L’accesso a piattaforme cloud affidabili e sicure è diventato fondamentale nella nostra società connessa. Il data center è diventato il cuore pulsante di quasi tutte le applicazioni che utilizziamo oggi: dall’automotive all’automazione industriale e domotica intelligente. Senza una connettività quasi istantanea da e verso la sala server, tutto si ferma. L’attività di monitoraggio e mantenimento di una fornitura costante di energia stabile ed efficiente ai vasti rack di apparecchiature di elaborazione e archiviazione sta alla base dell’uptime di un data center, una misura vitale delle prestazioni complessive. Questo articolo analizza la fornitura di energia ai data center, evidenzia la necessità di monitorare la qualità dell’energia e come stabilire gli elementi costitutivi della gestione dell’infrastruttura dei data center (DCIM).
La nostra dipendenza dalla disponibilità dei data center
In poco meno di due decenni siamo diventati completamente dipendenti dall’accesso ai data center. La connettività cloud è diventata onnipresente, che si tratti di guardare un film in streaming, di ascoltare la nostra musica preferita o di chiedere all’assistente del nostro altoparlante intelligente di accendere il riscaldamento. La stessa dipendenza si applica se siamo in auto e usiamo un’app di navigazione per pianificare il nostro viaggio ed evitare ritardi. Le nostre fabbriche e i nostri uffici dipendono da un accesso costante a Internet per la produzione, i sistemi di controllo dei processi e le applicazioni aziendali. I punti vendita al dettaglio sono in prima linea per quanto riguarda l’accesso ai centri dati, senza il quale è improbabile ottenere il proprio caffè preferito.
Come consumatori, il nostro accesso alla connettività sempre attiva è spesso dato per scontato. Dietro lo smartphone, il computer e l’assistente digitale, c’è una lunga catena di infrastrutture di telecomunicazione che porta da e verso le sale server. Oltre alle reti di dati ad alta larghezza di banda necessarie per far funzionare tutto, il servizio più importante è l’energia elettrica.
I data centre consumano quantità significative di elettricità e, in linea con le tendenze globali, si stanno compiendo sforzi considerevoli per garantire che le apparecchiature e le infrastrutture del data hub siano il più possibile efficienti dal punto di vista energetico. La disponibilità o “up-time” è un parametro fondamentale che indica le prestazioni del data center. Nel settore dei data center, l’obiettivo dei “cinque nove” di una disponibilità del 99,999% equivale a un tempo di inattività effettivo di circa 5 minuti all’anno, o meno di un secondo al giorno: una statistica sbalorditiva.
Per ottenere un’affidabilità così impressionante, i server, lo storage e le apparecchiature dell’infrastruttura di rete vengono duplicati per creare ridondanza. Purtroppo, questo aumenta ulteriormente la complessità della progettazione dei sistemi di alimentazione nei data center ad alta disponibilità.
L’architettura di alimentazione critica di un moderno data center
La Figura 1 illustra le tipiche funzioni di alimentazione primaria utilizzate nei data centre, evidenziando il percorso di alimentazione dal fornitore di energia elettrica ai server e ai rack di archiviazione dei dati critici.
In caso di interruzione dell’alimentazione della rete elettrica, i generatori di riserva sono fondamentali per qualsiasi data center con interruttori di trasferimento automatico (1 nella Figura 1), che rilevano continuamente l’alimentazione fornita per individuare una probabile anomalia o un guasto imminente e intervengono immediatamente per avviare e passare all’alimentazione di riserva. I dispositivi di commutazione (2) svolgono un ruolo fondamentale nell’isolare e proteggere il data centre dalla rete primaria e nel distribuire l’energia del generatore. I gruppi di continuità in linea (3) gestiscono i cali di potenza e fanno da ponte tra il guasto della rete primaria e l’entrata in funzione dei generatori di emergenza. Gli UPS proteggono le apparecchiature critiche dalle distorsioni armoniche, dai transitori di commutazione e dalle variazioni di frequenza. La parte finale (4) dell’architettura dei sistemi di alimentazione è costituita dai rack di distribuzione dell’alimentazione che forniscono energia affidabile ai carichi vitali.
Le apparecchiature dei data centre generano un notevole calore e mantenere tutto fresco garantisce l’affidabilità del sistema. La Figura 2 evidenzia le apparecchiature tipiche utilizzate per facilitare il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento dell’aria (HVAC) delle sale apparecchiature e dei rack. Nelle grandi infrastrutture di dati, questi tipi di apparecchiature saranno monitorati e controllati da tutti i sistemi di gestione degli edifici (BMS).
L’infrastruttura di alimentazione e raffreddamento deve essere costantemente monitorata e ottimizzata per ottenere un data center efficiente dal punto di vista energetico, che consumi meno energia e sia più sostenibile per l’ambiente. Un sistema di gestione delle informazioni del data center (DCIM) con un sistema di gestione dell’energia (EMS) e un sistema di gestione degli edifici (BMS) integrati è essenziale per il monitoraggio critico dell’alimentazione.
Monitoraggio dell’infrastruttura del data center e della qualità dell’energia con una rete integrata
La creazione di un DCIM completo richiede che ogni parte dell’impianto elettrico del data center – dalla distribuzione dell’energia, al raffreddamento, agli UPS e ai quadri elettrici – sia collegata a un’unica applicazione della sala di controllo. Una rete resiliente e sicura è alla base di un’implementazione DCIM di successo con diverse appliance di rete come switch Gigabit Ethernet Layer 2 e 3, gateway Modbus da seriale a Ethernet, IO remoti e terminal server.
Moxa è leader mondiale nel settore dell’informatica industriale e delle soluzioni per infrastrutture di rete critiche che consentono la connettività per le implementazioni di Industrial Internet of Things (IIoT) e i data center.
I prodotti Moxa progettati per le implementazioni DCIM includono gateway Modbus da seriale a Ethernet e I/O remoti. Un esempio di gateway Modbus è la serie MGate MB3170/MB3270 di gateway Modus da seriale a Ethernet (10/100BaseTX) a 1 e 2 porte (Figura 3). In grado di collegare fino a 32 server Modbus TCP e fino a 31 o 62 slave Modbus RTU/ASCII, la serie è ideale per creare un ponte tra gli ambienti della tecnologia operativa (OT) e della tecnologia dell’informazione (IT) che si incontrano tipicamente nelle implementazioni di gestione dell’alimentazione e del raffreddamento. Moxa MGate è un prodotto collaudato che è stato installato in oltre 10.000 quadri elettrici di data center in tutto il mondo per acquisire i dati del contatore digitale al DCIM.
Adatta a implementazioni DCIM su larga scala, la serie MGate MB3660 di gateway Ethernet Modbus ridondanti a 8 e 16 porte (Figura 5) è accessibile fino a 256 client Modbus TCP e può collegare fino a 128 server Modus TCP.
Un esempio di IO remoto a 2 porte è la serie ioLogik E1200 (Figura 4). La serie E1200 supporta l’indirizzamento Modbus TCP slave definibile dall’utente, i protocolli API RESTful per le applicazioni IIoT e due porte Ethernet in grado di effettuare il collegamento in cascata a monte e a valle. In totale sono supportati sei protocolli, tra cui SNMP, RESTful, Moxa MXIO, Modbus TCP, EtherNet/IP e Moxa AOPC.
La disponibilità a cinque nove del data center con efficienza energetica inizia con la progettazione ridondante e il DCIM
Il cloud arriva sulla terra in un data center. Tutto il lavoro pesante delle reti neurali profonde ad apprendimento automatico, lo streaming multimediale ad alta capacità e la navigazione in sicurezza del vostro prossimo viaggio in auto dipendono dagli alti livelli di disponibilità dei data center. Per raggiungere questi obiettivi e gestire strutture sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico, l’implementazione di un sistema di gestione delle informazioni del data center è fondamentale. Moxa fornisce apparecchiature di infrastruttura di rete di livello industriale che collegano i mondi OT e IT per ottenere una soluzione di connettività affidabile e robusta per il DCIM.
Distrelec è un partner autorizzato Moxa.
