paso de corriente y distribución de aire acondicionado, sin componentes redundantes.
• Sin exigencias de piso elevado.
• Generador independiente.
• Plazo de implementación: 3 meses.
• Tiempo de inactividad anual: 28,82 horas.
• Debe cerrarse completamente para realizar mantenimiento preventivo.

TIER II- Nivel II (Componentes redundantes)

• Sistemas ópticos Disponibilidad del 99,741 %.
• Menor sensibilidad a las interrupciones.
• Un solo paso de corriente y distribución de aire acondicionado, con un componente redundante.
• Incluye piso elevado, UPS y generador.
• Plazo de implementación: 3 meses.
• Tiempo de inactividad anual: 28,82 horas.
• Plazo de implementación: 3 a 6 meses.
• Tiempo de inactividad anual: 22,0 horas.
• El mantenimiento de la alimentación y otras partes de la infraestructura requieren de un cierre de procesamiento.

TIER III- Nivel III (Mantenimiento concurrente)

• Soluciones de alta densidad Disponibilidad 99,982 %.
• Interrupciones planificadas sin interrupción de funcionamiento, pero posibilidad de problemas en las no previstas.
• Múltiples accesos de energía y refrigeración, por un solo encaminamiento activo. Incluye componentes redundantes (N+1).
• Plazo de implementación: 15 a 20 meses.
• Tiempo de inactividad anual: 1,6 horas.

TIER IV- Nivel IV (Tolerante a errores)

• 99,995 % de disponibilidad.
• Interrupciones planificadas sin interrupción de funcionamiento de los datos críticos. Posibilidad de sostener un caso de improviso sin daños críticos.
• Múltiples pasos de corriente y rutas de enfriamiento. Incluye componentes redundantes. Incluye componentes redundantes (2(N+1))- 2 UPS cada uno con redundancia (N+1).
• Plazo de implementación: 15 a 20 meses.
• Tiempo de inactividad anual: 0,4 horas.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS 

DATA CENTER (Un servidor fuera de sitio de trabajo).  Puede acarrear una gran cantidad de presupuesto.

Las condiciones de seguridad son muy completas, posee vigilancia, refrigeración constante del ambiente y contraseñas de seguridad.

DATA CENTER (Un servidor dentro del sitio de trabajo). Los presupuestos bajan, peligros inminentes.

CABLEADO ESTRUCTURADO DATA CENTER

El cableado estructurado para data center es de mucho cuidado, porque las velocidades de transmisión que se manejan son muy elevadas, 1Gbps, 10Gbps, aunque pronto data center manejará velocidades encima de 10Gbps ya que bajaran los precios de las interfaces de red y del cableado. Estamos hablando de 40Gbps y 100Gbps.

El cableado de data center debe ajustarse a los diversos estándares que existen: Norma Americana (TIA942, BICSI-002), Norma Europea (EN 50600, EN 50173-5) y Mundial (ISO/IEC 24764). En otro post voy a detallar más estos estándares.

Un data center de última generación tiene pocos enlaces a 1Gbps, porque los equipos para virtualizar servidores (VMware) están trayendo interfaces de 10Gbps en fibra o cobre y equipos de almacenamiento (storage).

Actualmente, existen muchos fabricantes de cableado estructurado, como SIEMON, SYSTIMAX, PANDUIT que ofrecen diversas soluciones tanto para cableado de cobre como para fibra óptica, especialmente dirigidos a data center a 10Gbps.

Tener en cuenta que el cableado del centro de datos no debe ser Any-To-All, es decir, que el cableado termina en el switch principal, esto ya no funciona a 10Gbps. Para trabajar a 10Gbps el cableado debe ser distribuido, de acuerdo a la norma indicada. Existen varias formas, pero los principales son: End-Of-Row (EoR) y Top-Of-Rack (ToR).

La topología EoR considera switches de distribución y acceso que se ubican al inicio de una fila de gabinetes. La topología ToR considera los switches ubicados en el mismo gabinete de servidores, cada servidor se conecta al switch y éste se conecta al switch principal.

DISEÑO DE UN SERVIDOR PARA REGISTRO MASIVO DE USUARIOS

·       Tipo de servidor: Gama media.

Los sistemas de gama media son principalmente servidores de red con tecnología de punta y otros tipos de servidores que puede manejar el procesamiento a gran escala de muchas aplicaciones empresariales. A pesar de que no son tan potentes como un mainframe (computadora central potente y costosa para procesamiento a gran escala de datos), cubren las necesidades de cómputo de muchas organizaciones y son menos costosos al comprar, operar y mantener comparados contra un mainframe.

Los sistemas de gama media se han vuelto populares como servidores de red potentes, para ayudar a administrar sitios Web de Internet grandes, intranets y extranets corporativas, y otros tipos de redes. Actualmente los sistemas de gama media incluyen servidores utilizados en control de procesos industriales y plantas de manufactura Los sistemas de gama media son también usados como servidores front-end para asistir a los mainframes en el proceso de telecomunicaciones y administración de redes.

El servidor tendrá que contar con un Rack dependiendo la marca de este. La marca de los servidores podría ser electiva dependiendo la característica de estos, puede pasar desde un servidor de fabrica hasta una computadora desktop.

·       Arquitectura MMD

Son full paralelas pero a diferencia de los SIMD esta es asíncrona, que no tiene clock central, y cada procesador podrá ejecutar su propia secuencia de instrucciones.

Esta característica es la mas poderosa en cuanto a procesamiento paralelo, y es la que ha evolucionado en las nuevas supercomputadoras.

Haciendo uso del multiprocesamiento simétrico (SMP). Los sistemas SMP permiten que cualquier procesador trabaje en cualquier tarea sin importar su localización en memoria; con un propicio soporte del sistema operativo, estos sistemas pueden mover fácilmente tareas entre los procesadores para garantizar eficientemente el trabajo. De esta manera evitamos gastar mas recursos y abaratar costos para un sistema de registro masivos de usuarios. La afinidad del proceso SMP con las aplicaciones comerciales es el motivo de que muchos vendedores y analistas del sector recomienden que los usuarios comerciales no utilicen MPP, sino que comiencen con SMP y agrupen estos sistemas SMP en clusters al ir aumentando sus requerimientos

·       Zona de servicio y gestión

Extendida hasta el 30% modular comprende una red de servidores centralizados donde la gestión y el almacenamiento podrán ser tratados en equipos independientes, en esta zona se podrán incluir los medios de acceso a la configuración de los servidores:

•          Empleando protocolos SSH
•          Modo físico utilizado cable KVM

·       Capacidad de almacenamiento para 300 TB

es un dispositivo de almacenamiento magnético, en el cuál se almacena la mayor cantidad de información de la computadora, ya que incluye el sistema operativo (Microsoft ®Windows 2008/2003, Sun® Solaris 10, Linux LAMP, etc.), las aplicaciones (gestores de bases de datos, gestores de correo electrónico, sistemas de almacenamiento de dominios y espacio Web, etc.), los archivos generados por el usuario (texto, hojas de cálculo, música comprimida, videos), etc. Actualmente superan varios Terabytes (TB) de capacidad y cuentan con estándares diferentes para evitar al máximo las fallas, siendo discos tipos SCSI y discos SAS. Una característica especial es que los discos duros se insertan por un compartimiento frontal especial, sin necesidad de abrir el equipo.

El sistema de memoria será distribuido, teniendo su propia memoria local (300 TB) basadas en MPP.

·       Parametrización del UPS – Aire Acondicionado.

La condición ideal estaría entre 24 y 18° C

·       Configuración del Sistema de Monitoreo y Shutdown

·       Software

Al momento de diseñar el servidor se tiene que tener en cuenta los servidores de almacenamiento de información para administrar los datos entrantes y salientes entre estos: SQL, Oracle, etc.

BIBLIOGRAFIA 

http://www.cliatec.com/soluciones-de-infraestructura-para-centros-de-proceso-de-datos

http://www.lanacion.com.ar/643055-los-pros-y-los-contras-del-data-center