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Usare il software di gestione dell'infrastruttura dei Data Center per migliorare la pianificazione e ridurre i costi di esercizio

Revisione 2

di Torben Karup Nielsen and Dennis Bouley

Introduzione 2

Pianificazione: effetto/impatto delle decisioni

3

Operazioni: un maggior numero di compiti in meno tempo

8

Analisi: identificazione dei punti forti e dei punti deboli a livello operativo

12

Conclusioni 15

Risorse 16

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White Paper 107

I responsabili della gestione aziendale esercitano una sempre maggiore pressione, sul proprio personale IT, per convertire i Data Center da centri di costo in risorse in grado di generare valore per l'impresa. Permettendo all'azienda di rispondere più rapidamente alle domande di mercato, i Data Center possono avere un impatto significativo sui profitti. Questo documento vuole dimostrare, attraverso una serie di esempi, in che modo gli strumenti software di gestione dell'infrastruttura del Data Center possono semplificare i processi operativi, ridurre i costi e rendere più rapida la comunicazione delle informazioni.

In sintesi >

I White Paper by Schneider Electric fanno parte del più ampio catalogo di white paper realizzati dal Data Center Science Center di Schneider Electric [email protected]

Usare il software di gestione dell'infrastruttura fisica dei Data Center per migliorare la pianificazione e ridurre i costi di esercizio

Schneider Electric – Data Center Science Center White Paper 107 Rev 2 2

Secondo Uptime Institute (una divisione di 451 Group) il mercato dei sistemi di gestione del'infrastruttura dei Data Center passerà dagli attuali 500 milioni di dollari ad un valore di 7,5 miliardi entro il 2020.1 Responsabili IT e dirigenti d'azienda hanno capito che, attraverso una migliore pianificazione dell'infrastruttura fisica, una parziale riconfigurazione del sistema ed una limitata serie di modifiche dei processi, è possibile risparmiare centinaia di migliaia di dollari in costi energetici ed operativi. I sistemi che permettono alle aziende di ottenere questi risparmi sono costituiti dai software di gestione dell'infrastruttura fisica (alimentazione e raffreddamento) dei moderni Data Center. I precedenti sistemi di reporting, concepiti per supportare Data Center tradizionali, non sono più adeguati ai nuovi Data Center, la cui natura "flessibile" impone la gestione di continui cambi di capacità e carichi dinamici. Un sorprendente numero di operatori di Data Center di piccole e medie dimensioni crede di poter gestire le proprie sale senza strumenti di gestione dell'infrastruttura fisica. Ciò potrebbe rappresentare un rischio. Un operatore che gestiva solo 15 rack presso un piccolo impianto di produzione, ad esempio, riteneva che le conoscenze acquisite, nel corso degli anni, sulle operazioni dei Data Center potessero aiutarlo a gestire qualunque situazione problematica. Nel tempo, tuttavia, la densità all'interno dei suoi 15 rack è aumentata. Le bollette elettriche sono salite ed i sistemi di raffreddamento ed alimentazione non erano più adeguati. Ad un certo punto, l'aggiunta dell'ennesimo server ha sovraccaricato un circuito secondario e messo fuori servizio un intero rack. I nuovi strumenti di Pianificazione e implementazione del software di gestione (v. Figura 1) migliorano l'allocazione di alimentazione e raffreddamento nella sala IT (pianificazione), forniscono una rapida analisi delle conseguenze in caso di perdita di una parte della sala IT (operazioni) ed utilizzano i dati storici per migliorare le future prestazioni della sala IT (analisi). Ognuno di questi tre tipi di strumenti di Pianificazione e implementazione - pianificazione, operazioni ed analisi - viene spiegato nel dettaglio nelle successive sezioni di questo documento. Gli strumenti software per i Data Center (ad esempio, sistemi di gestione degli edifici) non vengono illustrati. Per una descrizione degli strumenti software per l'infrastruttura fisica dei Data Center esistenti negli altri sottogruppi e sottosistemi di Data Center e infrastruttura IT, consultare il White Paper 104, Classificazione degli strumenti software di gestione dei Data Center.

1 Andy Lawrence, The 451 Group, Data Center Infrastructure Management: Consolidation, But Not Yet,

7 dicembre 2010

Introduzione

Classificazione degli strumenti software di gestione dei Data Center

Link per visualizzare le risorse disponibili White Paper 104

http://www.apc.com/wp?wp=104



Sottoinsiemi della struttura del Data Center e infrastruttura IT*

Pannello di controllo

Monitoraggio e automazione Raccolta dati

Sottosistemi(elenco parziale)

Flusso di lavoro della sala IT/gestione della potenza erogabile a livello di sala IT/gestione del ciclo di vita e delle risorse della sala IT

Strumentidi esempio

Strumenti di pianificazione/strumenti operativi/strumenti di analisi

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>* Per una descrizione completa dei sottoinsiemi OT e dei sottosistemi, vedere il White Paper

104, Classificazione degli strumenti software di gestione dei Data Center.

Pianificazione eimplementazione

Alcuni responsabili di Data Center non hanno mai utilizzato strumenti di gestione dell'infrastruttura fisica di prima generazione perché il loro campo di applicazione era limitato e richiedevano un notevole intervento da parte dell'uomo. Gli strumenti di prima generazione erano in grado di generare un elenco precaricato di dispositivi e di segnalare l'aumento, oltre una soglia prestabilita, della temperatura di entrata di un'unità CRAC. L'operatore doveva determinare per conto suo quali apparecchiature erano interessate dall'errore. Gli strumenti non erano in grado di individuare la correlazione tra il dispositivo dell'infrastruttura fisica ed il server. E non erano neanche in grado di intraprendere azioni per prevenire i tempi di fermo macchina, come aumentare la velocità delle ventole per dissipare il calore dei punti caldi. I nuovi strumenti di gestione di seconda generazione sono concepiti per identificare e risolvere i problemi con un intervento minimo da parte dell'uomo. Attraverso la correlazione tra risorse di alimentazione, raffreddamento e spazio e singoli server, gli strumenti DCIM oggi possono fornire ai sistemi di gestione IT informazioni relative all'eventuale presenza di problemi dell'infrastruttura fisica e alle possibili conseguenze che possono avere su carichi IT specifici. Soprattutto in ambienti cloud altamente virtualizzati e dinamici, i dati in tempo reale relativi alla costante variazione nella capacità di alimentazione e raffreddamento sono fondamentali per garantire una collocazione sicura dei server. L'intelligenza di questi strumenti, inoltre, permette al sistema IT di informare i responsabili aziendali sulle conseguenze delle loro azioni, prima che vengano prese decisioni relative all'aggiunta di server. Le decisioni aziendali che comportano un maggior consumo di energia nel Data Center, per esempio, influiranno sul "carbon footprint" e sulla "carbon tax". Con questi nuovi strumenti, è possibile procedere anche a fatturazioni interne per il consumo di energia, oltre che modificare il modo in cui le decisioni vengono assunte, allineando il consumo di energia ai risultati aziendali. I moderni strumenti software di pianificazione illustrano, attraverso un'interfaccia grafica, l'attuale stato fisico del Data Center e simulano l'effetto di eventuali aggiunte, spostamenti e modifiche dei dispositivi fisici. Questa capacità consente di rispondere ad alcune comuni domande relative alla pianificazione (v. Figura 2). Per esempio, i moderni strumenti di pianificazione possono prevedere l'impatto di un nuovo server sulla distribuzione di alimentazione e raffreddamento. Gli strumenti software di pianificazione, inoltre, calcolano l'impatto di spostamenti e modifiche sullo spazio del Data Center e sulle capacità di alimentazione e raffreddamento.

Pianificazione: effetto/impatto delle decisioni

Figura 1 Gli strumenti software trattati in questo documento appartengono al sottogruppo OT "Pianificazione e implementazione"



Indicatori di una pianificazione inadeguata Gli esempi che seguono illustrano i problemi che possono svilupparsi per effetto di una pianificazione inadeguata: • Una recente valutazione del sistema di alimentazione e raffreddamento di un Data

Center ha rivelato la presenza, a livello di sala, di numerosi punti caldi che avrebbero dovuto essere freddi. Altre zone che, invece, avrebbero dovuto essere calde, erano fredde. Perché? Anche se i Data Center avevano sufficienti kilowatt di capacità, nessuna reale pianificazione era stata effettuata riguardo alla disposizione delle apparecchiature. La distribuzione dell'aria era insufficiente, anche se la capacità virtuale era disponibile.

• Nel momento in cui un amministratore IT ha sovraccaricato involontariamente una presa multipla già al limite, un intero rack di server è andato perso.

• I drive e la memoria rimossi da server che erano stati acquistati per un determinato progetto d'installazione si sono rivelati inadatti ad un altro progetto. Nessuno strumento di monitoraggio era in atto per registrare attività quali la rimozione di dispositivi da un rack. In mancanza di un monitoraggio automatico delle risorse su rack, la pianificazione del progetto è stata sbagliata. Quando è arrivato il giorno dell'installazione, le risorse del progetto sono state installate con un notevole costo aggiuntivo. Purtroppo la maggior parte della giornata è andata persa cercando di localizzare l'apparecchiatura inadeguata.

• Una grande azienda di produzione ha virtualizzato il proprio Data Center e consolidato le applicazioni aziendali più critiche di un cluster di server. Potendo contare sul meccanismo di trasferimento della loro piattaforma di virtualizzazione (capacità di migrare le loro VM), ritenevano di essere protetti da problemi hardware. Sfortunatamente, in fase di pianificazione, non avevano considerato che tutti i server dipendevano dallo stesso UPS. Ciò significava che, in caso di guasto dell'UPS, nessun server protetto da tale UPS poteva effettuare la migrazione dei carichi interessati.

Comprensione dell'impatto di guasti e modifiche Dirigenti aziendali e operatori di Data Center condividono l'obiettivo di mantenere l'integrità funzionale anche quando, nel Data Center, si verificano dei guasti. La comprensione dell'impatto dei guasti contribuisce a rassicurare la direzione aziendale sulla disponibilità dei processi. Inoltre, queste informazioni possono consentire agli operatori di Data Center di abbreviare i tempi di ripristino o addirittura prevenirli. In pratica, gli strumenti di pianificazione contribuiscono a mantenere la continuità delle attività.

Domande comuni a cui rispondono gli strumenti di pianificazione:

• Dove verrà posizionato il prossimo server fisico o virtuale?• Disporrò ancora di ridondanza di alimentazione o raffreddamento in condizioni

di errore o di manutenzione?• Devo ripartire i miei blade server per ottenere un funzionamento affidabile?• Quale impatto avrà un nuovo server sul circuito derivato esistente?• Quale sarà l'impatto delle nuove apparecchiature sulla ridondanza e sui margini

di sicurezza?• Le apparecchiature di alimentazione e raffreddamento esistenti hanno la capacità

per accogliere le nuove tecnologie?

Figura 2 Domande comuni sulla pianificazione



I moderni strumenti software di pianificazione dispongono delle seguenti funzioni: • Rappresentazioni grafiche dei dispositivi IT e della loro posizione nel rack (per trovare

queste informazioni, l'operatore non ha più bisogno di ricorrere ai fogli di calcolo o di doversi recare fisicamente nel Data Center).

• Visualizzazione dell'impatto degli spostamenti e delle modifiche in corso sulla capacità di alimentazione e sulla distribuzione del raffreddamento (v. Figura 4). (L'operatore non deve più eseguire complessi calcoli matematici, correndo il rischio di commettere gravi errori che possono provocare tempi di inattività non previsti).

• Simulazione delle conseguenze di guasto dei dispositivi di alimentazione e raffreddamento sui dispositivi IT per l'identificazione dell'impatto sulle applicazioni aziendali critiche (ciò permette una valutazione preliminare del rischio basata su calcolo scientifico anziché solo sul "buon senso").

• Considerazione dei limiti di peso dei rack e della capacità di carico del pavimento (per evitare di compromettere l'integrità dei rack o di superare la capacità di carico di un pavimento rialzato).

• Simulazione degli scenari di raffreddamento nel Data Center con approssimazione del CFD (ciò consente l'analisi del flusso d'aria in pochi secondi ed evita di procedere ad un'analisi del CFD effettivo che richiederebbe giorni e l'inserimento di un gran numero di dati).

• Individuazione delle posizioni d'installazione raccomandate per i dispositivi IT montati su rack. La scelta della posizione è basata sulla disponibilità di alimentazione, raffreddamento, spazio e porte di rete. (Ciò contribuisce ad evitare il rischio di sovraccarico dei circuiti secondari o di generazione di punti caldi).

Gli strumenti di pianificazione migliorano l'efficienza operativa del Data Center e creano un ambiente predisposto agli interventi di miglioramento del processo. Consideriamo il tipico scenario in cui un operatore cerca di determinare se il superamento della capacità di alimentazione su un rack è solo un'anomalia o si tratta di una tendenza in sviluppo. Egli procede per "buon senso". Se si sbaglia, quando la capacità di alimentazione di un rack viene superata, interviene un interruttore. Ciò significa che tutti i server che, a valle di tale interruttore, supportano applicazioni critiche verranno spenti. Gli strumenti di pianificazione possono simulare l'allocazione dei carichi di lavoro nel rack al superamento di una determinata soglia prima di una modifica o uno spostamento. Il consumo di ogni dispositivo nel rack viene misurato in modo che le decisioni di bilanciamento del carico possano essere assunte in base a dati scientifici. I moderni strumenti di controllo dell'infrastruttura fisica inviano un allarme dal rack prima che avvenga lo sgancio dell'interruttore. Questo sistema di allarme preliminare consente all'operatore di intervenire prima che si verifichi l'interruzione dell'attività. Vengono generati report relativi ai valori minimi, massimi e medi di utilizzo, nel tempo, per ogni rack nel Data Center (v. Figura 3). Se un rack si avvicina alla soglia di sovraccarico possono essere generate ed esaminate opzioni di simulazione predittiva per determinare il miglior modo di attenuare il problema. La pianificazione implica la capacità di simulare i risultati e di gestire inventario e flusso di lavoro.

Dirigenti aziendali e operatori di Data Center condividono l'obiettivo di mantenere l'integrità funzionale anche quando, nel Data Center, si verificano dei guasti.

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Consideriamo lo scenario in cui un operatore deve stabilire dove sistemare il prossimo server. Nel Data Center tradizionale, l'operatore eseguirebbe un controllo manuale sui rack, alla ricerca di spazi liberi e di una porta di rete. Potrebbe verificare se la zona dietro il rack è troppo calda e poi prendere il nuovo server, sistemarlo nel rack, collegarlo e sperare che non ci siano problemi.

Figura 4 È possibile utilizzare strumenti di pianificazione per analizzare l'impatto degli spostamenti e delle modifiche sui sistemi di alimentazione e raffreddamento dei Data Center (videata di esempio estratta dall'applicazione StruxureWare Operations di Schneider Electric).

Figura 3 Raccolta di dati per la simulazione in tempo reale (videata di esempio estratta dall'applicazione InfraStruxure Capacity di APC by Schneider Electric)



Essendo in grado di raccogliere costantemente dati dai vari dispositivi nei rack, i moderni strumenti di gestione delle operazioni possono utilizzare i dati raccolti per effettuare la simulazione, in tempo reale, della sistemazione del server in base ai requisiti di alimentazione, raffreddamento, spazio e peso del server (v. Figura 4). In funzione del risultato della simulazione, questi strumenti generano un ordine di lavoro per sistemare il server nel rack corretto. L'implementazione dei moderni strumenti di pianificazione può far risparmiare centinaia di ore di lavoro all'anno e migliaia di dollari, se si considerano i tempi di fermo evitati. Questi vantaggi si estendono anche ai nuovi ambienti cloud privati. La selezione e l'implementazione dell'host sono critici per capitalizzare i vantaggi di un'infrastruttura cloud privata. La presenza di numerosi computer virtuali (VM) e applicazioni in esecuzione su un singolo host rende ancora più critico lo stato e la disponibilità di ciascun computer fisico. Gli strumenti di pianificazione servono quindi a garantire che ogni computer fisico disponga dell'alimentazione e del raffreddamento necessari per rimanere operativi. Se il software di pianificazione contribuisce a migliorare l'efficienza delle operazioni, l'accesso ai dati di pianificazione del Data Center può aiutare a convincere la direzione aziendale della necessità di un aggiornamento del Data Center (vedere la sezione "Analisi: identificazione dei punti forti e dei punti deboli a livello operativo" di questo documento). Le funzionalità di creazione report ora disponibilità dai sistemi di gestioni rilasciati di recente consentono di giustificare le spese per il miglioramento dei Data Center. Inoltre, l'uso di strumenti di pianificazione avanzati può aiutare i professionisti dei Data Center a preparasi agli audit e ad altri controlli di conformità. Le nuove interfacce grafiche facilitano l'interazione con gli strumenti di gestione. I rack possono essere visualizzati in tre dimensioni, dall'alto in basso o dalla parte frontale (v. Figura 5). Gli strumenti di gestione correlano i dati tra le unità CRAC, le PDU e gli UPS. L'intera catena viene monitorata. Gli strumenti mettono in relazione il rack che viene raffreddato da un'unità CRAC ai dispositivi IT presenti in quei rack. Di conseguenza, è possibile prevedere l'impatto di un guasto dell'infrastruttura fisica (come un'unità CRAC in guasto) sulle risorse IT alloggiate.

Figura 5 Vista frontale della fila di rack IT dalla sala IT (videata di esempio estratta dall'applicazione StruxureWare Operations Schneider Electric)

L'implementazione dei moderni strumenti di pianificazione può far risparmiare centinaia di ore di lavoro all'anno e migliaia di dollari, se si considerano i tempi di fermo evitati.

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I nuovi strumenti automatizzati di gestione del flusso di lavoro permettono agli operatori di assegnare ordini di lavoro, riservare spazi, tracciare lo stato del sistema e produrre un audit trail, per una visibilità completa ed una tracciabilità della storia delle modifiche apportate nel tempo con l'inserimento e la rimozione dei dispositivi. La Figura 6 riporta un esempio delle domande operative a cui i moderni strumenti di gestione dell'infrastruttura fisica sono in grado di rispondere. Indicatori di una gestione inadeguata Gli esempi che seguono illustrano i problemi che possono sorgere a seguito di una pianificazione e implementazione inadeguate delle operazioni. Gli attuali strumenti di gestione dell'infrastruttura sono in grado di favorire un aumento della produttività degli operatori dei Data Center e migliorare i processi esistenti. • In un grande Data Center finanziario, la fornitura e l'installazione di server era diventata

così complessa che solo ingegneri altamente qualificati – e quindi molto ben pagati – erano in grado di realizzare il compito.

• Un esperto responsabile di un Data Center di New York era preoccupato dall'arrivo di un server nel suo nuovo Data Center di Londra. Sapeva che il personale presente a Londra non era sufficientemente esperto e temeva che non avrebbe saputo dove sistemare correttamente il server. È volato da New York a Londra solo per sistemare un Post-It® sul rack che riteneva più idoneo ed essere sicuro che non sarebbero stati commessi errori. Voleva essere certo che i sistemi di alimentazione e raffreddamento potessero supportare i nuovi server.

• Il proprietario di un Data Center di medie dimensioni in Florida ha sovradimensionato, intenzionalmente, per anni, la propria capacità di raffreddamento, per non rischiare di avere problemi. Egli, inoltre, non conosceva l'origine di una serie di server nel suo Data Center. È emerso che il raffreddamento era ancora più sovradimensionato di quanto si pensasse e che il 10% dei server installati erano fortemente sottoutilizzati.

• Un operatore di Data Center di un'industria finanziaria era stato incaricato di installare nove nuovi server. Ha individuato un rack quasi vuoto nel Data Center e vi ha installato i nuovi server. Dopo aver controllato che tutti i server fossero accesi e inizializzati, ha considerato riuscita l'installazione. Solo il giorno successivo ha notato che l'UPS che alimentava i nuovi server era passato in condizione di bypass. Durante la notte, il carico dei server appena installati aveva raggiunto il picco, sovraccaricando di conseguenza l'UPS e mettendo a rischio centinaia di server.

• Nel Data Center di una grande industria sanitaria, contenente configurazioni sia a bassa densità (senza ridondanza) che ad alta densità (con ridondanza 2N), era stato inavvertitamente installato un server a bassa densità in un rack ad alta densità. Questo errore non è stato scoperto fino a quando non è giunto il momento di mettere il server fuori servizio. Alla fine, l'utilizzo di quel server è costato 20 volte più del necessario in termini di energia elettrica.

• Un grande studio di progettazione aveva virtualizzato una notevole percentuale di carico di lavoro e applicazioni nell'ambito di un modello informatico basato su cloud che avevano adottato. Per meglio rispondere alla domanda in costante fluttuazione e garantire la disponibilità, lo studio aveva consentito al responsabile dei sistemi virtuali di creare e spostare automaticamente le VM in base ai requisiti di elaborazione. Quando le applicazioni ebbero esaurito potenza del processore, il responsabile le aveva spostate in un altro host fisico in un rack differente che disponeva ancora di capacità del processore. Il server aveva subito un arresto anomalo a causa del sovraccarico dell'unità di distribuzione dell'alimentazione.

Operazioni: un maggior numero di compiti in meno tempo



Relativamente alle operazioni, i moderni strumenti software di analisi eseguono le seguenti funzioni: • Distribuzione e tracciamento del consumo di potenza dei dispositivi monofase

e trifase, per assicurare che il carico sia bilanciato su tutte e tre le fasi del sistema di alimentazione (questo implica una minore dipendenza da un fornitore o da un elettricista per determinare il bilanciamento dei carichi del sistema di alimentazione).

• Illustrazione del percorso dell'alimentazione - dall'UPS al rack ai singoli dispositivi all'interno del rack - del carico misurato e della capacità dei rack (anziché procedere attraverso prove ed errori, l'operatore può identificare immediatamente quali saranno i server interessati in caso di problemi con un particolare rack o UPS).

• Descrizione del consumo di potenza medio e di picco per rack e giustificare quindi le decisioni quando si determina dove sistemare un nuovo server.

• Generazione di un audit trail di tutte le modifiche apportate alle risorse e degli ordini di lavoro, per un determinato intervallo di tempo, comprendente la registrazione degli allarmi generati e rimossi (per stabilire con certezza i motivi per cui un sistema è andato in guasto senza doversi affidare all'incerta ricostruzione che può fare il personale delle modifiche subite dai dispositivi).

• Identificazione delle capacità in eccesso ed indicazione dei dispositivi che possono essere messi fuori servizio o utilizzati altrove (per risparmiare sui costi energetici riallocando le risorse sottoutilizzate).

• Generazione di un valore PUE (Power Usage Effectiveness) su base quotidiana e tracciamento dal PUE storico (per analizzare se la riduzione dei costi di gestione e le strategie di risparmio energetico stanno effettivamente funzionando).

• Esistono alcuni strumenti che possono comunicare informazioni relative ad alimentazione, raffreddamento, rack e altri dati inerenti l'infrastruttura fisica direttamente a un responsabile dei sistemi virtuali. Una cooperazione di questo tipo può garantire che le Virtual Machine insieme alle applicazioni e ai carichi di lavoro relativi esistano solo su host fisici che dispongono di risorse in grado di assicurare alimentazione e raffreddamento. In questo modo l'affidabilità IT aumenta limitando l'esigenza di una ridondanza dell'infrastruttura fisica. Per informazioni sul modo in cui un ambiente altamente virtualizzato può influire sull'infrastruttura fisica, consultare il White Paper 118, Virtualizzazione e cloud computing: Ottimizzazione di alimentazione, raffreddamento e gestione per massimizzare i vantaggi.

I moderni strumenti software di Pianificazione e implementazione consentono di migliorare le procedure operative standard. La Figura 7 illustra il confronto tra il flusso di lavoro tradizionale, in caso di perdita di una ventola su un'unità CRAC, ed il nuovo approccio. Le Figure 8 e 9 illustrano le differenze tra i due tipi di approccio nella gestione dei problemi di consumo di energia dei Data Center.

Figura 6 Principali domande sulle operazioni

Domande comuni a cui rispondono gli strumenti di funzionamento:

• Qual è il flusso di lavoro corrente?• Il Data Center presenta punti di concentrazione del calore e come è possibile risolverli?• Qual è lo stato generale del Data Center?• Ho perso una ventola del sistema CRAC, cosa posso fare?• La capacità di alimentazione è superata su un rack, cosa posso fare?• Qual è il valore PUE?

Virtualizzazione e cloud computing: Ottimizzazione di alimentazione, raffreddamento e gestione per massimizzare i vantaggi





In un approccio di tipo tradizionale, l'operatore ragiona nel seguente modo: "Ho tre unità CRAC e 15 rack. Quello che non funziona è il CRAC n. 3; quindi mi devo preoccupare solo degli ultimi 5 rack della catena". Questo tipo di calcolo/correlazione può funzionare solo quando il numero di rack da gestire è limitato. Tuttavia, dato che l'ambiente IT è destinato a crescere, la situazione diventa sempre meno gestibile. Quando gli operatori si affidano alla loro memoria e/o a una serie di assunzioni tradizionali, è inevitabile il rischio di creazione di punti caldi e di sovraccarico dei circuiti. Questo è il momento in cui iniziano i problemi. Quando il livello di complessità supera una certa soglia, gli strumenti di gestione funzionano in modo molto più efficiente e preciso rispetto alla capacità e all'esperienza. Il metodo tradizionale di registrare l'inserimento e la rimozione dei dispositivi della sala IT prevede la registrazione delle operazioni effettuate in un apposito registro, da parte di una determinata persona. Questa procedura viene seguita per qualunque tipo di dispositivo, che si tratti di un disco, di un nastro o di un'apparecchiatura più grande. Di notte, tutti gli slot dei drive vengono controllati dal personale di sicurezza e, se mancano dei dispositivi, il personale esamina i registri di accesso alla sala server per vedere chi potrebbe averli persi. I moderni software di gestione delle operazioni possono fornire informazioni sull'inventario del Data Center attraverso un dispositivo palmare, direttamente sul posto. Un lettore di codici a barre integrato semplifica il compito di implementazione degli ordini di lavoro e di identificazione dei dispositivi. Attraverso la rete wireless, è possibile sincronizzare automaticamente le posizioni dei server e specificare gli attributi di dispositivi e risorse. Le ricerche possono essere effettuate per nome del fornitore, per modello e per tipo di dispositivo. Le informazioni possono essere esportate anche in formato Excel.

Consideriamo uno scenario in cui l'operatore del Data Center sta tentando di determinare lo stato generale dell'infrastruttura fisica di alimentazione e raffreddamento. In un Data Center tradizionale, dovrebbe misurare ed interpretare lo stato di ogni singolo dispositivo. I risultati delle misurazioni dovrebbero essere registrati su appositi fogli di calcolo. Per ottenere un report, sarebbe necessario aggregare i dati manualmente.

Gli strumenti di gestione sono in grado di rilevare, gestire e monitorare i dispositivi a livello centralizzato e in modo permanente. Quando si verifica un problema, avvisi e allarmi

Figura 7 Confronto tra approccio tradizionale e nuovo approccio: Perdita di ventole del sistema CRAC

Il sistema di monitoraggio rileva la perdita della

ventola su CRAC

Il personale viene informato e viene

organizzato l'intervento

Inizia il funzionamento della

nuova ventola

Il sistema di monitoraggio rileva la perdita della ventola CRAC/viene

generato un ordine di lavoro di manutenzione

Il sistema identifica il server specifico a

rischio

Le applicazioni a rischio vengono spostate su

server alternativi

Viene aumentata la velocità delle ventole

vicine per compensare la

perdita

La manutenzione ripara la ventola

Le applicazioni vengono ripristinate sul server originale

Intervento umano: elevato Rischio di inattività: elevato

Intervento umano: ridotto Rischio di inattività: ridotto

Approccio tradizionale

Approccio aggiornato

Quando gli operatori si affidano alla loro memoria e/o a una serie di assunzioni tradizionali, è inevitabile il rischio di creazione di punti caldi e di sovraccarico dei circuiti.

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vengono generati istantaneamente, in base alle soglie e alle condizioni definite dall'utente. Per supportare la diagnostica del problema, è quindi possibile generare rapidamente report e grafici. Problema: Gestione dell'efficienza energetica I Data Center convenzionali sono grandi consumatori di energia. Storicamente, la progettazione e le operazioni dei Data Center sono state focalizzate sull'affidabilità e sulla capacità. In tal modo si è giunti a una situazione in cui i Data Center non sono ottimizzati in termini di efficienza. In effetti, è difficile identificare un singolo luogo in cui un Data Center è progettato in funzione dell'efficienza, poiché le decisioni autonome di progettisti delle apparecchiature, integratori di sistema, programmatori di controllo, installatori, ditte esterne, manager IT e operatori contribuiscono tutte sostanzialmente alle prestazioni energetiche complessive. Numerosi studi dimostrano come il consumo di energia sia un costo sostanziale delle operazioni IT che, in alcuni casi, supera addirittura il costo dell'hardware stesso2. La pressione esercitata da costi alti e la consapevolezza che i Data Center possono essere molto più efficienti dal punto di vista energetico, sono i motivi per cui molti operatori mirano a un minore consumo energetico. Gli operatori sono però mal equipaggiati per misurare il consumo di energia anche se ne stanno diventando consapevoli. Fortunatamente, i nuovi strumenti di gestione dell'energia si fanno sempre più spazio nella suite dei sistemi di gestione delle sale IT.

2 Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti, “Creating Energy Efficient Data Centers”, maggio 2007

Figura 8 Confronto tra approccio tradizionale e nuovo approccio: Trasferimento del carico

Carico ridotto del Data Center di notte

Nessuna modifica apportata ai sistemi IT, di alimentazione

e di raffreddamento

Applicazioni consolidate sul rack 1

Il rack 2 viene spento, aumentando il

risparmio energetico

Il carico viene trasferito in base ai dati di

consumo energetico

Risparmio energetico: nessuno

Risparmio energetico: elevato



Il sistema rileva il carico ridotto del

Data Center di notte



Questi nuovi strumenti consentono, agli operatori delle sale IT, di supportare il trasferimento del carico (v. Figura 8). In un ambiente virtualizzato le macchine virtuali, le applicazioni e i rispettivi carichi di lavoro possono essere tutti spostati dal responsabile VM in altri host fisici una volta raggiunte le soglie di alimentazione definite dall'utente. Nell'esempio di risparmio energetico illustrato nella Figura 8, i carichi virtuali vengono consolidati in un singolo rack nottetempo quando la domanda è inferiore. Ciò consente lo spegnimento dell'altro rack per risparmiare energia. Occorre sottolineare che la generazione di dati in tempo reale sul consumo energetico richiede unità di distribuzione dell'alimentazione in rack con contatore o apparecchiature di monitoraggio dei singoli circuiti derivati insieme al software DCIM per raccogliere e notificare le misurazioni mettendo in correlazione tali dati con l'apparecchiatura IT specifica. Come descritto in precedenza, esistono alcuni strumenti DCIM che è possibile integrare direttamente con il responsabile dei sistemi virtuali per condividere informazioni relative ad alimentazione, raffreddamento e altri dati inerenti. Questa integrazione garantisce un posizionamento sicuro e automatizzato di VM nuove ed esistenti. La Figura 9 illustra il modo in cui le pratiche di gestione dell'energia possono ridurre i costi operativi. L'obiettivo dell'analisi è quello di arrivare a una decisione ottimale e realistica basata sui dati. Ad esempio, per tutte le modifiche apportate alle risorse nella sala computer, può essere generato un audit trail. Se ogni notte, sempre alla stessa ora e sullo stesso rack, sembra che si verifichi un picco della domanda di alimentazione e tale picco è pericolosamente vicino alla soglia di sgancio dell'interruttore, può essere presa la decisione di modificare il flusso di lavoro in modo da ridurre il picco di consumo per quel rack. L'analisi dei dati operativi dell'infrastruttura fisica può servire anche a determinare la causa dei problemi (ossia, operazioni lente o costose). La combinazione di analisi e simulazione predittiva è un altro modo ancora in cui il Data Center può contribuire a generare valore per l'azienda. La Figura 10 riporta alcune delle domande a cui si può rispondere utilizzando i moderni strumenti di gestione dell'infrastruttura fisica dei Data Center.

Analisi: Identificazione dei punti di forza e dei punti deboli a livello operativo

Il sistema preesistente rileva una richiesta di carico minore di notte

Le ventole a velocità variabile nei CRAC

vengono abbassate

Il carico di raffreddamento ridotto viene riportato al

sistema BMS

Il sistema BMS ottimizza il refrigeratore aumentando la

temperatura dell'acqua refrigerata

Le ventole a velocità variabile nei CRAC

vengono abbassate

Risparmio energetico: moderato

Risparmio energetico: elevato



Il sistema rileva una richiesta di carico minore di notte

Figura 9 Confronto tra approccio tradizionale e nuovo approccio: Impostazione della temperatura intelligente



I report prestazionali tracciano le interruzioni di alimentazione per rack, fila e zona di distribuzione. Quando i server subiscono un guasto più frequentemente in una certa zona, è possibile individuarne la causa. Se lo scopo dell'operatore è quello di aumentare l'efficienza e ridurre i costi, senza un quadro di riferimento, il valore delle misure del Data Center è limitato. I moderni strumenti software di analisi eseguono le seguenti funzioni: • Identificazione delle discrepanze tra il consumo di energia pianificato, basato sui dati

di targa, e il consumo effettivo, basato sui dati effettivi di alimentazione (per aiutare l'operatore a prevedere le capacità con maggiore precisione, in modo da facilitare la definizione del budget e delle decisioni di acquisto).

• Generazione di report di inventario organizzati per tipo, età, costruttore e proprietà del dispositivo (per consentire all'operatore di identificare rapidamente le risorse sottoutilizzate, fuori garanzia e quelle che hanno bisogno di essere aggiornate).

• Generazione di report sul consumo di energia (v. Figura 11) per sottosistema (per consentire agli operatori di determinare quali rack o sottosistemi sono responsabili della maggior parte del costo energetico e di verificare se le modifiche apportate alla sala IT aumentano il consumo di energia).

• Fornitura dei dettagli per permettere l'allocazione dei costi operativi per ogni gruppo di business unit con conseguente controllo interno sui costi. Ciò consente all'operatore di intervenire sul consumo energetico delle diverse business unit e permette all'azienda di assumere decisioni più informate sulle tecnologie da implementare.

Domande comuni a cui rispondono gli strumenti di analisi:

• Cosa è presente nel Data Center? • Chi ha utilizzato quale apparecchiatura e quando?• È presente capacità di raffreddamento e alimentazione inutilizzata?• Quando deve essere aggiornato il firmware?• Entro quale data il Data Center esaurirà la capacità di alimentazione

e raffreddamento? Quale si esaurirà prima?• Quando è necessario caricare le batterie dell'UPS? • Quando sarà necessario il prossimo investimento ingente per

l'infrastruttura fisica del Data Center?• Come posso prevedere le esigenze future di infrastruttura, investimenti

e installazioni?

Figura 10 Principali domande relative all'analisi



Quando le caratteristiche dello spazio su rack e a pavimento non sono coordinate con le capacità di alimentazione, raffreddamento, distribuzione dell'alimentazione e distribuzione del raffreddamento, il risultato è la cosiddetta "capacità inutilizzata". Questo concetto può essere meglio illustrato pensando a un CEO che, durante un giro di ispezione nel Data Center, si accorge che diversi rack sono pieni solo a metà e chiede perché il responsabile del Data Center afferma invece che la sala ha raggiunto la massima capacità. Di seguito sono riportati alcuni esempi di capacità inutilizzata nel Data Center. • La capacità di un condizionatore d'aria è sufficiente ma la distribuzione dell'aria al

carico informatico è inadeguata.

• L'unità PDU dispone di una capacità sufficiente ma non ci sono posizioni libere per nuove utenze

• Disponibilità di spazio a pavimento ma senza disponibilità di alimentazione

• Condizionatori d'aria in posizioni inadeguate

• Alcune unità PDU sono sovraccariche mentre altre sono utilizzate solo parzialmente.

• Alcune zone sono surriscaldate mentre altre sono fredde.

La capacità inutilizzata è un problema frustrante per i professionisti dei Data Center. È difficile spiegare agli utenti o alla direzione aziendale che un Data Center con capacità installata di 1 MW di alimentazione e raffreddamento non può raffreddare nuovi blade server, operando a 200 kW di carico complessivo. Un efficace strumento di gestione delle capacità, oltre a identificare ed evidenziare la capacità inutilizzata, contribuisce prima di tutto a impedire che il personale del Data Center crei una simile situazione. Per ulteriori informazioni su come gestire la capacità inutilizzata, consultare il White Paper 150 di APC, Gestione delle capacità di alimentazione e di raffreddamento dei Data Center.

Figura 11 Analisi del consumo di energia (videata di esempio estratta dall'applicazione StruxureWare Operations Energy Efficiency di Schneider Electric).

© 2009 APC by Schneider Electric

Interfaccia WebPer semplificare l'integrazione con

pagine Web di terzi mediante l'interfaccia di programmazione di

applicazione (API)

Perdite di energia nei sottosistemiSpaccato delle perdite di energia e dei costi dei sottosistemi che mette in evidenza quale

sottosistema riporta i costi maggiori

Calcolo dell'efficienza energeticaValori PUE correnti e storici basati sul carico IT attuale, per una valutazione

precisa dell'efficienza energetica a livello di impianto

Pannello di controllo dell'efficienza

Gestione della capacità di ali-mentazione e di raffredda-mento per il Data Center





Con le sfide rappresentate dall'elaborazione ad alta densità, dai carichi di lavoro dinamici e dal bisogno di un più efficiente consumo di energia, le aziende hanno bisogno di software che permettano loro di pianificare e di far funzionare a basso costo i Data Center, oltre che di analizzare i possibili miglioramenti del flusso di lavoro. Solo una maggiore visibilità, più controllo e una migliore automazione possono aiutare a raggiungere l'obiettivo di creare valore per l'azienda. Le capacità di gestione olistica attualmente disponibili possono permettere ai professionisti dei Data Center di massimizzare la loro capacità di controllo sui costi energetici e di consigliare all'azienda come utilizzare le risorse IT in modo più efficace. Condividendo informazioni chiave, dati storici e informazioni sulla tracciabilità delle risorse, oltre che sviluppando la capacità di ripagare gli utenti, i nuovi strumenti di Pianificazione e implementazione permettono agli utenti di intervenire in base alla business intelligence del Data Center. In breve, l'uso efficace dell'attuale software di gestione dell'infrastruttura IT del Data Center aumenta l'affidabilità e l'efficienza del Data Center aumentandone il valore aziendale complessivo.

Conclusioni

Torben Karup Nielsen è un Principal Software Researcher del Data Center Software Research Team di Schneider Electric. Dopo aver conseguito un master in scienze informatiche e matematica presso la University of Southern Denmark, ha lavorato in modo continuativo ai software di gestione dei Data Center e dell'efficienza energetica, oltre che all'integrazione tra la gestione dell'infrastruttura dei Data Center (DCIM), i sistemi IT e i sistemi di gestione del flusso di lavoro. Dennis Bouley è Senior Research Analyst presso il Data Center Science Center di Schneider Electric. È laureato in giornalismo e lingua francese presso la University of Rhode Island e ha conseguito un "Certificat Annuel" alla Sorbona di Parigi. Ha pubblicato diversi articoli, in riviste internazionali, focalizzati sugli ambienti dell'infrastruttura fisica e IT dei Data Center ed è autore di diversi White Paper per The Green Grid.

Note sugli autori



Classificazione degli strumenti software di gestione dei Data Center White Paper 104

Virtualizzazione e cloud computing: Ottimizzazione di alimentazione, raffreddamento e gestione per massimizzare i vantaggi White Paper 118

Gestione della capacità di alimentazione e raffreddamento dei Data Center White Paper 150

Configuratore del dimensionamento dell'alimentazione TradeOff Tool 1

Configuratore dell'allocazione di energia TradeOff Tool 2

Configuratore dell'efficienza energetica TradeOff Tool 6

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