Design und Architektur von Rechenzentren

Daten sind für Unternehmen im digitalen Zeitalter von entscheidender Bedeutung und stehen im Mittelpunkt kritischer Prozesse, vom internen Betrieb bis zum Kundenservice. Diese riesigen Datenmengen müssen an einem Ort gespeichert werden, der sowohl den Technologie- als auch den Geschäftsanforderungen entspricht, klassischerweise in einem IT-Hub vor Ort mit Servern und Geräten vor Ort. Heutzutage sind moderne Rechenzentren die Heimat von Daten, die für den schnellen und skalierbaren Betrieb unserer Gesellschaft unerlässlich sind. Diese Rechenzentren werden mit großem Planungs- und Ressourcenaufwand entworfen und gebaut, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen darin Unternehmen über Jahrzehnte hinweg unterstützen können.

Auswahl des richtigen Rechenzentrumsdesigns

Beim Entwurf einer Rechenzentrumsinfrastruktur im großen Maßstab sind folgende wichtige Überlegungen zu berücksichtigen:

• Leistung
• Kühlung (Heiße Insel/Kalte Insel)
• Konnektivität zu Partnern, Carriern und Börsen
• Sicherheit
• Standort

Diese Überlegungen fließen zusammen mit den Geschäftsanforderungen in Entscheidungen ein, die die Architektur des Rechenzentrums bestimmen. Speziell gebaute Rechenzentren nutzen den physischen Raum oft so effizient wie möglich aus und lassen so Raum für Wachstum in den kommenden Jahren. Racks und Server erfordern eine sorgfältige Planung mit modularen Designs, die Luftzirkulation und Erweiterung ermöglichen.

Konnektivität für Rechenzentren

Bei der Gestaltung von Rechenzentren werden modulare Aufbauten bevorzugt, was bedeutet, dass Racks und Server entfernt oder hinzugefügt werden können, ohne den Betrieb zu unterbrechen, was eine nahtlose Skalierung nach oben oder unten ermöglicht. Verkabelungssysteme in Rechenzentren überdauern häufig andere Geräte, wobei einige Systeme jahrelang im Einsatz bleiben. Daher ist die Kabelorganisation und -verwaltung innerhalb von Racks von entscheidender Bedeutung, da auch einzelne Einheiten ohne Unterbrechung angeschlossen oder getrennt werden können. Sowohl Strom- als auch Datenkabel sind in Verkabelungssystemen normalerweise getrennt, um mögliche Störungen zu verhindern.

Kühlung von Rechenzentren

Kühlsysteme für Rechenzentren sind Kernmerkmale jedes Rechenzentrums, da Hitze leicht die Lebensdauer von Geräten verkürzen und sogar teure Geräte zerstören kann. Die Dichte dieser Geräte in einem Gebäude bedeutet, dass die erzeugte Wärmemenge erheblich ist, es stehen jedoch verschiedene Kühllösungen für Rechenzentren zur Verfügung, deren Systeme je nach Standort des Rechenzentrums variieren.

Arten von Kühlsystemen für Rechenzentren:

• Adiabatische Kühlung (Luft)

Die gängigsten Luftkühlungssysteme verwenden Rack-Lüfter, die warme Luft von den Servern wegleiten. Diese Ventilatoren sind in einer Konfiguration namens Warmgang/Kaltgang angeordnet. Auf einer Seite des Servers strömt klimatisierte Luft durch einen Kaltgang und zieht gekühlte Luft in das Rack. Auf der gegenüberliegenden Seite schieben Ventilatoren heiße Luft von den Servern durch den Warmgang und verlassen den Raum.

• Flüssigkeitskühlung (Wasser)

Gekühltes Wasser leitet Wärme effektiver als Luft, da es eine dichtere Flüssigkeit ist. Dieses Wasser wird durch Rohrschlangen in einem geschlossenen System gepumpt, um Wärme abzuleiten, und dann wird dieses erhitzte Wasser durch eine Kühleinheit geleitet, wodurch der Kreislauf neu gestartet wird.

• Flüssigkeitsimmersionskühlung

Diese Technik wird oft als die Zukunft der Kühlung bezeichnet und ersetzt Wasser, einen bekannten Feind der Elektrizität, durch dielektrisches flüssiges Kühlmittel (chemisch und elektrisch inert). Diese Flüssigkeit ermöglicht das Eintauchen von Komponenten in die Flüssigkeit, sodass keine Pumpen und Spulen erforderlich sind. Die Flüssigkeits-Immersionskühlung löst potenzielle Probleme mit Wasser rund um elektrische Geräte und überwindet Probleme mit fleckigem Luftstrom, was zu dichteren, leistungsstärkeren Rechenzentren der Zukunft führt.

Support-Teams für Rechenzentren

Beim Entwurf eines Rechenzentrums ist die Berücksichtigung der Hand- und Augenunterstützung des Ingenieurs von entscheidender Bedeutung. Interdisziplinäres Personal benötigt für die Zusammenarbeit einen Raum innerhalb des Rechenzentrums, ein Betriebszentrum mit fortschrittlicher Überwachungsausrüstung. Sowohl IT-Experten als auch Ingenieure, die sich auf Kühlung, Luftfeuchtigkeit und physische Racks spezialisiert haben, sollten vor Ort sein, um schnell auf Ausfälle reagieren zu können und Zugang für Wartungsarbeiten und Notfälle zu haben. Sie können Unternehmen, die die Vorteile von Colocation- und Cloud-Diensten nutzen möchten, auch bei der Migration zu Rechenzentrumsumgebungen beratend zur Seite stehen. Supportteams können auch beim Design des Rechenzentrumsnetzwerks und bei der Verwaltung von Netzwerkkonfigurationen für komplexe Multi- und Hybrid-Clouds behilflich sein.

Sicherheit im Rechenzentrum

Der Schutz sensibler Daten ist einer der Hauptgründe, warum sich ein Unternehmen für die Dienste eines Rechenzentrums entscheidet. Die in diesen Einrichtungen untergebrachten Daten und Geräte erfordern standardmäßig robuste Sicherheitsprotokolle, um geschäftskritische Vermögenswerte zu schützen. Der Zutritt zu Rechenzentren wird aus Gründen der Sicherheit und der Geräteintegrität streng kontrolliert – Staub und andere Verunreinigungen sollten auf ein Minimum beschränkt werden. Größere Rechenzentren verfügen in jeder Phase der Einrichtung über physische Barrieren: Maßnahmen zur Verhinderung von Tailgating, biometrische Scanner und Sicherheitspersonal vor Ort. Im Serverraum bieten abschließbare Server-Racks Unternehmen zusätzliche Sicherheit, da nur die Manager des Rechenzentrums die Kontrolle darüber haben, wer Zugriff auf die Server hat.

Verwaltungstools für Rechenzentren

In Rechenzentren werden häufig Tools eingesetzt, die sowohl CTOs als auch IT-Experten dabei helfen, die IT-Infrastruktur und deren Leistung zu überwachen:

• Data Center Infrastructure Management (DCIM): Software mit Konsolen zur externen Überwachung der Ressourcen eines Unternehmens über alle Assets, Colocation und öffentlichen Clouds hinweg.
• Software Defined Networking (SDN): Die Verlagerung der Hardware-Kontrolle auf Software, wobei Ressourcen für eine möglichst effiziente Nutzung entsprechend den Geschäftsanforderungen aufgeteilt werden.
• Kunde : Self-Service-Onlineportale zur Verwaltung Ihrer Daten und verfügbaren Rechenressourcen.

Luftstromdesign

Das Luftstrommanagement im Rechenzentrum ist für den Betrieb ebenso wichtig wie Kühlsysteme und arbeitet synchron, um sensible Daten und Geräte zu schützen. Computer Room Air Conditioning (CRAC) sind Kühlgeräte, die gekühltes Wasser und Luft verwenden, um die interne Umgebung innerhalb festgelegter Schwellenwerte für Temperatur, Luftstrom und Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten. Geräte in Servern, wie z. B. Magnetbänder (in die Datenspeicherung integriert), reagieren besonders empfindlich auf Änderungen der Luftfeuchtigkeit. Daher ist es wichtig, die entsprechenden Bestimmungen zu berücksichtigen, wenn über die Architektur des Rechenzentrums nachgedacht wird.

Stromversorgung

Die Stromversorgung in modernen Rechenzentren konzentriert sich auf Dichte. Mehr als 10 kW pro Rack (in unserem LON3-Zentrum in London) sind der nächste Industriestandard für neue Dienste in den Bereichen KI, VR und Streaming von hochauflösenden Inhalten auf Abruf. Bei hoher Leistung stellt sich auch die Frage nach der Effizienz. Die Power Usage Effectiveness (PUE), eine branchenübliche Kennzahl, bestimmt die Energieeffizienz von Rechenzentren. Viele sind darauf ausgelegt, diesen Wert für einen umweltfreundlicheren Betrieb so weit wie möglich zu senken.

Rechenzentren benötigen eine große Stromversorgung, die an das Hauptnetz angeschlossen ist. Diese Spannung wird dann umgewandelt und über ein Kabel zugeführt, das so konzipiert ist, dass es die Wärme minimiert und die Stromverteilung maximiert. Alle Rechenzentren sollten mindestens über eine N+1-Redundanz für die Stromversorgung verfügen, damit der Dienst bei Ausfall der Stromquellen unterbrechungsfrei weitergeführt werden kann. Die Anlagen berücksichtigen dies, indem sie sowohl einen kraftstoffbetriebenen Generator als auch ein zwischengeschaltetes, batteriebetriebenes unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem (USV) verwenden. Im Falle eines Stromausfalls übernimmt die USV mit Backup-Batterien den Betrieb, schützt vor Spannungsspitzen und versorgt die Geräte mit Strom, bis die Backup-Generatoren einschalten und die Last übernehmen.

Abschluss

Rechenzentren sind Zentren der technologischen Innovation und beherbergen große Datenmengen und modernste Ausrüstung. Die Einrichtungen, in denen diese untergebracht sind, sind auf maximale Konnektivität, Effizienz und Leistung ausgelegt. Unser eigens errichteter Rechenzentrumscampus im Herzen Londons nutzt die neueste Rechenzentrumsarchitektur mit hoher Leistungsdichte, 5 Sicherheitsebenen und vernetzten Interessengemeinschaften für digitales Wachstum in London. LON3, unser Colocation-Center in Brick Lane, ist eng mit mehreren Glasfaser- und Stromredundanzen verbunden, um Ihre Geschäftskontinuität für heute und die Zukunft zu gewährleisten.

*Dieser Inhalt wurde ursprünglich von Interxion: A Digital Realty Company veröffentlicht.