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Digitalisierung, IoT, Cloud - das brauchen moderne Rechenzentren

IT-Verantwortliche in Rechenzentren stehen vor riesigen Herausforderungen. Sie müssen eine flexible, effiziente, skalierbare und performante technologische Basis für Lösungen aus den Bereichen Digitalisierung, IoT, Cloud Virtual Reality oder künstliche Intelligenz zur Verfügung stellen.

Über die Unterverteilung im Rechenzentrum werden alle Server flexibel und anforderungsgerecht mit Strom versorgt.

Über die Unterverteilung im Rechenzentrum werden alle Server flexibel und anforderungsgerecht mit Strom versorgt.

© TUI InfoTec

Aktuelle Hype-Themen wie Digitalisierung, Cloud, Industrie 4.0 oder Internet of Things (IoT) versetzen IT-Verantwortliche in einem Rechenzentrum (RZ) in Aufruhr. Denn klassische Rechenzentrums-IT gerät durch den Service-Gedanken und durch flexible Bereitstellung von IT-Infrastrukturen immer mehr unter Druck.

Ein Rechenzentrum kann in einem kleinen Unternehmen aus nur einem Rack bestehen. Größere Firmen haben eigene Server-Räume mit mehreren Rack-Units und Großrechenzentren beherbergen hunderte von Rack-Einheiten, in denen tausende von Servern ihre Arbeit verrichten können.

Doch Unabhängig von der Größe eines Rechenzentrums müssen sich IT-Verantwortliche bei der Planung und Bau eines Serverraumes oder RZs mit vielfältigen Aspekten auseinandersetzten: Stromversorgung, Klimatisierung, Verfügbarkeit, Brandschutz, Alarm- und Sicherheitstechnik sowie Wartung und Service und nicht zuletzt muss auch die Zukunftsfähigkeit und die Energieeffizienz berücksichtigt werden.

Wenn schnell, flexibel und unabhängig von den örtlichen Gegebenheiten hohe Rechenleistung benötigt wird, sind Rechenzentren "Out of the Box" eine gute Alternative. Die sogenannten Plug-and-Play-Containerrechenzentren sind als All-In-One-Komplettlösungen ausgelegt und beinhalten alle Komponenten eines stationären RZs angefangen von der Stromversorgung und Klimatisierung bis hin zu den Racks. Zusätzlich lassen sich die Container miteinander verbinden und so die Rechenleistung skalieren. Aber auch kleine aus standardisierten Komponenten modular aufgebaute RZs sind eine gute Wahl, schnell und preisgünstig RZ-Kapazitäten auszubauen.

Sicherheit ist Trumpf
Eine absolute Ausfallsicherheit gibt es in einem Rechenzentrum nicht. Deshalb gibt die Tier-Klassifizierung des amerikanischen Uptime Institute einen Anhaltspunkt etwa über den Redundanz- und Verfügbarkeitsgrad einer RZ-Infrastruktur. So bietet Tier 1 eine N-Redundanz und eine Verfügbarkeit von 99,671 Prozent, das entspricht einem jährlichen Ausfallrisiko von 28,8 Stunden. Die höchste Klassifizierung Tier 4 erhöht die Redundanz auf 2 x (N + 1) und den Verfügbarkeitsgrad auf 99,991 Prozent mit einer Ausfallzeit von maximal 0,8 Stunden pro Jahr. Um lokale Verhältnisse besser Rechnung zu tragen, stellt der TÜV Rheinland oder die BITKOM eigne Spezifikationen für RZs zur Verfügung, die sich aber an den Tier-Klassifizierungen orientieren. So kategorisiert die BITKOM die Rechenzentren in die Klassen A bis E mit zulässigen Ausfallzeiten von 72 Stunden bis 0,0 Minuten.

Intelligente Klimatisierung
Server-, Storage- und Netzwerksysteme mit hoher Leistungsdichte müssen im Rechenzentrum intelligent gekühlt werden. So reicht es heute nicht mehr aus, nur den Kühlungsprozess isoliert zu betrachten und die erzeugte Wärme so schnell wie möglich von den Hot-Spots abzuführen. Vielmehr muss ein einheitliches Gesamtkonzept erstellt werden, das sowohl die Auslastung eines einzelnen Servers als auch die Gebäudeklimatisierung berücksichtigt. Eine zentrale Bedeutung sollte dabei eine allumfassende RZ-Managementsoftware spielen, die alle Komponenten überwacht und steuert.

Bei der Realisierung großer Rechenzentren wird bevorzugt die Kaltgang-Warmgang-Anordnung von Server-Racks inklusive Doppelboden verwendet. Dieses Konzept führt den Servern Frischluft zu und leitet die Abwärme ab. Über Wärmetauscher lässt sich die Energie der warmen Luft zurückgewinnen und für die Gebäudeversorgung wieder nutzen. Wird die Außentemperatur in das Kühlkonzept miteinbezogen, so lassen sich die Systeme mit der Außenluft kühlen. Bei warmen Sommertagen hilft ein feiner Wassernebel die Lufttemperatur durch Verdunstungskälte zu reduzieren.

Bei steigender Leistungsdichte in Servern reicht eine Luftkühlung oft nicht mehr aus, um die Temperatur der Systeme ausreichend zu reduzieren. Hier bietet aber der Markt mittlerweile sichere und innovative Wasserkühllösungen bis hin zu neuen Wärmetauschertechnologien an.

Um diese Standards zu erreichen, muss sich ein RZ-Verantwortlicher mit Aspekten wie externe Stromeinspeisung, USV-Systeme, Notstromaggregate, Klimatisierung, Brandschutz sowie Gefahrenmanagement und Service beschäftigen und verschiedene Lösungen gegeneinander abwägen.

Besonderer Bedeutung in einem Rechenzentrum gilt dem Brandschutz. So gewährleistet der bauliche Brandschutz, dass Wände, Böden, Decken und Türen gegen Feuer für eine gewisse Zeit gewappnet sind (EN 1047-2). Auch Rauchgas und Spritzwasser müssen sie für eine Zeitdauer widerstehen können. Dagegen müssen für den technischen Schutz gegen Brände im RZ Rauchmelder installiert oder entsprechende Überwachungseinheiten zur Brandfrüherkennung inklusive eigenständiger Löschtechnik und gegebenenfalls Sauerstoffreduzierungssysteme vorhanden sein. Das beinhaltet sowohl den Gebäudebereich als auch die Server-Racks.

Doch Sicherheit beschränkt sich nicht nur auf die elementaren Ereignisse, sondern schließt auch den Schutz vor unbefugten Zutritt sowohl für das Gebäude als auch für die IT-Hardware mit ein. Dabei spielen Zutrittskontrollsysteme wie ID-Karten, Fingerscanner oder Passwortzutritt per Pin-Pad inklusive Videoüberwachung und andere innovative Zutrittskontrolllösungen eine zentrale Rolle.

*Der Autor Bernd Haluschak ist Redakteur der Computerwoche.

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