Diseño del CPD Año 2020 PDF

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Diseño de un Centro de Procesamiento deDatosPráctica de Gestión de Infraestructuras 2020-Índice Introducción: descripción general de la solución propuesta y módulos seleccionados. Distribución del Equipamiento o carga TI ● Tabla con el número de racks necesarios y distribución de los elementos TI de...

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Diseño de un Centro de Procesamiento de Datos

Práctica de Gestión de Infraestructuras 2020-2021

Índice

1. Introducción: descripción general de la solución propuesta y módulos seleccionados. 2. Distribución del Equipamiento o carga TI ● Tabla con el número de racks necesarios y distribución de los elementos TI dentro de cada uno de ellos. ● Distribución y organización de los racks dentro del espacio físico del CPD, así como los elementos necesarios para el cerramiento del pasillo caliente. 3. Equipamiento relativo a la red de datos. ● Distribución de los equipos de red de nivel 2 (switch) y 3 (routers y firewalls) ● Interconexión de equipos y cableado de los racks 4. Sistema de distribución de energía ● SAI + Baterias ● Módulos de potencia ● Disyuntores ● Unidades de Distribución de Potencia (PDUs de Rack) 5. Sistemas de refrigeración ● Módulos de refrigeración InRow 6. Sistema de Control ● Sistemas de CCAA ● Sistema de CCTV ● Sondas de temperatura y humedad ● Sistema de monitorización 7. Cálculos ● Consumo nominal global del CPD y consumo nominal de las cargas TI. ● PUE (Power Usage Efficiency) ● DCiE (Data Center infrastructure Efficiency)

1. Introducción: descripción general de la solución propuesta y módulos seleccionados. Esta práctica consiste en el diseño de un Centro de Procesamiento de Datos (CPD). Para ello se proporciona una serie de elementos que debemos introducir en la solución del diseño la cual se hará de forma modular y preferiblemente ha de ser escalable. Para empezar decidiremos la altura que tendrán los armarios. También buscaremos información acerca de los elementos proporcionados, tamaño y correlación para después poder organizarlos en los RACKs. Además se obtendrá la potencia consumida de cada elemento para después poder realizar los cálculos para el consumo de TI. Una vez realizados los cálculos buscaremos el SAI más adecuado a nuestras necesidades teniendo en cuenta la posibilidad tener que aumentar la potencia requerida para mantener los elementos en el caso de que se añadan más. Una vez obtenidos todos los elementos que irán en nuestro CPD haremos una distribución de los RACKs y el SAI en la habitación habilitada. Además tendremos en cuenta la necesidad de disponer de InRows para la refrigeración de conjunto y los PDUs necesarios para la distribución de la potencia. Tanto la distribución de los RACKs en la habitación como las dimensiones de las que deberá disponer la misma irán expuestas en el plano adjuntado. También se dispondrá de un esquema de la organización de los elementos en cada RACK. Por último incluiremos los cálculos del PUE (Power Usage Efficiency) y DCiE (Data Center infrastructure Efficiency) aparte también obtendremos el consumo de cada elemento dispuesto, el consumo de cada RACK y el consumo total del CPD.

2. Distribución del Equipamiento o carga TI ● Chasis HPE BladeSystem C3000 Enclosure [HPE_C3000] (x8)

Chasis con capacidad para: 8 servidores Blade de rendimiento HPE ProLiant BL460c 1 administrador HPE BLc3000 Dual DDR2 6 Power Supplies HPE 1200W 1 HPE 10GbE Ethernet 1 HPE CiSCO B22HP Datos técnicos: Altura: 26,5 cm(6RU) Anchura: 48,5 cm Profundidad: 83,5 cm Potencia: Por cada Power Supply: 800W (100 VAC) 900W (120 VAC) 1200W (200 a 240 VAC)

● Switch Cisco Nexus 5672UP [Cisco_5672UP] (x1)

Datos técnicos: Altura: 4,4 cm Anchura: 43,9 cm Profundidad: 76,2 cm Potencia de salida: 1100 W Consumo de potencia: 450 W ● Sistema de almacenamiento Cray ClusterStor E1000 [Cray_E1000]

El sistema se compone de: ● Sistema de administración System MGMT Unit (SMU) con 4 SSDs (x1) o Altura: 2RU

o Potencia: 1600W ● Metadata Unit (MDU) con 24 SSDs (x1) o Altura: 2RU o Potencia: 1600W ● Scalable Storage Unit-Flash (SSU-F) con un Storage Controller con 24 SSDs y 2 SSUs con 48 SSD (X1): o o o o o

Altura: 2RU Capacidad: 15,36 TB/unidad Lectura: 3,3GB/segundo por SSD Escritura: 2,1 GB/segundo por SSD Potencia: 1600W

● Scalable Storage Unit-Disk (SSU-D2) con un Storage Controller con 2 SSDs y dos Disk Enclosure Ultra-dense SAS con 106 HDDs (x1): o o o o

Altura: 10RU Capacidad: 16 TB/unidad Lectura: 141 MB/segundo por HDD Potencia : 1600W

● Scalable Storage Unit-Disk (SSU-D2) con un Storage Controller con 2 SSDs y cuatro Disk Enclosure Ultra-dense SAS con 106 HDDs de 16 TB (x1) o Altura : 18RU o Potencia 1600W

● Switch Cisco Nexus 3232C [Cisco_3232C] (x8)

Datos Técnicos: 32 puertos QSFP28 1 puerto 10/100/1000-Mbps management 1 puerto RS-232 serial console 2 puertos USB Altura: 4,4 cm (1RU) Anchura: 43,9 cm Profundidad: 56,8 cm Potencia: 402 W

● Router Cisco C8300-1N1S-6T (X2)

Datos técnicos: Altura: 4,4cm (1RU) Anchura: 44,5 cm Profundidad: 42 cm Consumo: 400W

● Firewall Cisco ASA 5516-X (x2)

Datos técnicos: Altura: 4,4 cm (1RU) Anchura: 43,7 cm Profundidad: 28,7 cm Consumo: 60W

● Servidores rack HPE Proliant DL20 Gen10 [HP_DL20] (x80)

Datos técnicos: Altura: 8,8 cm (2RU) Anchura: 43,5 cm Profundidad: 38,3 cm Potencia: 500 W

Número de racks y distribución de los elementos dentro de cada uno Para el tipo de armario, hemos elegido usar los de altura 42RU debido a que es una altura bastante cómoda para trabajar. Si hubiésemos elegido uno más grande, acceder a la zona superior se haría complicado.

Datos Técnicos Altura: 42RU Anchura: 60 cm Profundidad: 100 cm https://www.rackonline.es/armario-rack-imserv/rack-19-42u-600-x1000-cpd-imserv.html

Racks 1

Equipos 1 C3000

6RU

1 Switch 5672UP

1RU

1 Cray_E1000 2

2RU

2 Firewall  Cisco ASA 5516-X

2RU

4

12RU

1 C3000

6RU

1 Switch 3232C

1RU

6RU

1 Switch 3232C

1RU

6

6RU

1 Switch 3232C

1RU

7

6RU

1 Switch 3232C

1RU

8

31/42RU

24RU

1 C3000

6RU

1 Switch 3232C

1RU

12 Servidores

31/42RU

24RU

1 C3000

12 Servidores

31/42RU

24RU

1 C3000

12 Servidores

31/42RU

24RU

1 C3000

12 Servidores 5

18/42RU 2RU

2 C3000

12 Servidores

41/42RU

34RU

2 Router  Cisco C8300-1N1S-6T

2 Switch 3232C

3

Altura

31/42RU

24RU

20 Servidores

40RU

1 Switch 3232C

1RU

41/42RU

Distribución y organización de los racks dentro del espacio físico del CPD, así como los elementos necesarios para el cerramiento del pasillo caliente. Para el cerramiento del pasillo caliente elegimos un conjunto de puertas y armario VX a VX.

Conjunto de puerta y armario VX a VX - APC Spain

La distribución y organización del CPD quedaría de la siguiente forma:

Si en algún momento hace falta más material que el conjunto de puertas y armario, la compra de éste se hará de forma individual comprando raíles de techo junto con placas para el techo

3. Equipamiento relativo a la red de datos

● Distribución de los equipos de red de nivel 2 (switch) y 3 (routers y firewalls) Los equipos de red de nivel 3, tanto routers como firewalls, los situamos en el mismo RACK por temas de prevención de fallos,por si en el caso de que uno de ellos falle tenemos otro de su mismo tipo. En el caso de los switches, colocamos uno en cada rack, exceptuando en el RACK número 2 que es necesario añadir uno más porque el chasis C3000 necesita 16 puertos y al haber 2 ya no habría más sitio para los demás elementos.

● Interconexión de equipos y cableado de los racks. Para la interconexión de equipos y cableado de los racks elegimos utilizar un tipo de cable RJ45 de categoría 6 ya que la velocidad de transmisión es de GBs.

4. Sistema de distribución de energía

● SAI + Baterías

A la hora de elegir el SAI, nos hemos decantado por el Symmetra PX, más concretamente en el

modelo SY64K160H, el cual nos proporciona la potencia suficiente en este caso de : 63KW. Además este modelo nos permite escalabilidad,65kW escalable a 160kW, en el caso de que necesitemos más potencia, y no tener que adquirir otro.

Datos técnicos: Altura: 42 RU Anchura: 120 cm Profundidad:107 cm Tipo de batería: VRLA Módulos incluidos: 6 Tiempo de carga: 3,5 horas Cantidad de RBC: 4

● Módulos de potencia

https://www.se.com/es/es/product/PDPM277H/panel-el%C3%A9ctrico-apcmodular-remoto%2C-277-kva%2C-400-a%2C-400-v%2C-72-polos%2C-300-mm /

● Disyuntores. Modelo PDM3516IEC-500

Este aparato funciona de modo que, cuando la intensidad de la corriente eléctrica excede un valor o también en el caso de que se produzca un cortocircuito, interrumpe el circuito eléctrico para que no se produzcan daños en el equipo. En nuestro caso utilizaremos 2 para cada armario (uno por regleta) .

● Unidades de Distribución de Potencia(PDUs de Rack) Como PDU de Rack utilizaremos el modelo Rack PDU AP7557. Necesitaremos 2 regletas para cada armario para obtener redundancia, con esto podremos tener un control del suministro y una medición individual de la potencia de salida.

5. Sistema de refrigeración

● Módulos de refrigeración In Row En este caso usaremos el modelo InRow RC ACRC301S. Mantener a buena temperatura los RACKs es una de las cosas más importantes a la hora de hacer un CPD. Ya

que así se podría ahorrar una importante cantidad de energía.Este tipo de refrigeración funciona de forma que los RACKs expulsan el aire caliente al pasillo caliente. Con ello, las InRow lo que hacen es coger el aire caliente del pasillo, lo enfrían y expulsan al exterior. Este aire frío lo utilizarán los RACKs.

6. Sistemas de control

● Sistema de CCAA Hace falta controlar el acceso al CPD, para ello elegimos un sistema de cerraduras que funciona por huella dactilar. Así podremos saber en todo momento quien entró en la sala.

● Sistema de CCTV Como bien hemos dicho antes, queremos saber quien entra en la sala, por lo que instalaremos un sistema de cámaras de video. Éste estará formado por una cámara 360º situada en el centro de la habitación. Las otras cámaras se situarán una en cada esquina de la habitación.

● Sondas de temperatura y humedad

Otro de los factores importantes en un CPD, son tanto la humedad como la temperatura, ya que un nivel muy alto de cualquiera de estos dos, influiría de manera negativa en el funcionamiento de los equipos. Para controlar que esto no pase, instalamos sensores de humedad y temperatura tanto en las puertas de los RACKs como en la sala, para que, si alguno de estos parámetro se altera, suene una alarma.

Sonda humedad

Sonda temperatura

● Sistema de monitorización Por último instalamos un sistema de monitorización que nos permite tener controlados en todo momento el estado de las diferentes infraestructuras del CPD. Con esto lo que hacemos es monitorizar: - las infraestructuras eléctricas, como los cuadros eléctricos, los SAIs o grupos electrógenos entre otros. - las infraestructuras de climatización, como las unidades interiores, grupos de bombas enfriadoras o impulsión y retorno del aire entre otros. - Control ambiental, como la temperatura y humedad de la sala, los puntos calientes y el interior de los RACKs. - Sistemas de detección precoz, extinción de incendios - Sistemas de control de accesos y sistemas de seguridad CCTV - Sistemas de control de fugas de líquidos

Toda la información recopilada de estos sistemas debe ser transmitida a los encargados para que puedan intervenir y realizar su trabajo. Estos encargados han de ser informados a través de e-mail ó SMS entre otros.

7. Cálculos

● Dimensiones mínimas de la sala

Potencia nominal agregada por cada RACK Racks 1

Equipos 1 HPE_C3000

1200 W

1 Switch 5672UP

1100 W

1 Cray_E1000 2

800 W

2 Firewall  Cisco ASA 5516-X

120 W

4

5

1 HPE_C3000

1200 W

1 Switch 3232C

402 W

1 Switch 3232C

402 W

7.602 kW

6000 W

1 HPE_C3000

1200 W

1 Switch 3232C

402 W

1200 W

1 Switch 3232C

402 W

7.602 kW

6000 W

1 HPE_C3000

1200 W

1 Switch 3232C

402 W

20 Servidores

7.602 kW

6000 W

1 HPE_C3000

12 Servidores 8

6000 W 1200 W

12 Servidores 7

7.602 kW

1 HPE_C3000

12 Servidores 6

4.124 kW

2400 W

12 Servidores

10.3 kW

804 W

2 HPE_C3000

12 Servidores

Total(kW)

8000 W

2 Router  Cisco C8300-1N1S-6T

2 Switch 3232C

3

Consumo(W)

7.602 kW

6000 W 10000 W 10.402 kW

1 Switch 3232C

402 W

TOTAL

62.836 Kw

● Consumo nominal global del CPD y consumo nominal de las cargas TI. Equipo

Consumo (W)

Unidades

Total (W)

HPE_C3000

1200 W

8

9600 W

Cisco_5672UP

1100 W

1

1100 W

Cray_E1000

8000 W

1

8000 W

Cisco_3232C

402 W

8

3216 W

Router C8300

400 W

2

800 W

Firewall

60 W

2

120 W

HP_DL20

500 W

80

40000 W

TOTAL

62836 W

● PUE(Power Usage Efficiency) PUE =

Consumo global Consumo T I

=

65236 62836

= 1.038

● DCiE (Data Center infrastructure Efficiency) 1

DCiE = P UE

=

1 1.038 = 0.963...