DATACENTER WITH REMOTE MANAGEMENT TOOL PROTOTYPE ARDUINO

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1 BRASIL & BAHIA (2013) GERENCIAMENTO REMOTO DE DATACENTER COM FERRAMENTA DE PROTOTIPAGEM ARDUINO A.E.S.Costa¹ e I. F. Vieira Junior² ¹Aluno de graduação em Redes de computadores, Campus Central Natal Instituto Federal do Rio Grande do Norte, IFRN. [email protected]; ²Diretoria Acadêmica de Gestão e Tecnologia da Informação, Campus Central Natal Instituto Federal do Rio Grande do Norte,. [email protected]² Artigo submetido em xxx/2013 e aceito em xxxx/2013 RESUMO O desenvolvimento planejado de um Datacenter pode gerar grandes benefícios para uma organiza-ção. Mediante a necessidade de monitoramento dos servidores e de seu ambiente, nós podemos não apenas reduzir os riscos de paradas, como também os custos operacionais. O presente artigo refere-se a mostrar a construção de um gerenciador remoto de datacenter. Para isso fez-se necessário o projeto e implementação de um protótipo composto de uma plataforma de prototipagem eletrônica open-source, denominada Arduino, e alguns sensores interno ao sistema. Onde esta plataforma irá monitorar de forma autônoma o datacenter, desligando servidores mais críticos e enviando mensagens de notificação aos adminis-tradores. Mesmo na ausência de sinal de internet e energia elétrica. PALAVRAS-CHAVE: arduino, datacenter, gerenciamento, open-source. DATACENTER WITH REMOTE MANAGEMENT TOOL PROTOTYPE ARDUINO ABSTRACT The planned development of a Datacenter can generate large benefits to an organi-zation. By the need to monitor the servers and their environment, we can not only reduce the risk of breakdowns, as well as operating costs. This article refers to showing the construction of a remote datacenter manager. For this it was necessary to design and implement a prototype platform consisting of an opensource electronics prototyping, called Arduino and some sensors internal to the system. Where this platform will monitor independently the data center, shutting down most critical servers and sending notification messages to adminis-trators. Even in the absence of internet signal and electricity.. KEY-WORDS: arduino, datacenter, management, open-source. Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação,

2 GERENCIAMENTO REMOTO DE DATACENTER COM FERRAMENTA DE PROTOTIPAGEM ARDUINO INTRODUÇÃO A utilização de redes que interligam organizações, dando apoio aos processos, é uma resposta aos novos tempos de alta competividade. Nesta organização baseada em redes e compostas por células interconectadas com diversos pontos de acessos propiciados pela infraestrutura de TI, o elemento central de processamento e armazenamento dos dados e da informação é o DATACENTER. O desenvolvimento planejado de um bom Datacenter pode gerar grandes benefícios para uma organização. Uma questão importante do Datacenter está vinculada ao monitoramento dos servidores e ambiente. Através desse monitoramento uma organização pode não apenas reduzir os riscos de paradas, como também os custos operacionais, através da redução do consumo de energia necessária para mantê-los funcionando, impactando diretamente na quantidade de arrefecimento necessária para manter estes servidores funcionando a uma temperatura ideal. Entretanto, a maior parte das empresas não possui grande número de equipamentos para ocupar o seu Datacenter. Estas empresas possuem um único rack para instalação de seus servidores, switch e demais equipamentos. Porém, todos os datacenter possuem os sistemas básicos de refrigeração, energia elétrica, segurança e controle de acesso e prevenção e combate a incêndios. Diante disto é preciso que esses sistemas sejam gerenciados constantemente. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ARDUINO Um Arduino é um microcontrolador de placa única e um conjunto de software para programá-lo. O hardware consiste em um projeto simples de hardware livre para o controlador, com um processador Atmel AVR e suporte embutido de entrada/saída. O software consiste de uma linguagem de programação padrão e do bootloader que roda na placa. O projeto do Arduino começou em 2005 na cidade de Ivrea, na Itália. O objetivo inicial era desenvolver uma ferramenta de baixo custo e fácil manuseio, já que estas eram duas fortes limitações que impediam muitos

3 estudantes, escolas e pesquisadores de iniciar atividades relacionadas à robótica em seus laboratórios.(oxer, 2009) O Arduino é o que chamamos de plataforma de computação física ou embarcada, ou seja, um sistema que pode interagir com seu ambiente por meio de hardware e software (McRoberts, 2011). GPRS - SERVIÇO DE RÁDIO DE PACOTE GERAL É uma tecnologia que aumenta as taxas de transferência de dados nas redes GSM existentes. Esta permite o transporte de dados por pacotes (Comutação por pacotes). Sendo assim, o GPRS oferece uma taxa de transferência de dados muito mais elevada que as taxas de transferência das tecnologias anteriores, que usavam comutação por circuito, que eram em torno de 12kbps. Já o GPRS, em situações ideais, pode ultrapassar a marca dos 170 kbps. No entanto na prática, essa taxa está em torno dos 40 kbps. (SVERZU,2008) A troca de informação entre o arduino e o módulo GPRS ligado à porta serial utiliza um protocolo que designaremos por comandos AT. O standard AT é uma linguagem de comandos orientados por linhas. Cada comando é constituído por três elementos: O prefixo, o corpo do comando, e o caracter de fim de comando ou terminação. SENSORES ELETRÔNICOS Sensores são dispositivos que mudam seu comportamento sob a variação de uma grandeza física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um sinal que indica a alteração desta grandeza. Quando operam diretamente, convertendo uma forma de energia noutra, são chamados transdutores. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a capacitância ou a indutância, sob variação de uma grandeza, de forma mais ou menos proporcional. Um exemplo de transdutor é o microfone, que transforma a vibração mecânica de suas membranas em pulso elétricos. Os sensores eletrônicos podem ser projetados para detectar uma variedade de aspectos quantitativos de um determinado sistema físico. Tais quantidades incluem: temperaturas, luz, campos magnéticos, tensão, pressão, deslocamento, rotação, aceleração. (HELFRICK, 1994).

4 DESCRIÇÃO DO GERENCIADOR REMOTO DE DATACENTER Esse gerenciador remoto será concebido com o intuito de monitorar o ambiente no qual os servidores, roteadores, switch, storages estão localizados a um baixo custo com relação aos disponíveis no mercado. O sistema implementado servirá para medir e verificar alguns parâmetros (condições de temperatura, umidade, fumaça, rede elétrica) de um datacenter e a partir daí sistema tomará medidas de controle e gerenciamento. Como, por exemplo, notificar via SMS à elevação de temperatura, detecção de fumaça e realizar o desligamento de algum servidor mais crítico caso esses parâmetros se alterem. O sistema usará uma comunicação Ethernet e GPRS para se comunicar com os servidores e o ambiente externo. Este sistema atuará de forma autônoma, sem necessidade de protocolo de gerenciamento, o que não seria possível no caso de falta de energia ou paralisação de serviço de internet. METODOLOGIA O projeto foi iniciado com o aprendizado da ferramenta de prototipagem eletrônica open-source, denominada Arduino. O Protótipo é composto de um kit arduino com placa de comunicação de ethernet e um módulo GPRS. Além dos sensores de umidade, temperatura, fumaça e tensão. Na fase de projeto, alguns os circuitos dos sensores foram implementados em matriz de contato. ARQUITETURA DO SISTEMA PROPOSTO O módulo Ethernet utilizado será baseado no chip W5100 que possui além da camada de enlace, as camadas de rede e transporte. Ele implementa internamente os protocolos IP e TCP (além dos protocolos acessórios ARP, ICMP e IGMP), suportando até quatro conexões TCP simultâneas. O buffer de transmissão e recepção é de 16 KBytes. Porém não suporte à fragmentação de pacotes IP. A comunicação do Arduino com módulo GPRS se dará através de um conjunto de código(biblioteca) que faz parte do pacote oficial do Arduino, dessa forma, será enviado comandos AT do arduino para a módulo GPRS. Os sensores de gás, tensão, temperatura e umidade estarão em um divisor de tensão, fazendo com que a tensão de saída altere-se quando houver modificação da resistência dos sensores. O Arduino possui entradas analógicas nas quais conseguem receber a tensão e modificar para um valor digital. Este valor é comparado com um valor de ajuste já estabelecido e se ultrapassar este valor, o ARDUINO será responsável para enviar comandos do protocolo AT para o módulo GPRS notificando a alteração. Além de enviar comandos para módulo Ethernet realizar um shutdown nos servidores, de

5 acordo com os critérios pré-estabelecidos para isso. A arquitetura pode ser visualizada na figura 1. O sistema conta ainda com um relógio usando o CI DS1307, para assim contarmos o tempo e gravarmos os logs do sistema com data atual. Fonte de Alimentação Datacente r Logs do sistema Shield Ethernet + SD Placa do Arduino Shield GPRS DHT11 Temp.+Umid. Sensor Gás Real Time Clock(RTC) Figura 1 - Arquitetura do Sistema Remoto de Gerenciamento de Datacenter.

6 REFERÊNCIAS 1. ARDUINO, site oficial. Disponível em: < Acesso em: 23 junho BANZI,Massimo. Getting Started With For Arduino. Maker Midia: p. 3. FRY, Ben; REAS, Casey. Getting Started with Processing. USA: O Reilly, HELFRICK, Albert D. & COOPER, William D. Instrumentação Eletrônica Moderna e Técnicas de Medição. Rio de Janeiro : Prentice Hall do Brasil, p SVERZU, José Umberto. Redes GSM, GPRS, EDGE e UMTS: Evolução a Caminho da Quarta Geração (4G). 2.ed.rev.e atual. São Paulo: Érica, VERAS, Manuel. DATACENTER: Componente Central da infraestrutura de TI. BRASPORT. Rio de Janeiro, 2009.