München, Starnberg, 06. Sept. 2017 - Virtualisierung, Softwaredefinierte Datacenter und die Stromversorgung: Hinweise vom Energiemanagement-Experten „Eaton“...

Zum Hintergrund: Stabil laufende Rechenzentren sind für den Unternehmenserfolg unerlässlich. Welch enorme Folgen ein Ausfall auf Grund von Mängeln bei der IT-Stromversorgung haben kann, zeigte sich Ende Mai diesen Jahres bei British Airways: ca. 100 Millionen Euro Verlust und ein massiver Imageschaden, da tausende Passagiere ihren Flug nicht antreten konnten. Zitat: "Wir glauben, dass der Auslöser ein Problem mit der Stromzufuhr ist", so am 27.05. der Geschäftsführer von British Airways, Alex Cruz. Die Energiemanagement-Experten von Eaton (1) haben für Unternehmen nachfolgend fünf zentrale Punkte aufgeführt, auf die es ihrer Meinung nach zu achten gilt, um einen sicheren und energieeffizienten Rechenzentrums-Betrieb im Zusammenhang mit USV-Systemen langfristig zu gewährleisten.

Zum Beitrag: Die Energiezufuhr ist für Betreiber von Rechenzentren das zentrale Thema: Unterbrechungen und Störungen können sich massiv auf Produktion und Umsatz auswirken und auch der größte Anteil der Betriebskosten entfällt auf den Energieverbrauch. Neue Entwicklungen bei der Rechenzentrumsinfrastruktur sowie bei der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) bieten Unternehmen bessere Möglichkeiten, ihr Rechenzentrum energieeffizient und sicher zu betreiben. Ob KMU oder Großunternehmen – diese fünf vom Energiemanagement-Unternehmen Eaton aufgezeigten Aspekte sollten Unternehmen aller Art berücksichtigen.

1. Management virtualisierter Infrastrukturen – Lastabschaltung leicht gemacht

• Virtualisierung sowie softwaredefinierte Rechenzentren und -infrastrukturen sind auf dem Vormarsch. Die Auslagerung bietet Vorteile hinsichtlich Flexibilität und Betriebskosten, die Verwaltung ist jedoch komplex. Moderne Softwarelösungen für das Infrastruktur-Management lassen sich heute in virtuelle Architekturen einbinden, USV und Stromverteilereinheit können zusammen mit Informationen zu Netzwerk, Servern und Speicherung in einer Applikation dargestellt werden. Zudem schaffen sie eine zusätzliche Sicherheitsebene, ermöglichen Fehlertoleranzen bei Unregelmäßigkeiten der Stromversorgung oder Live-Migrationen zu Backup-Standorten. Bei Problemen setzen sie automatisiert geeignete und vorab definierte Maßnahmen in Gang. Dies ist besonders in Hinblick auf den sequentiellen Shutdown von VM-Instanzen im Notfall wichtig, da die notwendige Hierarchisierung auch mit modernen physischen Doppelwandler-USV-Systemen alleine nicht umsetzbar ist.

2. Infrastruktur Monitoring – alles stets im Blick

• Wenn die Komplexität zunimmt, bedarf es eines guten Überblicks über die Infrastruktur. Statt isolierten Einzellösungen sollte ein modernes Konzept die Überwachung von Energieversorgung, Räumen, Kapazitäten und weiterer Leistungskennzahlen aus einer Hand liefern. Der Vorteil liegt auf der Hand: Rechenzentrumsbetreiber können schneller reagieren, Änderungen besser vorausplanen, sowie potenzielle Zwischenfälle frühzeitig erkennen und Reparaturzeiten minimieren. Moderne Lösungen unterstützen zudem eine Vielzahl von Schnittstellen und Protokollen, um unter anderem Umgebungssensoren, etwa zu Messung von Temperatur und Feuchtigkeit,  anzuschließen. Die Software-Schicht wird über die angebundenen Geräte zum zentralen Daten-Hub, über den sich umfassende grafische Analysen beziehen lassen.

3. USV-Anlagen – “Whitespace” im Rechenzentrum nutzen

• Rechenzentrumsbetreiber und vor allem Cloud-Anbieter haben wechselnde Auslastungen durch Nachfrageschwankungen, eine langfristige Planung des Bedarfs ist schwierig. Überdimensionierte monolithische USV-Systeme bedeuten hohe Anschaffungskosten und steigern den Aufwand für die Klimatisierung, da Verlustleistungen in Wärme umgewandelt werden. Modulare Konzepte wachsen gemäß der Rechenleistung mit und tragen so zu einem ressourcenschonenden Verbrauch bei. Die Investitionskosten bemessen sich allein am aktuellen Nennleistungsbedarf. Noch passgenauer ist die Implementierung in die einzelne Serverreihe, den sogenannten „Whitespace“. Das Konzept kommt ohne zentrale USV aus, ist platzsparend und vermeidet Single Point of Failures, da Irritationen nur die jeweilige Serverreihe betreffen.

4. Eco-Mode für USV – Effizient Kosten senken

• Etwa 15 Prozent des Energieverbrauchs im Rechenzentrum entfällt auf USV-Systeme. Der Verbrauch resultiert aus der kontinuierlichen Doppelwandlung, die permanent zwischen Netzzugang und angeschlossener Last geschaltet ist, um Stromausfälle und -schwankungen auszugleichen. Durch das erforderliche Redundanzniveau liegt der Wirkungsgrad jedoch nur bei 50 Prozent. Der European Code of Conduct für Rechenzentrumsbetreiber empfiehlt daher skalierbare Systeme mit einem Eco-Mode. Diese erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 99 Prozent – moderne Systeme sogar bei geringer Auslastung. Für ein 15-Kilowatt-Rack sind so Kosteneinsparungen von bis zu 2.000 Euro möglich, bei einer Verbesserung der PUE-Zahl (Power Usage Effectiveness) um 10 Prozent.

5. Störlichtbögen – die unterschätzte Gefahr

• Ungeplante Lichtbögen zwischen Racks oder weiteren elektrischen Anlageteilen stellen ein hohes Risiko für Mitarbeiter und Infrastruktur dar: Sie erzeugen einen Druck bis zu 25 Tonnen pro Quadratmeter, die resultierende Explosion kann das Rechenzentrum schwer beschädigen, zu unwiderruflichem Datenverlust oder gar Personenschäden führen. Dennoch berücksichtigen viele Unternehmen Energieverteilungssysteme bei Sicherheitsanalysen nur unzureichend. Selbst die Erfüllung von IEC-Normen bietet keinen vollständigen Schutz, da diese auf den normalen Arbeitsbetrieb ausgerichtet sind. Gefahren treten jedoch insbesondere bei Wartung oder Erweiterungen auf. Einen umfassenden Schutz bieten hier moderne Störlichtbogenschutzsysteme, deren Lichtsensoren vor jedem einspeisenden Leistungsschalter positioniert werden können und das emittierte Licht über eine Zentraleinheit auswerten. Diese veranlasst bei Gefahr einen metallischen Kurzschluss in weniger als 2ms, die sich aufbauende Spannung bricht entsprechend zusammen. Eine externe Analyse der Infrastruktur sowie regelmäßige Schulungen für die Belegschaft sollten zusätzlich vorgenommen werden.

Fazit: Für Rechenzentrumbetreiber bietet insbesondere die Virtualisierung zahlreiche Vorteile. Allerdings sollten sie bei geplanten Investitionen in die Infrastruktur Sicherheit und Wirtschaftlichkeit langfristig mitdenken. Wer die hier vorgestellten Aspekte mit einbezieht, hält sein Rechenzentrum schlank, sicher und langfristig skalierbar und reduziert dank eines energieeffizienten Betriebs gleichzeitig Kosten und Ressourcenverbrauch.

Abb. 1: Fotolia #127026786 ©Yanawut / Bildquelle: Eaton

(1) Eaton ist ein Energiemanagement-Unternehmen und erzielte im Jahr 2016 Umsätze in Höhe von 19,7 Mrd. US-Dollar. Eaton bietet energieeffiziente Lösungen, die seinen Kunden dabei helfen, elektrische, hydraulische und mechanische Energie effizienter, sicherer und nachhaltiger zu nutzen. Eaton beschäftigt etwa 96.000 Mitarbeiter und beliefert Kunden in mehr als 175 Ländern.