Un guide pour le déploiement de centres de données en périphérie

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Il ne fait aucun doute que notre société est de plus en plus dépendante des données. Pour atteindre leurs objectifs commerciaux, les entreprises doivent avoir accès à diverses formes d’informations régulièrement mises à jour, tandis que les sites industriels doivent être en mesure d’analyser ces informations afin de rendre leurs opérations plus efficaces. Par ailleurs, on constate aujourd’hui que les services cloud occupent une place de plus en plus importante. La popularité croissante du télétravail et de la collaboration entre des personnes situées dans des lieux géographiques différents ne fait qu’accentuer ce phénomène. Il faut en outre tenir compte de l’évolution des exigences du grand public, les abonnés à la téléphonie mobile souhaitant accéder instantanément à toute une série de services différents via leurs smartphones.

En conséquence des activités que nous venons de décrire, les installations de centres de données sont destinées à devenir encore plus précieuses dans les années à venir. Il convient toutefois de noter que les topologies employées ici sont en train de changer. Au cours des prochaines années, une part beaucoup plus importante des ressources de calcul et de stockage des données devra se situer à la périphérie (edge en anglais), alors que tout tend à être centralisé comme c’est le cas actuellement.

C’est l’idée derrière les microcentres de données – des versions réduites des grandes installations dont nous sommes plus familiers. Ils peuvent être situés beaucoup plus près du point d’action, ce qui permet d’effectuer des tâches d’edge computing. Comme nous le verrons, il en résulte divers avantages opérationnels.

L’émergence du edge computing

Plusieurs dynamiques sont à l’origine de la migration vers la périphérie. Parmi ceux-ci, citons :

  • Les abonnés mobiles qui veulent jouer à des jeux immersifs ou découvrir des applications AR/VR (sans problème de décalage).
  • Les systèmes industriels doivent être en mesure de faire face à des situations qui pourraient autrement mettre le personnel en danger ou avoir de graves conséquences financières dans un délai aussi court que possible.
  • La transition vers un niveau plus élevé d’autonomie des véhicules dans les années à venir (et la nécessité de prendre en charge les fonctions critiques de sécurité).

Le cabinet d’analystes Gartner prévoit que d’ici 2025, au moins 75 % des données générées par les entreprises seront créées/traitéesen dehorsdes centres de données centralisés traditionnels ou des opérations cloud, un nombre considérable de charges de travail étant exécutées en périphérie. Selon Grand View Research, le marché mondial de l’edge computing connaîtra un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 38,9 % d’ici à 2030.

Grâce à l’edge computing, il sera possible de tirer une multitude d’avantages dans un large éventail de secteurs différents. Notamment :

  • Placer une plus grande autonomie là où elle est réellement la plus nécessaire, accélérant ainsi la réactivité.
  • Réduire l’encombrement du réseau. Moins de données doivent en effet transiter par l’infrastructure du réseau pour revenir à un point centralisé.
  • Une sécurité accrue. La diminution du nombre de transmissions de données sur ces réseaux réduit considérablement la vulnérabilité aux attaques malveillantes de tiers.
  • Une meilleure évolutivité – avec une approche basée sur la périphérie, il est plus facile et moins coûteux d’ajouter des ressources supplémentaires que de le faire dans un grand centre de données.

Surmonter les difficultés techniques associées

Malgré ses nombreux avantages, l’exploitation en périphérie s’accompagne de certains défis. L’équipement utilisé sera soumis à des contraintes strictes qui ne s’appliquaient pas aux grandes installations centralisées (en termes de consommation d’énergie, d’espace disponible, de budget, etc.). L’accessibilité limitée au site peut également jouer un rôle, rendant les travaux d’entretien plus difficiles.

Comme pour les installations centrales, les centres de données en périphérie nécessitent une alimentation électrique constante pour garantir l’intégrité totale des données stockées. L’installation d’alimentations sans interruption (ASI) est essentielle en raison des nombreux risques liés à l’alimentation électrique, tels que les coupures de courant, les surtensions sur les lignes de transmission et même la foudre.

Il faut également définir une stratégie de gestion thermique appropriée (ce besoin est accentué par la densité du déploiement des équipements dans les installations des micro-centres de données). En fonction de la quantité de chaleur générée, différentes solutions sont utilisées ici. Ensuite, il s’agit de disposer d’une connectivité de données adéquate.

Il va sans dire que l’investissement financier initial et les coûts d’exploitation permanents doivent être maintenus à un faible niveau, tout en respectant les normes environnementales. Pour répondre aux besoins du développement des centres de données périphériques, Distrelec propose une large gamme de solutions différentes en matière de matériel, de logiciels et de tests, provenant d’un grand nombre de fournisseurs.

Alimentations sans interruption

Avant de choisir un ASI pour un micro centre de données, il est nécessaire de déterminer quelle sera la charge de travail totale des données. Cela permettra de s’assurer que le bon ASI est sélectionné, permettant des performances optimales et aucun excès en termes de coût.

Figure 1 : Exemples d’ASI Vertiv™ Edge

Disponible en configurations mini-tour, rack/tour 2U/3U et montage en rack 1U, avec des modèles qui ont des puissances nominales de 500W à 3kW, la série d’ASI Vertiv™ Edge est parfaitement adaptée aux centres de données décentralisés. Intégrant chacune jusqu’à 10 prises de courant, ces unités peuvent fournir des chiffres d’efficacité atteignant 98% et ont un facteur de puissance de 0,9.

Les unités Smart-UPS™ d’APC disposent de la connectivité et des fonctions de surveillance à distance nécessaires pour les rendre faciles à gérer depuis n’importe où. Les détails sur leur statut peuvent être consultés via un portail web sécurisé. Tous les modèles de cette famille peuvent fournir une alimentation de secours instantanée par batterie en cas de panne, avec des sorties sinusoïdales pures, ce qui signifie que les équipements sensibles ne sont pas vulnérables et qu’une efficacité accrue est assurée.

Avec la capacité de s’adapter à des racks ou à des tours, les unités 5PX Gen 2UPS 1kW d’Eaton ont une puissance de sortie nettement supérieure à celle des ASI concurrents, ce qui leur permet de prendre en charge un plus grand nombre de serveurs. Certifiés Energy Star 2.0, ces appareils offrent des niveaux d’efficacité élevés, ce qui permet de réduire la consommation d’électricité et de limiter les coûts de gestion thermique. La technologie exclusive de gestion de batterie comprend un processus de charge en trois étapes qui contribue à prolonger la durée de vie de la batterie.

Figure 2 : ASI 9PX d’Eaton

L’ASI 9PX de la société présente une topologie à double conversion. En l’exploitant, le dispositif est capable de surveiller en permanence les conditions d’alimentation, ainsi que de réguler la tension et la fréquence. Ce modèle et le modèle 9SX sont dotés de mécanismes de contrôle de charge qui leur permettent d’arrêter les équipements non essentiels, prolongeant ainsi l’autonomie de la batterie pour les éléments critiques.

Figure 3 : L’Avocent® ACS8000 de Vertiv

Solutions de serveurs de périphérique

Les serveurs de console avancés Avocent® ACS8000 de Vertiv possèdent tous les attributs nécessaires à la gestion sécurisée et à distance des centres de données. Ces serveurs compacts, qui fonctionnent sous le système d’exploitation Linux, utilisent chacun la technologie de traitement ARM Cortex-A9 à double cœur, ainsi que 1 Go de RAM DDR3 et 16 Go de flash eMMC. Ils disposent également d’un large éventail d’interfaces. Parmi celles-ci figurent les connexions cellulaires (3G et 4G), USB, Gigabit Ethernet, fibre SPC et les connexions série traditionnelles (RS-232, RS-422 et RS-485).

Matériel de connectivité pour la connectivité industrielle

L’edge computing servira de base au déploiement de l’industrie 4.0 et à l’arrivée « d’usines intelligentes » plus productives et plus efficaces. Grâce au SIMATIC ET200SP de Siemens, les ingénieurs disposent d’un conduit compact et performant pour le transfert de données entre les dispositifs de capteurs distribués et la ressource de traitement en périphérie qui leur est attribuée. Il offre une multitude d’options de communication différentes et peut se charger du prétraitement des données, avant de ne renvoyer que les données de niveau supérieur. Cette approche permet d’alléger la charge de travail à laquelle est soumis le micro-centre de données en offrant des périodes de réaction plus rapides et des délais de mise en service plus courts.

Figure 4 : Le SIMATIC ET200SP de Siemens

Stockage de données de qualité industrielle

Un autre aspect essentiel des opérations de traitement situées en périphérie est de disposer d’une capacité de stockage de données adéquate. Les disques durs HDD ou SSD peuvent s’en charger.

Figure 5 : Un disque dur SkyHawk™ de 20 To de Seagate

Possédant jusqu’à 20 To de capacité de stockage, les disques durs HDD SkyHawk™ de Seagate sont conçus pour être utilisés dans des tâches d’intelligence artificielle (IA) centrées sur la périphérie, telles que la reconnaissance d’objets/de visages à partir de séquences de caméras de surveillance déployées localement. Ils disposent d’interfaces SATA 6Gbit/s et sont capables de traiter jusqu’à 64 entrées de flux vidéo HD. Leur MTBF (temps moyen entre les défaillances) de 2M heures signifie que l’on peut compter sur un fonctionnement à long terme.

Les disques durs HDD d’entreprise WD Gold™ de Western Digital, au format traditionnel de 3,5 pouces, sont dotés de la technologie HelioSeal® exclusive de la société, qui permet d’atteindre les capacités de stockage les plus élevées du secteur (jusqu’à 22 To). L’intégration d’une technologie de protection contre les vibrations accroît la fiabilité de ces disques tandis qu’une fonction de surveillance en temps réel permet de corriger les problèmes de vibrations linéaires et rotatives.

Logiciels supplémentaires

Distrelec propose également le logiciel SIMATIC de Siemens. Il est optimisé pour prendre en charge les serveurs de périphérie dans des environnements industriels sans compromis, ce qui permet de maximiser l’efficacité opérationnelle et l’efficacité énergétique, ainsi que de se prémunir contre les failles de cybersécurité.

Aspects des tests de réseau

Assurer l’intégrité de l’infrastructure Ethernet en cuivre et en fibre optique utilisée dans les micro-centres de données est une autre facette importante à considérer, car tout problème à ce niveau pourrait avoir des conséquences majeures. La gamme de produits de test et d’analyse de NetAlly comprend des testeurs portatifs permettant de vérifier les performances du câblage Gigabit Ethernet et PoE dans les plus brefs délais.

Par exemple, NetAlly Portable Network Expert diagnostique tout problème de réseau, câblé ou sans fil, en permettant aux ingénieurs et aux techniciens d’accomplir plus de tâches plus efficacement à l’aide d’une technologie multiple. Cet analyseur de réseau portable tout-en-un permet aux utilisateurs de déployer, de maintenir et de documenter leurs réseaux d’accès Wi-Fi, Bluetooth/BLE et Ethernet.

Figure 6 : Analyseur de réseau portable EtherScope nXG

Conclusion

Il est évident que les centres de données de périphérie sont appelés à jouer un rôle central dans la transformation numérique de nombreux aspects de notre société. Grâce à ces avancées, une plus grande autonomie, une sécurité accrue et une réactivité accélérée seront réalisées. Néanmoins, ces opérations seront soumises à une forte pression et nécessiteront des ressources. Pour cette raison, la recherche d’une technologie optimisée sera primordiale.

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