OCEL001 Comércio Eletrônico Módulo 08_3: Data Center Infraestrutura. Prof. Charles Christian Miers.

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1 OCEL001 Comércio Eletrônico Módulo 08_3: Data Center Infraestrutura Prof. Charles Christian Miers

2 Hardware para servidores Existem hardwares específicos para servidores CPUs, placas mãe, placas de rede, memória, etc. Ex.: CPU Intel: i7 (desktop) e Xeon (server) Diferenças entre hardware de servidores e hardware de desktop: HW desktop projetado para uso médio baixo (~40hs/semana) HW servidor projetado para 7x24 (~168hs/semana) Teoricamente HW para servidor é mais confiável, porém não há um consenso quanto a isso 2

3 Elementos de um Data Center Sala/prédio Centro de comando Cabeamento Infraestrutura de rede Ar-condicionado Energia 3

4 Rack de 19 Estrutura para montagem de equipamentos de TI com painel frontal de largura de 19 Padrão EIA-310 Diferentes Tipos: Opções com dois ou quatro trilhos (para equipamentos mais pesados) Abertos / Fechados 4

5 5

6 Racks de 19 Fatores a Considerar Fatores a considerar: Peso máximo suportado Rodízios / Pés fixos Esquema de Ventilação: Portas perfuradas / Rack Selado Altura e Profundidade do Rack: Racks tem diferentes profundidades Levar em conta posicionamento de acessórios para a altura Quantidade e posicionamento de trilhos: Trilhos frontais, traseiros, intermediários, etc. Canaletas para cabos 6

7 Piso Elevado Example of Wire Basket Cable Trays Separação entre Fibras, UTP e energia: For Cabling Raised Tipicamente energiaunder em uma calha separada Floor 24" 1.375" RAISED FLOOR TILE DIVIDER 9" 18" 5" 4" FIBER COPPER CABLING SUPPORT STRUT 36" 12" 18" 5" 4" 1" FIBER COPPER CABLING SUPPORT STRUT 1" Open Area 13.5" 24" On Center 7

8 Hardware Auxiliar para Datacenters No-Break / UPS Gerador Switches KVM Gavetas para teclado/mouse/monitor Power Distribution Units (PDUs) 8

9 No-Break / UPS Uninterruptible Power Supply (UPS): Baterias para manter os sistemas funcionais em caso de queda de energia Shutdown dos servidores caso acabem as baterias Deve ser testado periodicamente TIA 942: No-breaks com 5 a 30min. de runtime, até que o gerador entre em funcionamento ou para dar tempo de dar shutdown caso o gerador falhe Até 8hs caso não exista gerador 9

10 Exemplo: Banco de Baterias UOL 10

11 Gerador Utilizado para prover energia ao data center em caso de falha prolongada de energia Deve ser testado periodicamente TIA 942: Gerador a Diesel com capacidade de 4hs a 60 dias Datahosting.com.br Gerador com 1.5 megawatt a diesel c/ 16 cilindros Tanque de combustível de litros. Runtime de de 15 dias 11

12 Exemplo: Gerador UOL 12

13 Switch KVM Equipamento para controlar múltiplos computadores a partir de um único conjunto de teclado/mouse/monitor KVM Keyboard / Video / Mouse Fonte: Wikipedia.com, Avocent.com 13

14 Switch KVM Fatores a considerar 1 usuário / múltiplos usuários Usuário local / Usuário Remoto (via IP) Quantidade de portas Possibilidade de empilhamento Conexão de múltiplos switches KVM para gerenciar um número maior de servidores com um único conjunto de teclado/mouse/monitor OSD On-Screen Display 14

15 Gavetas para teclado/mouse/monitor Gaveta com suporte para fixação em rack (1U): Complementa solução de KVM Às vezes chamado de Gaveta KVM Fonte: conteg.com 15

16 Fonte: conteg.com 16

17 Power Distribution Unit (PDU) Distribuição de energia nos racks com possibilidade de gerenciamento Equipamentos de rede ligados na PDU e esta na energia da sala Fonte: conteg.com 17

18 Power Distribution Unit (PDU) Funcionalidades a se considerar Monitoração de consumo por tomada Alarmes para sobrecarga Power-on/off remoto de tomada Carga máxima suportada Fonte: apc.com 18

19 Módulos de Gerenciamento para Servidores Placas com suporte de funcionalidades adicionais de gerenciamento Acesso a funcionalidades do hardware, mesmo sem nenhum sistema operacional inicializado Intel Remote Management Module Fonte: Intel.com 19

20 Módulos de Gerenciamento para Servidores Funcionalidade: Gerenciamento Out-of-Band (i.e., separado da rede de dados) Configuração Remota Power-on/off remoto Console Remoto Proprietário do Fabricante: Intel Remote Management Module HPiLO Dell RAC. 20

21 Sensores Sensores ambientais para Data Center: Temperatura Umidade Fumaça Presença Fiação própria ou sensores em rede Fonte: conteg.com, Serverscheck.com 21

22 Outros Soluções para casos mais complexos Soluções para ventilação Fonte: 42U.com Isolamento de ar frio Fonte: 42U.com Controle de Acesso por Rack Fonte: conteg.com 22

23 Consolidação dos Recursos do Data Center Projetos de consolidação de Data Center devem ter os objetivos bem avaliados através do estudo da infraestrutura do cliente e análise dos requisitos 23

24 Consolidação dos Recursos do Data Center: Objetivos Aprimorar o nível dos serviços e/ou reduzir custos Fazer movimentações estratégicas para orientar-se ou afastar-se de certos tipos de plataformas Reduzir o tamanho da equipe ou evitar novas contratações Alinhar os sistemas com as políticas da organização (segmentação) Aliviar os gerentes de negócios da responsabilidade pela gestão dos servidores, possibilitando que eles possam se concentrar nos negócios, engenharia ou outras questões Suportar sistemas incorporados em fusões ou aquisições (Racionalização Data Center) 24

25 Consolidação dos Recursos do Data Center: Método Baseados em conceitos simples de avaliação, arquitetura, implementação e gerenciamento Inclui adicionalmente uma fase menor de avaliação orientada aos negócios do front-end Serve como um estudo de viabilidade que ajuda a avaliar quando a consolidação de uma Data Center é viável ou não 25

26 Consolidação dos Recursos do Data Center: Método Fonte: 26

27 Consolidação de Data Center: Exemplo Juniper Fonte: 27

28 Consolidação de Data Center: Usos de Máquinas Virtuais Consolidação de servidores físicos: Menos máquinas físicas para gerenciar Menor $$ de infraestrutura 28

29 Consolidação de Data Center: Sem cabeamento estruturado Unstructured Cabling C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U Heater - A/C 1 TABLE AB AC AD AE AF AI AJ TABLE AK AL AM AN AO AP AQ AR AS Heater - A/C POMONA A/C UNIT #7 FI LE N ETW ORK N ETWORK NETW OR K CABI NET I1 NE TWORK CABI NET I2 NE TWORK CABI NET I3 I5 NE TWORK I4 NETW OR K CAB INE T NETW ORK NETW OR K I6 CA BIN ET I7 CAB INE T I8 DESK NETW OR K H8 E7 N ETW ORK G7 FI LE FILE FILE POMONA A/C UNIT #6 CD ROM SCANNER HP PR INTER H7 N ETW ORK H6 N ETW ORK IBM CAB F6 C ABINET E6 NETWOR K G6 N ETWORK F5 C ABINET N ETWORK H5 TAPE RACK H4 TAPE RACK POMONA A/C UNIT #8 H3 H2 IBM DASD IBM S-390 R34 IBM DASD H1 G5 G4 G3 NETW ORK A6 C6 B7 N ETW ORK N ETWORK IBM 3745-A11 IBM IBM E5 11 AH UNIT 8 AG AT &T 7 10 AA DEFINITY 6 9 Z TABLE He ater - A/C 5 Y F4 N ETWORK F3 N ETWORK F2 LAN G2 F1 C ABINET E D IBM A IBM 3745-L13 C ABINET E3 C ABINET E2 C ABINET E1 CISC O ROU TE R 4 X CO NS OL E 3 W Heater - A/C STORAGE DESK 2 V SAA D2 HAL ON NETW ORK C4 A5 B6 A4 B5 NETW ORK C3 NETW ORK C2 B3 NETW ORK C1 B2 N ETW ORK F/X A3 B4 N ETW ORK HALON ABORT HALON RELEASE A2 SAA PANEL NETW ORK C5 C ABI NE T A1 B PA C BELL A D1 B1 G STOR AGE C ABIN E T TAPE RACK 15 IBM AS -400 IBM AS-400 INSTALL A CABLE WHEN YOU NEED IT (SINGLE-USE, UNORGANIZED CABLING) T ABLE LO CKER STORAGE LIEBERT PDU -C 3174 CABINE T CA BINET STORAGE 16 29

30 Consolidação de Data Center: Com cabeamento estruturado TIA-942 Structured Cabling B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V Heater - A/C 1 TABLE NE TWORK C ABINET I1 CA BINET I2 CA BINET I3 CAB IN ET I4 NE TWORK CA BIN ET I6 NE TWO RK C ABINET I5 N ETW OR K CAB INE T I7 NE TWORK CABI NET I8 IDF NETW OR K IDF H6 NETW OR K H5 T APE RACK TA BLE AE AF AG FI LE FILE FIBER MDF COPPER & CORE MDF POMONA A/C UNIT #8 IBM S-390 R34 IBM DASD NETW OR K C ABINET E7 NETW ORK NETW O R K F6 G7 NETW O R K F5 N ETWO RK G6 N ETW OR K N ETWO RK F4 G5 N ETWO RK G4 N ETWO RK F3 NETW OR K H3 N ETWO RK G3 N ETWO RK F2 NETW OR K H2 N ETWO RK G2 LAN F1 NETW OR K H1 N ETWO RK G1 H4 T APE RACK N ETW O R K E6 AH AI AJ AK AL AM AN AO FIL E FILE POMONA A/C UNIT #6 C D RO M SC AN N ER AP AQ AR AS HP PR IN TER IDF IDF IDF IBM CAB IBM 3745s IBM 3745-A11 IBM NET WOR K A6 NETW ORK C6 N ETW O RK B7 NETW ORK C5 N ETW O RK B6 E5 N ETW O R K E4 N ETW O R K E3 N ETW O R K N ETW O R K E1 IBM NETW ORK N ETW O RK C4 B5 NET WOR K HALON C3 N ETW O RK B4 A3 N ETW O RK B3 NET WOR K A2 HALON RELEASE NETW ORK C D IBM A NETW ORK IBM 3745-L13 SAA C ABINET D2 NETW ORK IDF C1 SAA D1 IDF NET WOR K A4 IDF F/X ABO R T N ETW O RK B2 N ETW O RK B1 IDF HALO N PAN EL NET WOR K A5 N ETW O R K E2 Mainframe IBM DASD 11 AD Heater - A/C POMONA A/C UNIT #7 N ETW O RK H8 NETW OR K H7 NETW OR K 10 AC UNIT 7 9 AB AT&T 6 8 AA DEFINITY DESK 5 Z T ABLE Heater - A/C 4 Y CISC O ROUTE R C ON SO LE 3 X Heater - A/C STORAGE DESK 2 W P AC B ELL C A BIN ET A1 A IDF S TOR AG E C AB IN ET T APE RACK 15 IBM AS-400 IBM AS-400 STRUCTURED CABLING SYSTEM (ORGANIZED, REUSABLE, FLEXIBLE CABLING) TABLE STORAGE CA BINET LIEBERT PDU-C LO C KER CA BINET CA BINET 3174 STORAGE CA BINET 16 30

31 ANSI/TIA 942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers Camada Disponibilidade Requisitos 1 99,671% (28.8hs downtime) Básico Caminho único para energia e refrigeração, sem componentes redundantes Opcionais: piso elevador / no-break / gerador Disrupção por atividades não-planejadas e planejadas (ex.: Manutenção) 2 99,741% (22hs downtime) Componentes Redundantes Caminho único para energia e refrigeração, mas com componentes redundantes (N+1) Obrigatórios: piso elevador / no-break / gerador Disrupção por atividades não planejadas e planejadas (ex.: Manutenção) 31

32 ANSI/TIA 942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers Camada Disponibilidade Requisitos 3 99,982% (1.6hs downtime) Múltiplos caminhos para energia e refrigeração, porém apenas 1 ativo, com componentes redundantes (N+1) Disrupção por atividades não-planejadas Manutenção não implica em parada total do DC 4 99,995% (0.4hs downtime) Múltiplos caminhos ativos para energia e refrigeração, com componentes redundantes 2(N+1) Deve impedir disrupção por atividades não planejadas e planejadas 32

33 Layout Salas Layout das salas: Buscar o isolamento das entradas de ar frio do ambiente das saídas de ar quente dos racks Eficiência maior dos equipamentos de refrigeração Gasto menor com energia Layout baseado no conceito de Corredores Frio / Corredor Quente: Deve ser levado em consideração que a maioria dos equipamentos de rack sugam o ar frio pela frente e soltam ar quente pela parte traseira 33

34 Design Corredor Quente / Corredor Frio 34

35 Problema Recirculação de ar quente 35

36 Contenção para Corredor Frio 36

37 Corredores Frio / Quente Solução ºF 70-75ºF 37

38 Corredores Frio / Quente Solução 2 38

39 Contenção de ar Quente Isolamento do ar quente usando racks fechados com entrada/saída de ar dedicadas 39

40 Soluções Avançadas para Data Centers Arquitetura modular e de alta densidade para Data Centers: Racks e/ou Contêineres como unidade computacional Facilidade de alocação / mudança física de recursos Poucas ligações necessárias para interligar rack / contêiner no Data Center Ex.: uplink de rede/storage, alimentação, refrigeração 40

41 Soluções Avançadas para Data Centers Arquitetura modular para Data Centers (cont.) Exemplo: Arquitetura Top of Rack x End of Row End of Row: Switches por corredor Cabeamento + complexo Gerenciamento + simples (menos switches, instâncias STP Menor Flexibilidade Fonte: bradhedlund.com 41

42 Soluções Avançadas para Data Centers Arquitetura modular para Data Centers (cont.) Racks como unidade computacional Ex.: Arquitetura Top of Rack x End of Row Top of Rack Switches por rack Cabeamento DC + simples (Múltiplas Fibras apenas) Gerenciamento + complexo (grande quantidade switches, instâncias STP Custo Maior Flexibilidade Fonte: bradhedlund.com 42

43 Soluções Avançadas para Data Centers Arquitetura modular para Data Centers (cont.): Cabeamento de fibra para instalação rápida e alta densidade Cabos com conector MTP/MPO de 12/24 fibras entre racks e cassetes para distribuição tradicional dentro do rack Future-Proof para 40G e 100G Ethernet Cassete e MPO para 24 fibras Fonte: furukawa.com.br Conector MTP c/ 12 fibras Fonte: completeconnect.co.uk Fonte: bradhedlund.com 43

44 Data Center: Locaweb Duração: 08:30min 44

45 Data Center: Google Contêiner Duração: 06:30min 45

46 Soluções Avançadas para Data Centers Arquitetura modular para Data Centers Contêineres como unidade computacional Exemplo: Datapod Container Data Center 46

47 Soluções Avançadas para Data Centers Ex.: Microsoft Data Center (Chicago) 47

48 48

49 Leitura Recomendada: IQBAL, M. IT virtualization best practices a lean, green virtualized data center approach. Ketchum, ID: MC Press Online, KUSNETZKY, D. Virtualization: A Manager s Guide. 1 edition ed. O Reilly Media, WINTER, M. Data Center Consolidation: A Step towards Infrastructure Clouds. Proceedings of the 1st International Conference on Cloud Computing. p , Beijing, China: Springer-Verlag. 49

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