Методичні вказівки до практичних робіт

5.1 Практична робота №1 Визначення класу надійності ЦОД

5.1.1 Мета роботи:

Ознайомитися з різновидами ЦОД. Набути практичних навичок з визначення мінімально необхідного класу надійності центру обробки даних для вирішення задач різного класу. Обґрунтувати вибір того чи іншого конструктивного рішення; з'ясувати можливість і доцільність резервування; з'ясувати, чи досяжна необхідна надійність при існуючій технології розробки і виробництва

5.1.2 Методичні вказівки до самопідготовки

При підготовці до заняття доцільно повторити матеріал лекцій з дисципліни, ознайомитися з окремими розділами літератури [1, 2, 6] відповідно до теми.

У ряді країн є стандарти на обладнання приміщень дата-центрів, що дозволяють об'єктивно оцінити здатність дата-центру забезпечити той чи інший рівень сервісу. Наприклад, в США прийнятий американський (ANSI) стандарт TIA-942, що несе в собі рекомендації по створенню дата-центрів, та поділяє дата-центри на типи за ступенем надійності. Хоча в Україні поки немає такого стандарту, дата-центри оснащуються згідно з вимогами для споруд зв'язку, а також орієнтуються на вимоги TIA-942 і використовують додаткову документацію Uptime Institute.

Фактично, TIA-942 сприймається в усьому світі як єдиний стандарт для дата-центрів, однак слід відзначити що він досить давно не оновлювався і його досить складно застосувати в наших умовах. У той же час зараз активно розвивається стандарт BICSI 002 2010 Data Center Design and Implementation Best Practices, що з'явився в 2010 і оновлений в 2011.

Основний показник роботи ЦОД - відмовостійкість; також важлива вартість експлуатації, показники енергоспоживання і регулювання температурного режиму.

Наприклад, стандарт TIA-942 передбачає чотири рівні надійності дата-центрів:

Рівень 1 (N) - відмови обладнання або проведення ремонтних робіт призводять до зупинки роботи всього дата-центру; в дата-центрі відсутні фальшполи, резервні джерела електропостачання та джерела безперебійного живлення; інженерна інфраструктура не зарезервована;

Рівень 2 (N + 1) - є невеликий рівень резервування; в дата-центрі є фальшполи і резервні джерела електропостачання, однак проведення ремонтних робіт також викликає зупинку роботи дата-центру;

Рівень 3 (2N) - є можливість проведення ремонтних робіт (включаючи заміну компонентів системи, додавання і видалення вийшло з ладу) без зупинки роботи дата-центру; інженерні системи одноразово зарезервовані, є кілька каналів розподілу електроживлення та охолодження, однак постійно активний тільки один з них;

Рівень 4 (2 (N + 1)) - є можливість проведення будь-яких робіт без зупинки роботи дата-центру; інженерні системи дворазово зарезервовані, тобто продубльовані як основна, так і додаткова системи (наприклад, безперебійне живлення представлено двома ІБП, кожен з яких вже зарезервовано за схемою N + 1).

Розрахунок надійності складається з наступних етапів:

- Визначення складу розраховуються показників надійності.

- Складання (синтез) структурної логічної схеми надійності (структури системи), засноване на аналізі функціонування системи (які блоки включені, в чому полягає їхня робота, перелік властивостей справної системи, тощо), та вибір методу розрахунку надійності.

- Складання математичної моделі, що пов'язує розраховуються показники системи з показниками надійності елементів.

- Виконання розрахунку, аналіз отриманих результатів, коригування розрахункової моделі.

5.1.3 Хід виконання

5.1.3.1 Наведемо приклад розрахунку надійності обладнання для 1 вузла ЦОД.

Вихідні дані:

Загальна довжина кабелів: L=14.832 км

Інтенсивність відмов 1 км кабелю – λ=4*10^-7(1/год.)

Середній час відновлення 1 км кабелю t`_в= 1 год.

Розрахуємо інтенсивність відмов усієї горизонтальної системи:

Λ = λ * L = 4*10^-7* 14.832 = 5.93*10^-6(1/год).

Розрахуємо середній час безвідмовної безвідмовної роботи горизонтальної системи : Т_о = 1/ Λ = 1/(5.93*10^-6) = 16855(г) ~19 років

Коефіцієнт готовності горизонтальної підсистеми: K_r = T_o / (T_o + t*L)

Виконаємо розрахунок коефіцієнту готовності:

Таким чином, можна зробити висновок, що спроектована горизонтальна підсистема здатна виконувати свої функції з необхідною якістю для ЦОД рівня Tier III. Але система кабелів – це не 1 частка проводу, а багато систем, в тому числі дублюючих.

5.1.3.2 Обрати задачу, що потребує використання ЦОД як системи зберігання даних, як інфраструктури або системи обробки даних.

Для розрахунку надійності ЦОД можна, наприклад, розбити його на ряд системних блоків, визначити ймовірність відмови для кожного, потім розрахувати за схемами загальну надійність, а можна застосувати графи (досить зручно і часто застосовуваний метод) або для розрахунку надійності ЦОД також складаються дерево відмов (дерева відмов об'єкта, що представляють графічне відображення причинно-наслідкових зв'язків, які обумовлюють певні види його відмов).

Визначити та обґрунтувати необхідний рівень надійності ЦОД для вирішення обранної задачи.

5.1.4 Контрольні запитання та завдання

1. Охарактеризуйте існуючі стандарти в галузі дата центрів

2. Наведіть основні вимоги стандарт операційної стійкості від Uptime Institute

3. Наведіть характеристику вимог за стандартом TIA-942

4. Наведіть вимоги до резервування систем ЦОДа за стандартом TIA-942.

5. Технологичні компоненти ДЦ. Безпека ДЦ. Системи безпеки в ДЦ

6. Наведіть основні вимоги до системи безпеки в дата центрах.

7. Доведіть необхідність резервування телекомунікаційній інфраструктури

5.2 Практична робота №2 Оцінка вартості послуг ДЦ

5.2.1Мета роботи:

Розглянути систему послуг, що надають дата центри. Набути практичних навичок з комплексної оцінки необхідного набору послуг дата центрів для вирішення поставленої задачі

5.1.2 Методичні вказівки до самопідготовки

При підготовці до заняття доцільно повторити матеріал лекцій з дисципліни, ознайомитися з окремими розділами літератури [1, 3] відповідно до теми.

Віртуальний хостинг. Великі дата-центри зазвичай не надають подібну масову послугу через необхідність забезпечення технічно-консультаційної підтримки.

Віртуальний сервер. Надання гарантованої і лімітованої частини сервера (частини всіх ресурсів). Важлива особливість даного виду хостингу - поділ сервера на кілька віртуальних незалежних серверів, що реалізуються програмним способом.

Виділений сервер. Дата-центр надає клієнту в оренду сервер в різної конфігурації. Великі дата-центри в основному спеціалізуються саме на подібних типах послуг.

Colocation. Розміщення сервера клієнта на майданчику дата-центру за певну плату. Вартість залежить від енергоспоживання і тепловиділення розміщується обладнання, пропускної спроможності підключається до обладнання каналу передачі даних, а також розміру і ваги стійки.

Оренда телекомунікаційних стійок. Передача клієнтові стійок для монтажу власного або клієнтського обладнання. Формально це окремий випадок colocation, але з основною відмінністю в тому, що орендарі в основному юридичні особи.

Виділена зона (Dedicated area). У деяких випадках власники дата-центру виділяють частину технологічних площ для спеціальних клієнтів, як правило, фінансових компаній, що мають строгі внутрішні норми безпеки. У цьому випадку дата-центр надає якусь виділену зону, забезпечену каналами зв'язку, електропостачанням, холодопостачанням і системами безпеки, а клієнт сам створює свій дата-центр всередині цього простору.

5.1.3 Хід виконання

Обрати задачу, що потребує використання ЦОД як системи зберігання даних, як інфраструктури або системи обробки даних.

Розглянути можливості використання публічних хмарних сервісів для реалізації запропонованої задачі.

5.1.4 Контрольні запитання та завдання

1. Як здійснюється оцінка аутсорсингу послуг дата центрів?

2. Провайдери хмарних послуг.

3. Що таке хмарний брокер?

4. Які існують умови створення приватних хмар?

5. Які існують умови використання публічних хмар?

6. Опишіть приватну хмару як елемент рівня інфраструктури.

7. Розрахунки вартості ЦОД в залежності від рівня надійності

8. Оцінка аутсорсингу послуг ДЦ та вартості експлуатації ДЦ.