Zwischen Verfügbarkeit und Effizienz

Die enorme Bedeutung der IT-Systeme für den Geschäftsbetrieb lassen Administratoren mit Überkapazitäten und Redundanzen planen, um auch in kritischen Situation das Data Center abgesichert zu wissen. Dabei ist das häufig gar nicht nötig. Betrachtet man die einzelnen Gewerke im Rechenzentrum nicht getrennt voneinander, sondern verbindet sie zu einem System, lässt sich die Effizienz der Anlage deutlich verbessern, ohne Einschränkungen bei der Sicherheit hinzunehmen. In Verbindung mit einer Management-Software, die den Energieeinsatz erfasst und in Einklang mit der Server-Auslastung die IT-Infrastruktur steuert, können die Betriebskosten im besten Fall halbiert werden. Bernd Hanstein, Hauptabteilungsleiter Produktmanagement und Engineering IT bei Rittal in Herborn, hat GIT-SICHERHEIT.de die Details erläutert.

Laut den Marktforschern von Gartner könnte 2010 das erste Jahr werden, in dem die Verantwortlichen von Rechenzentren (RZ) die lange angekündigte Explosion bei den Energiekosten zu spüren bekommen. Die Analysten sagen finanzielle Herausforderungen in einer neuen Dimension voraus. Das verstärkt den Druck, dem sich IT-Verantwortliche ausgesetzt sehen. Denn die Ansprüche der Fachabteilungen an die Verfügbarkeit der IT wachsen mindestens ebenso schnell. Im Ergebnis hat sich der Stromverbrauch der IT seit dem Jahr 2000 verdoppelt. Höchste Zeit also, dieser Entwicklung entgegenzuwirken.

Messen und Optimieren
Aber wie können Verantwortliche die Energieeffizienz ihrer Anlagen steigern, ohne die Verfügbarkeit zu beeinträchtigen? Der erste Schritt ist, den gegenwärtigen Effizienzgrad des Rechenzentrums zu ermitteln. Die gebräuchlichste Kennziffer dazu ist der PUE-Wert, der die Power Usage Effectiveness misst. Er ergibt sich aus dem Quotienten des Gesamtverbrauchs der Anlage geteilt durch den Verbrauch der IT-Geräte. Ein typisches Data Center hat laut Uptime Institute einen PUE von 2,5. Das bedeutet, dass die gesamte Anlage 2,5-mal mehr Strom verbraucht als die IT-Geräte, die es beherbergt. Der Kehrwert des PUE ist die Data Center Infrastructure Efficiency (DCiE). Sie drückt den Anteil der IT am Gesamtverbrauch in Prozent aus. Ein PUE von 2,5 entspricht einem DCiE von 0,4: Lediglich 40 % der gesamten Energie im RZ entfällt auf die Hardware. Ein Großteil des Restes „verpufft" in überdimensionierter Klimatisierung und ineffizienter Stromabsicherung.

Zur Messung und Analyse des Verbrauchs hat Rittal die Management-Software RiZone entwickelt. Die Lösung erfasst die Energieaufnahme des gesamten Data Centers und aller einzelnen Verbraucher im RZ. In einer Kooperation mit Phoenix Contact wurde eine Anbindung der Software an die Steuerung des Niederspannungshauptverteilers geschaffen, dem zentralen Energieverteilungsknoten, von dem aus die einzelnen Stromkreise abgehen. Der Hersteller von industrieller Automatisierungstechnik stellt ein elektronisches Messgerät, das sog. Elektrische Energie Management Module (EEM), welches den Gesamtverbrauch und die einzelnen Abgänge etwa für Klimatisierung, Server oder unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) erfasst. Das EEM überträgt die Leistungsdaten per Simple Network Management Protocol (SNMP) an RiZone. Zusätzlich greift diese für den Verbrauch der IT-Geräte auf die Messdaten in intelligenten Steckdosenleisten zurück. So können auch Detailanalysen erstellt werden. Die Software wertet die Daten direkt aus und berechnet in Echtzeit den PUE-Wert, DCiE oder zeigt den absoluten Verbrauch inklusive Kosten an. Dadurch können Betreiber bspw. auf einen Blick sehen, wie sich der Energieverbrauch der Klimageräte in Abhängigkeit von der Auslastung der Server verändert. Denn ein Rechenzentrum ist ein komplexes System, in dem IT-Infrastruktur, IT-Hardware und Applikationen in Wechselbeziehungen zueinander stehen.

Regelkreise im System
Erst auf Basis der gemessenen Leistungswerte können die einzelnen Komponenten zu einem effizienten System zusammengefügt werden. Dabei ergibt die Bestandsaufnahme für jedes Data Center ein eigenes Profil. Bei der Optimierung müssen daher viele Faktoren berücksichtigt werden. Das fängt bei der Bedarfsanalyse an und führt über die Planung, Auswahl und Implementierung der Komponenten bis hin zu Sicherheitslösungen, Monitoring und nicht zuletzt zum Service der Anlagen. Rittal nennt das „Das System" - ein ganzheitlicher Ansatz, der Schnittstellen reduziert, die Komplexität und Kosten verringert. Wie in einem Baukasten werden aufeinander abgestimmte Teile passgenau auf die IT-Anforderungen im Data Center kombiniert.

Im Kern des Systemgedankens geht es darum, alle Gewerke im Rechenzentrum so aufeinander abzustimmen und zu steuern, dass sie mit möglichst wenig Überkapazitäten die Anforderungen der Endanwender an die IT-Dienste erfüllen. An einem Montagmorgen, wenn alle Anwender ihre PCs hochfahren und diese die lokalen Daten mit den Servern abgleichen, läuft das RZ auf Volllast. Am Wochenende reicht unter Umständen ein Teil der Server für eine ausreichende Bereitstellung der Anwendungen aus. Dann macht es Sinn, die Applikationen auf wenige Server in benachbarten Schrankreihen zu konzentrieren und nur diese zu klimatisieren. Damit sich die IT-Infrastruktur derart dynamisch an die Auslastung der Server anpassen lässt, müssen alle Komponenten ineinandergreifen. Dazu zählen neben der Klimatisierung und Stromversorgung auch die Racks und vor allem ein Monitoring-System, das die Zustände überwacht und Grenzwertüberschreitungen meldet.

Enormes Einsparpotenzial
Mit der Management-Software können Administratoren Langzeitanalysen zum Energieverbrauch im Rechenzentrum erstellen, um einzelne Verbrauchssünder zu identifizieren. RiZone kann außerdem direkt an die Server- und Energie-Management-Systeme führender Hersteller, wie IBM oder Microsoft angebunden werden. Dadurch wird eine Verbindung zwischen Applikationen und IT-In­frastruktur hergestellt und eine bedarfsgerechte Bereitstellung aller Ressourcen im Data Center ermöglicht. Die Steuerung der IT-Infrastrukturkomponenten erfolgt automatisiert durch die Software. Grenzwerte sollen dafür sorgen, dass die Administratoren benachrichtigt werden, bevor kritische Bereiche erreicht werden. Das gewährleistet, dass die Verfügbarkeit der IT trotz hocheffizienter Aussteuerung der Anlage nicht leidet.

In der Praxis hat sich der Systemansatz und der Einsatz einer Management-Software für die IT-Infrastruktur bereits bewährt: Beim Werkzeughersteller Leitz konnte durch eine genaue Bestandsaufnahme des Energieverbrauchs mittels RiZone am Niederspannungshauptverteiler der PUE von bereits guten 1,66 auf 1,3 verbessert werden. Gerade letztere Zahl zeigt, dass auch in scheinbar effizienten Anlagen noch Potenzial liegt, dass sich mittels detaillierter Messungen und darauf aufbauender Systemoptimierung heben lässt. Bei den von den Analysten vorausgesagten Energiepreisen ein unverzichtbarer Schritt, wollen IT-Verantwortliche ihre Rechenzentren nachhaltig betreiben.

INTERVIEW

„Die Verfügbarkeit eines Rechenzentrums lässt sich nicht an einer Stelle festmachen!"
GIT SICHERHEIT im Gespräch mit Michael Girg, Gesamtverkaufsleiter bei Rittal

Herr Girg, Ende letzten Jahres wurden Lampertz und Litcos in Rittal integriert. Was ändert sich dadurch für die Kunden?

M. Girg: Sie erhalten in Zukunft das gesamte Spektrum der Rechenzentrums-Infrastruktur von Rittal aus einer Hand. Wir bieten schlüsselfertige Data Center an - von der Beratung über die Bedarfsanalyse und Planung bis hin zur Generalunternehmerschaft und Implementierung der gesamten RZ-Infrastruktur. Wir nennen das „Rittal - Das System." Damit können wir auch in puncto Sicherheit und Verfügbarkeit mehr für unsere Kunden bieten. Die Verfügbarkeit eines Rechenzentrums lässt sich ja auch nicht an einer Stelle festmachen, sondern bezieht viele Faktoren mit ein - egal ob das nun der Feuerschutz des RZ-Raums ist oder die Stromabsicherung der Server oder die Zutrittssteuerung.

Wo setzt Rittal nun an, wenn es um die S­icherheit von Rechenzentren geht?

M. Girg: Das hängt ganz wesentlich von den Anforderungen und damit den Geschäftsprozesse des Kunden ab: Ein Finanzdienstleister benötigt eine völlig andere Verfügbarkeit als sie bspw. das produzierende Gewerbe fordert. Rittal hat deswegen nicht nur die fachliche Expertise konzentriert, sondern seine Organisationsstruktur auf ein fokussiertes Branchenmanagement umgestellt. Unseren Kunden stellen wir dieses Branchenwissen zur Verfügung und entwickeln die passenden Sicherheitskonzepte. Dazu gehören bspw. die unterschiedlichen Compliance-Anforderungen in den verschiedenen Branchen an die IT oder auch Ansprüche der Versicherungen an die Sicherheit der Data Center. Nicht jedes Unternehmen benötigt ein Tier IV-konformes RZ, aber alle brauchen ein wirtschaftliches Sicherheitskonzept. Und da setzten wir an.