Rechenzentren der Zukunft am praktischem Beispiel

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1 Systemhaus Maitschke Ihr Partner Rechenzentren der Zukunft am praktischem Beispiel Die Neugestaltung einer gewachsenen IT - Umgebung für die Anforderungen von Heute und der Zukunft Systemhaus Maitschke Inh. Gerald Maitschke Tel Fax Mobil gerald@maitschke.de

2 IT-Kosten runter Agenda 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten 4. Vorstellung der Partner 5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 6. Vorstellung der Produkte 7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung 8. Umsetzung 14. Mai 2006 Page 2

3 Vertrauen schaffen Ausgangssituation Es wurden 2 Rechenzentrum vor ca. 15 Jahren auf Wachstum geplant Aus Gründen der Ausfallsicherheit wurden 2 USV s mit 12 KW Leistung angeschafft die Klimaanlagen wurde mit 10KW dimensioniert eine gewachsene IT - Umgebung mit neuen Anforderungen Die Infrastruktur Das Backuprechenzentrum wird den Anforderungen nicht mehr gerecht Die Auslastung der USV des Hauptrechenzentrums liegt bei über 120% Die Klimaanlage ist seit Jahren an der Leistungsgrenze und sehr störanfällig Neue Herausforderungen erfordern den Ausbau der IT Die Verfügbarkeit ist nicht mehr 100% garantiert Der finanzielle Rahmen ist eng gesteckt Der verfügbare Platz ist knapp Der Bedarf in der Zukunft ist unklar 14. Mai 2006 Page 3

4 Mind. 30% in 3 Jahren einsparen Das gewachsene Rechenzentrum 14. Mai 2006 Page 4

5 IT-Kosten runter Agenda 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten 4. Vorstellung der Partner 5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 6. Vorstellung der Produkte 7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung 8. Umsetzung 14. Mai 2006 Page 5

6 Neue Technologie anwenden Die Aufgabenstellung Einrichtung eines aufeinander abgestimmten skalierbaren Systems von Serverschränken, Kühlanlage und unterbrechungsfreier Stromversorgung für die Erweiterung des zentralen Rechenzentrums

7 Probleme Lösen Infrastruktur Racks/Kabelmanagement Stabile und sichere Racks die den Anforderungen der modernen IT entsprechen übersichtliches & technisch sinnvolles Kabelmanagement USV die sich Ihren Anforderungen anpassen lässt Planungssicherheit durch Vermeidung von Überdimensionierung Skalier- und Managebarkeit Servicefreundlichkeit sicheres do it your self Remote Management aller Komponenten & Signalisierung von Unregelmäßigkeiten Kühlung die den Anforderungen entspricht effektive & energiesparende Kühlung auch in schwierigen Umgebungen umsetzbaren Ausfallkonzeptes sollen ausgearbeitet werden Umweltverträgliche Lösungen wie Wärmerückgewinnung & alternative Kühlmöglichkeiten sollen möglichst berücksichtigt werden 14. Mai 2006 Page 7

8 Clever investieren Technische Herausforderungen Anforderungen für Blades müssen gewährleistet werden Optimale Kühlung von Racks mit bis zu 22KW Abwärme Skalierbarkeit für USV und Klima Anforderungen an Ausfallsicherheit (n+1) o.ä. baulichen Gegebenheiten müssen berücksichtigt werden alle vorhandenen Komponenten integrierbar Doppelboden unabhängige Lösung optimales Kabelmanagement 14. Mai 2006 Page 8

9 IT-Kosten runter Agenda 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten 4. Vorstellung der Partner 5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 6. Vorstellung der Produkte 7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung 8. Umsetzung 14. Mai 2006 Page 9

10 Für die Zukunft planen Lösungsansätze & Varianten 01 Traditionell Klima an der Wand USV im Keller Vorteile: alle vorhanden Komponenten können verendet werden. Nachteil: Kühlung aktueller Systeme kann nicht optimal garantiert werden Skalierbarkeit nicht umsetzbar mit den Standart Komponenten Erhöhter Platzbedarf, beim KD nicht umsetzbar. Indirekte Kühlung Nicht Doppelboden Unabhängig 14. Mai 2006 Page 10

11 Sichere IT einsetzen Lösungsansätze & Varianten 02 Rack Air Containment System Vorteile: Hohe Leistungsdichte bis 30KW pro Rack. Redundante Ausführung für Insellösungen Nachteil: Für maximal 1 2 Racks hohe Kosten 14. Mai 2006 Page 11

12 Beratung Planung Umsetzung Lösungsansätze & Varianten 03 InfraStruXure mit integrierter Kühlung (NCPI) Vorteile: Horizontaler Luftstrom, ohne Doppelboden Optimale Kühlung durch Trennung in der Abluft und Zuluft Alle Komponenten im 19 Rackformat (Klima, USV, ) Modular, skalierbar, redundant, Managebar, Vorhersagbar, Reproduzierbar Nachteil: Vorhande Komponenten kaum integrierbar NCPI = Network Critical Physical Infrastructure 14. Mai 2006 Page 12

13 Energiebewußt InfraStruXure High Density (ISX HD) InfraStruXure High Density InfraStruXure 40 kw Schränke NetShelter VX + FM40 Klimaanlage 40 kw = DATA CENTER IN A BOX 300 cm ca. 300 cm

14 IT-Kosten runter Agenda 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten 4. Vorstellung der Partner 5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 6. Vorstellung der Produkte 7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung 8. Umsetzung 14. Mai 2006 Page 14

15 Umweltverträglich Vorstellung der Partner Systemhaus Maitschke im Auftrag von PDV-Systeme GmbH Projekterschließung, Projektleitung, Umsetzung und Abschluss Analyse, Planung und Koordinierung des Projektes sowie der beteiligten Firmen. Umsetzung der geforderten Energiespar-, Sicherheits- und Überwachungsanforderungen APC Deutschland GmbH Lieferant der USV, Klima und Rack Komponenten für das Rechenzentrum die Überwachung Anbieter der einzigen in Rack Lösung für Rechenzentren Trane - München GmbH Lieferant der Anlage zur Erzeugung der Kälte Planung und Umsetzung der Verrohrung 14. Mai 2006 Page 15

16 IT-Kosten runter Agenda 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten 4. Vorstellung der Partner 5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 6. Vorstellung der Produkte 7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung 8. Umsetzung 14. Mai 2006 Page 16

17 durchdachte Lösungen Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 001 Vorraussetzungen: - Begrenzter Raum als Testrechenzentrum genutzt - Rechenzentrum befindet sich im 1. Stock Bodenbelastung - Vorhandene Sicherheitsstandards sollten erhalten bleiben - Umzug in einen anderen Raum derzeit nicht umsetzbar - Finanziell eng gestreckter Rahmen, Ausschreibungen nötig - Spätere Umsetzbarkeit der Lösung in einen anderen Raum muss garantiert werden - Die Lage des GI muss bei Installationen im Außenbereich beachtet werden (Geräuschentwicklung & Größe) - Alle Arbeiten die mittelbar mit dem Umbau verbunden sind 14. Mai 2006 Page 17

18 umsetzbare Lösungen Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 002 Anforderungen Alle Komponenten im Rechenzentrum im Rack Design Effektivste Kühlung bei hoher Packungsdichte Die höchstmögliche Ausfallsicherheit soll angestrebt werden Die Kältemaschine soll als Splitsystem ausgelegt werden Kondensator soll auf dem Dach installiert werden Die Kältemaschine mit Pumpenmodul im Keller Brandschutzbestimmungen müssen eingehalten werden Die Umsetzung soll bis zum erfolgt sein 14. Mai 2006 Page 18

19 planbare Lösungen Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 003 Zeitplan Vorplanung und Sondierung im Aug. Sep Ausschreibung im Okt Zuschlag am Vorbereitende Arbeiten bis Ende Nov Verrohrung: 2 Wochen Einbringung der Geräte und Test im Dezember 2005 Einbringung der Systeme 14. Mai 2006 Page 19

20 IT-Kosten runter Agenda 1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lösungsansätze & Varianten 4. Vorstellung der Partner 5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lösung 6. Vorstellung der Produkte 7. Vorbereitung und Umsetzung der Lösung 8. Umsetzung 14. Mai 2006 Page 20

21 bezahlbare Lösungen Vorstellung der Produkte APC APC NetShelter VX: 19 -Schränke und Racks Serverschränke Serverschränke 750 mm 600 mm breit mit Netzwerkfähigkeit Rückansicht mit geteilten Türen 14. Mai 2006 Page 21

22 Servicefreundliche Lösungen Aufbau der Symmetra PowerArray Serie am Beispiel der Symmetra PX kw Redundante Steuermodule Leistungsmodule à10kw LCD-Display Batteriemodule Modulares Design Separate Steuer-, Leistungs- und Batterie-Module N+1 Redundanz für höhere Verfügbarkeit Skalierbarkeit in 10kW - Schritten für Flexibilität und niedrigere Einstiegskosten Einfache Wartung durch modularen Aufbau und hot swap für niedrigere Total Cost of Ownership Verwaltbar über Web, SNMP oder Telnet zur Unterstützung Ihrer Management-Strategie Anlagenrahmen 40kW Kommunikation inkl. APC Netzwerkkarte Automatischer Bypass Durch weiteres Zubehör Anpassung an individuelle Bedürfnisse möglich 14. Mai 2006 Page 22

23 skalierbare Lösungen Entscheidung: Symmetra PX 80/40 Start mit 20 KW gefordert Ausbaustufe von 50 KW geplant Redundanz von n+1 gefordert Klimaanlage mit über USV anschließen Anfangsleistung von 40KW 20 KW für den Start 10 KW für n+1 10KW für die Klimaanlage Überbrückungszeit von ca. 4 Minuten Jederzeit erweiterbar 14. Mai 2006 Page 23

24 IT-Kosten runter PDU-Schränke Power Distribution Units Leistungsstufen: 40, 60, 80 kw ab Werk 150, 300 kw auf Anfrage PDU 40 kw inkl. SBP für gemeinsam e Aufstellung mit der USV All-in-One USV bis 20 kw (N+1) inkl. SBP und Ausgangsverteilung PDU 60 kw für - von der USV - getrennte Aufstellung RDP 40 kw Abgangsautomaten bis 63 A, 3-ph. 14. Mai 2006 Page 24

25 Vertrauen schaffen Kabelführung in Datencentern (auf dem Dach der Schränke) 14. Mai 2006 Page 25

26 Systemhaus Maitschke Kabelführung (im Schrank) Rückwärtiger vertikaler Kabelmanagementbereich hinten hinten hinten (nur bei 1070 mm tiefen NetShelter VX) Seitenansicht Draufsicht Kabeldurchführungen im Schrankdach 14. Mai 2006 Page 26

27 Systemhaus Maitschke Rackmontierbare überwachbare PDUs (RM-PDU) sowie Strom- und Netzwerkkabel - einfache basic Serie - überwachbare metered Serie - schaltbare switched Serie horizontale und vertikale Modelle 10A, 16A und 32A 14. Mai 2006 Page 27

28 Systemhaus Maitschke Umgebungsüberwachung EMU Kaskadierbare Temp./Feuchte fühler mit Display neu EMS Vorderseite Temperatur Luftfeuchtigkeit Feuer Wasser eintritt Zutritt Rauch Zugriff per Webbrowser EMS Rückseite InfraStruXure Manager 14. Mai 2006 Page 28

29 Systemhaus Maitschke InfraStruXure Manager für InfraStruXure und das Kundennetzwerk User Server or Workstation USER LAN USER TCP/IP Network WEB Shutdownsignale direkt ins Kundennetzwerk InfraStruXure Manager 24 Port Switch APC LAN APC Remote Monitoring Service Zwei Netzwerkkarten Symmetra PX * XX ISX PDU * XX RM PDU * XX ATS * XX EMU * XX InfraStruXure mit InfraStruXure Manager Der InfraStruXure Manager verwendet den X IP-Addressbereich. Um Konflikte mit anderen Netzwerksegmenten zu vermeiden, kann auch der IP-Adressbereich X für das APC-Netzwerk verwendet werden. 14. Mai 2006 Page 29

30 Systemhaus Maitschke InfraStruXure Manager Bietet Echtzeit-Management und Bestandsanzeige für alle netzwerkfähigen APC-Geräte sowohl innerhalb einer InfraStruXure als auch im Kundennetzwerk Zuweisung von gleichen Schwellenwerten an alle gleichartigen Komponenten (z.b. EMU, RM-PDU) Bietet Echtzeitstatus und Empfohlene Massnahmen für alle netzwerkfähigen APC-Geräte Bietet Benachrichtigung via sowohl bei Überschreitung individueller Grenzwerte als auch bei USV-Ereignissen 14. Mai 2006 Page 30

31 Systemhaus Maitschke Leistungsaufnahme und Wärmeabgabe von IT-Equipment Die tatsächliche elektrische Leistungsaufnahme in Watt (nicht kva) entspricht der Wärmeabgabe in Watt! Vorsicht bei Nennleistungsangaben! Vorsicht bei mehreren Netzteilen, Redundanzkonzept beachten! Vorsicht bei Switchen, die IP-Telefonie unterstützen. Durch den Switch im Datencenter aufgenommene Leistung wird auch nach extern zu den Endgeräten (Telefonen) abgegeben und dort in Wärme umgesetzt! 14. Mai 2006 Page 31

32 Systemhaus Maitschke Einfaches Klimasystem Datencenter (innen) Umwelt (aussen) Klimaanlage HPAC Wärmetauscher Kaltes Medium + Kompressor oder Pumpe Warmes Medium Umgebungsluft 14. Mai 2006 Page 32

33 Systemhaus Maitschke InfraStruXure InRow RC 17 kw chilled water, keine Befeuchtung Neu nur 300 mm Breite 14. Mai 2006 Page 33

34 Systemhaus Maitschke InRow RC Produkt Design Vorteile Im Betrieb tauschbare Lüfter mit variabler Drehzahl Redundante A-B Stromzufuhr Stromredundanz und Schutz Rightsized die Klimaleistung, Energieersparnisse Kälteschlange Zieht über Kaltwasseranschluss Wärme ab Flow Meter Misst Wasserfluss um die KW Kälteleistung genauer zu bestimmen. Kondensat Management Entdeckt und entfernt Kondensation Verrohrung von Oben oder Unten möglich Luftfilter Schützt die Wärmetauschschlange, entfernt Staubpartikel Rollen Zum einfachen Bewegen der Anlage 14. Mai 2006 Page 34

35 Systemhaus Maitschke Rack Air Containment System (RACS) Garantie: 2 JahreReparatur oder Austausch + Aufbau Services Neu Führt zur Erhöhung der Kälteleistung der InRow RC Klimaanlage auf bis zu 30 kw! Qs = 1,21 x delta t x m³/s Lexan-Einlagen (vgl. Plexiglas) in den Türen 14. Mai 2006 Page 35

36 Systemhaus Maitschke InfraStruXure InRow RP / FM In-row precision air conditioning for medium to large data centers including high density applications. Modular design increases agility by providing scaleable solutions to add cooling as demand increases. Improved Energy Efficiency and Rightsizing reduces total cost of ownership. Placing the unit in the row of racks moves the source of cooling closer to the heat load and minimizes air mixing thus improves availability. FM40-IR The predictable solution for an unpredictable environment 14. Mai 2006 Page 36

37 Systemhaus Maitschke InRow RP Options and Related Products Hot Aisle Containment System Ceiling tiles, end doors, seals hot aisle Chiller Modular Air Cooled, storage tank InfraStruXure Manager Centralized Management Air Cooled Condenser Heat removal 14. Mai 2006 Page 37

38 Mind. 30% in 3 Jahren einsparen InfraStruXure with Integrated Fuel Cell InfraStruXure System with Revolutionary Integrated Fuel Cell 14. Mai 2006 Page 38

39 Systemhaus Maitschke InfraStruXure with Integrated Fuel Cell Applications Small and Medium Datacenters Data Center with High Availability Requirements 7x24, 365 days Extended runtimes Minimize Use of Batteries Lack of space in data room Weight restrictions Increased runtime Low Environmental Impact Need for reduced emissions Standby Generator Limitations Limited or restricted space Noise limits Permissions Emission limits 14. Mai 2006 Page 39

40 Systemhaus Maitschke InfraStruXure with Integrated Fuel Cell Messaging Preliminary messaging InfraStruXure with Integrated Fuel Cell - Messaging AVAILABILITY Increase runtime from minutes to days -- with expanded placement options Eliminate points of failure with system installed close to load (no ATS required) AGILITY ADAPTABILITY Environmentally clean fuel cell technology allows power generation in more locations COST Saves space with compact footprint Reduces design & installation time with preengineered rack-mounted integrated ISX solution 14. Mai 2006 Page 40

41 Systemhaus Maitschke InfraStruXure with Integrated Fuel Cell Fuel Cell Operation Fuel Cell XR Frame Symmetra PX Frame Oxygen (Air) Hydrogen PEM Fuel Cell Module DC/DC Power Module SYPX Load Water Heat By-products 14. Mai 2006 Page 41

42 Systemhaus Maitschke InfraStruXure with Integrated Fuel Cell APC Fuel Cell Technology 10 kw modules with up to 3 modules per rack Waste is heat and water DC output is regulated to +/-192 Volts for linking to ISX battery bus Start-up time typically 10 to 20 seconds Uses high-pressure tanked hydrogen for fuel Hot swappable cylinders if N+1 typically 4-10 cylinders are used Each cylinder (T-cylinder) is 9 in. in diameter and 60 in. high, which converters to approximately 9 kwh of runtime Cylinders can be provided and serviced by standard industrial gas company 14. Mai 2006 Page 42

43 Systemhaus Maitschke Umsetzung - Aufstellung Bodenbelastung Anforderungen Rechnerraum 1. Bodenbelastung prüfen & bewerten 2. Trennung in warmen & kalten Gang 3. Platz für die Installation & Wartung 4. Fluchtwege sicherstellen 5. Brandschutz einhalten Erforderliche Baumaßnahmen 1. Entkernung Raum 2. Verstärkung Doppelboden 3. Festlegen der Rohrführung 4. Aufstellplan für Kältemaschine und Kondensator 14. Mai 2006 Page 43

44 Systemhaus Maitschke Umsetzung - Medien 1. Stromanschluss gefordert 95mm² Absicherung 200A I. muss neu verlegt werden II. muss abschaltbar sein (Notaus) 2. Netzwerkverkabung alles vorhanden 3. Wasseranschluß I. Nicht vorhanden (für Befeuchtung) II. Nicht notwendig, da Kimaanlage im unkritischen Bereich dimensioniert wurde. (Vorlauf Rücklauf Temp.) 4. Brandfrüherkennung (Raumluftüberwachung) I. Für Stromzufuhr und EDV II. Früherkennung und Abschaltung im Störfall (verschiedene Stufen) 5. Signalisierung der Alarme (Meldewege einhalten) 6. Prüfen von Energieeinsparungen I. Nutzung vorhandener Kälte Erzeugung im Winter II. Ausfallkonzept mit Notschaltung an Hausklimaanlage 14. Mai 2006 Page 44

45 Systemhaus Maitschke Umsetzung Schema Klimaanlage Fakten 1. Splitsystem (Kondensator und Kältemaschine getrennt) - Kältemaschine in den Keller - Kondensator auf Dach 2. Freie Kühlung vorhanden - im Winter freie Kapazität (ca. 5000,- Stromsparpotential ) - Hausklima 20KW freie Kapazität (genügt für Notbetrieb ) 3. Rohrleitungswege realisierbar 4. Budget Frage 14. Mai 2006 Page 45

46 Systemhaus Maitschke Umsetzung Schema ELT Verkablung Beschreibung: 1. APC InfraStruXure, 2. Typ C, Symmetra PX 80 kw mit externem Servicebypass 3. Mit nachgeschaltetem 80 kw PDU Schrank (Sonderkonfiguration) 14. Mai 2006 Page 46

47 Systemhaus Maitschke Umsetzung Schema Signalübertragung Beschreibung: 1. APC Komponenten werden mit dem ISX-Manager überwacht. 2. Zusätzlich werden 2 Störmeldungen auf die BMZ gelegt ( Trane & APC ) 3. Warnungen per 4. Störungen über den Meldeweg BMZ 14. Mai 2006 Page 47

48 Systemhaus Maitschke DANKE Information ist kein Wert an sich es kommt auf die daraus folgenden Entscheidungen an. Nur mit Weitblick und Courage kann man seine Ziele erreichen! 14. Mai 2006 Page 48

49 Systemhaus Maitschke Q & A Systemhaus Maitschke Inh. Gerald Maitschke Tel Fax Mobil gerald@maitschke.de Mai 2006 Page 49