Physikalische Gefahren für das Rechenzentrum

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1 Physikalische Gefahren für das Rechenzentrum Technische SicherheitLogischer Schutz Referent: Hans - Jürgen Frase LITCOS GmbH & Co. KG, Burbach 1 Lösung durch Kompetenz

2 FRIEDHELM LOH GROUP eine international tätige Unternehmensgruppe 2

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4 Funktionssicherheit......bei ständig veränderter DV-Welt steht im Mittelpunkt Sicherheit durch Redundanz im Rechner Technische Logische SicherheitLogischer Sicherheit Schutz Funktionssicherheit Physikalische Sicherheit Sicherheit durch Redundanz im Netz Sicherheit durch Redundanz in der Bauausführung und Infrastruktur Lösungen durch Kompetenz mit LITCOS 4

5 Verfügbarkeit und Ausfallzeit Verfügbarkeit in % 99, ,999 99,99 99,9 99, Jährliche Ausfallzeit 30 Sekunden 5 Minuten 52 Minuten 9 Stunden ca. 44 Stunden ca. 88 Stunden ca. 18 Tage 5

6 Darstellung des Kosten-Nutzen Verhältnisses Gesamtwert der zu schützenden Güter Kosten Gesamtkosten optimales Kosten/ Nutzen-Verhältnis Kosten für Sicherheitsmaßnahmen Kosten durch mögliche Schäden ungeschütztes System Maß an Sicherheit sehr sicheres System 6

7 Zwingend: Risk-Management, eine sehr persönliche Notwendigkeit, durch gestiegenes Haftungsrisiko! Bundesdatenschutzgesetz EDV-Ausfall / Wirtschaftlicher Schaden EU-Gesetze Produkthaftungsgesetz Wirtschaftsspionage / Know-how-Verlust Datenverlust / Wiederbeschaffungskosten Qualitätssicherungssysteme DIN ISO 9001/ EN Brände, Brandstiftung Richtlinien der Sachversicherer Diebstahl, Manipulation 7

8 Planung von Rechenzentren Bedrohungsbild Sicherheitskonzept Sicherheitsmaßnahmen Schutzziel Prioritäten Kriminelle Risiken Elementarrisiken IuK-Räume Bürobereiche IT-Mitarbeiter Server LAN / WAN TK Daten Robotersysteme Serviceräume Lagerräume Technische Risiken Menschliche Risiken Sonstige Risiken Heißes Backup Warmes Backup Kaltes Backup Backupräume Technikräume Elektro- Infrastruktur Sicherheitstechnik Baukonstruktion Raumlayout Infrastruktur Sicherheitstechnik Organisation 8

9 Bauteile-Prüfung nach DIN 4102 Beflammung nach DIN / 60 / 90 / 120 / 180 Min. Zulässige max. Temperaturerhöhung nach 30/60/90/120/180 Min. Beflammung im Mittel 140 K, max. 180 K über Ausgangstemperatur, keine Abkühlzeit, keine Stauwärmeentwicklung, keine Messung der Luftfeuchtigkeit. Prüfkörper Messstelle Nach DIN 4102 wird das Bauteil einseitig beflammt, die Strahlwärme wird auf der dem Feuer abgekehrten Seite gemessen und aufgezeichnet. 9

10 Geprüfte Bauteile nach DIN 4102 bieten keinen ausreichenden Brandschutz für IT-Bereiche Gefährdung der EDV durch Umfeldbrände Dichtmittel R au ch ga se Dämmung Gipskartonplatte Leichtbauwand F90 Umfeld des RZ Rechenzentrum Te mpe ratu ransti eg > 1 00 C rel. L uftfe uc ht eanstieg bi s 100% Gefährdung der EDV durch Umfeldbrände Umfeld des RZ Mauerwerk oder Beton F90 Rechenzentrum Te mpe raturansti eg > 100 C rel. L uftfe uc hteanst ieg bi s 100% Durc hbie gung wegen hoher thermisc he r Spa nnungen und R is sbi ldung i n de r Gipskartonplatte Beflammung (Brand) Brandtemperatur ca C Wasseraustritt und Dampfbildung Beflammung (Brand) Brandtemperatur ca C Wasseraustritt und Dampfbildung Wass ereintritt bei Löschwasse re insat z St eckverbindu ng Wass er Do ppelbod en Steckverbindung Wass er Doppel boden Dichtmittel Kurz sch lu ss Kurz schluss Wasser.ppt 10

11 Trennwand in Trockenbauweise nach einem Brand 11

12 Funktionserhalt elektronischer Bauelemente bei Brandbelastung Funktionserhalt In der RbALei (Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Leitungsan-lagen) wird im Absatz 4 auf die elektrischen Leitungsanlagen von notwendigen Sicherheitseinrichtungen eingegangen. Diese müssen so beschaffen sein, daß sie im Brandfall nicht vorzeitig ausfallen. Die Dauer des Funktionserhalts muß bei Brandmeldeanlagen, Sicherheitsbeleuchtungen und Personenaufzügen mit Evakuierungsschaltung mindestens 30 min betragen. Bei Wasserdruckerhöhungsanlagen, Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sowie Feuerwehraufzügen und Bettenaufzügen in Krankenhäusern muß der Funktionserhalt 90 min umfassen. H. J. Frase / LITCOS Elektroschaltschrank

13 Datensicherung - Archivierung ICS Deskriptoren: Brandschutz, Güteklasse, Datenträger; Diskette, Klassifizierung, Feuerwiderstandsprüfung, Feuerstoß- und Sturzprüfung, Kennzeichnung Deutsche Fassung Wertbehältnisse Klassifizierung und Methoden zur Prüfung des Widerstandes gegen Brand Teil 1: Datensicherungsschränke Dieser Europäische Norm wurde con CEN am angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Dieser Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien und dem Vereinigten Königreich. CEN Europäi sche s Komitee für Normung European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Zentralsekretariat: rue de Stassart 36, B-1050 Brüssel EN Definitionen Für die Anwendung dieser Norm gelten die folgenden Definitionen: 3.1 Datensicherungsschrank: Schrank, der Datenträger und Wertgegenstände gegen Brand schützen soll. Anmerkung: Ein Datensicherungsschrank kann über Türen, Schubladen, Klappen und Zubehör verfügen. 3.2 Datenträger: Materialien, die Informationen enthalten, z.b. Papierdokumente, Magnetbänder, Filme, Disketten, Kassetten, optische Platten, Video- und Audiokassetten. Güteklasse 60 min Güteklasse 120 mi n maximale Temperaturerhöhung S 60 P S 120 P 150 C maximale relative Luftfeuchte keine Anforderungen S 60 D S 120 D 50 C 85 % S 60 DIS S 120 DIS 30 C 85 % Das Symbol S bezeichnet den Datensicherungsschrank. Die numerischen Werte dieser Güteklasse entsprechen den Beflammungszeiten in Minuten während der Prüfung; die Buchstaben stehen für folgende Arten von Datenträgern, die in der jeweiligen Güteklasse geschützt werden können: P Hitzeempfindliche Papier dokumente, jedoch nicht solche Papierarten, bei denen unter 170 C Informationen verloren gehen. D Hitze- und feuchtigkeitsempfindliche, z.b. magnetische Datenträger sowie hitzeempfindliche Papierunterlagen, jedoch nicht solche, bei denen unter 70 C Informationen verloren gehen. DIS Hitze- und feuchtigkeitsempfindliche Datenträger, z.b. Disketten, jedoch nicht solche, bei denen unter 50 C Infor mationen verloren gehen. 13

14 Datensicherungssafes Feuerwiderstandstest 14

15 Feuerschutz ohne Kompromisse DIS-DATA-Safe, der 7h in einer Fabrikhalle im Feuer stand 15

16 Langzeitarchivierung von CDs und DVDs im Klinikum, Bereich Radiologie 16

17 Europäische Norm - European Standard UDC Deskriptoren: Brandschutz, Güteklasse, Datenträger; Klassifizierung, Feuerwiderstandsprüfung Deutsche Fassung Wertbehältnisse- Klassifizierung und Methoden zur Prüfung des Widerstandes gegen Brand Teil 2: Datensicherungsräume und Datensicherungscontainer EN CEN Europäisches Komitee für Normung European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Zentralsekretariat: rue de Stassart 36, B Brüssel 3.8. Hardwaresystem: Elektronisches System das Daten speichert, verarbeitet, weitergibt oder übermittelt und/oder archiviert. ANMERKUNG: Als Hardwaresysteme gelten Host-Rechner, Leitrechner, Master-Steuereinheiten, PI-Laufwerke, Netzwerkrechner, MB-Laufwerk mit Robotsystem etc. 4. Klassifizierung, Schlösser und Zubehör 4.1. Klassifizierung Datensicherungsräume und Datensicherungscontainer müssen ihrem Füllgut gegen Brandeinwirkung entsprechend Tabelle 1 Schutz bieten. zu Punkt 4.1. Tabelle 1: Anforderungen an die Güteklasse R60D C60D Maximale Temperaturerhöhung 50 K 50 K Die Abkürzungen stehen für: R Datensicherungsräume C Datensicherungscontainer Maximale relative Luftfeuchte 85 % 85 % 17

18 System-Prüfung nach EN System-Prüfung nach EN Prüfkörper max. 50 K Temperatursteigerung über Ausgangstemperatur Max. 85 % rel. Luftfeuchtigkeit 3-seitige Beflammung 60 Min. nach EN und unbegrenzte Abkühlungsperiode im geschlossenen Brandofen. Techno-Data-Sicherheitsräume werden in einem geschlossenen Brandraum bei ca C 60 Minuten beflammt und bleiben so lange im Brandraum, bis die höchste Innentemperatur nach Stunden im Testraum erreicht ist. (Nachheizperiode) 18

19 Vergleich Anforderungen NFPA 75 mit EN 1047 NFPA F (79,4 C) für Hardware 150 F (65,6 C) für Plattenmedien 120 F (48,9 C) für Magnetbänder 350 F (176,7 C) für Papier EN und -2 D 70 C T 50K 85% rel. Luftfeuchte DIS 50 C T 30K 85% rel. Luftfeuchte P 170 C T 150K Feuerw iderstand mind. 1h für Computerräume und Lagerorte von Unterlagen / Datenträgern Feuerw iderstand 60 min. oder 120 min. bei Safes, 60 min. bei Räumen und Containern NFPA 75: Feuchtigkeitsbegrenzung nicht definiert! 19

20 Physikalische Daten- und Systemsicherung für IT-Strukturen Gefordert sind präventive Sicherheitsmaßnahmen im Rahmen von Notwendigkeit und Machbarkeit. 20

21 Gartner-Studie (10 Trends): Etwa die Hälfte aller Rechenzentren werden massive Probleme mit der Stromerversorgung und Kühlung bekommen! 21

22 Effizienzanalyse Entwicklung der Strompreise seit

23 Betriebskosten im Rechenzentrum Gesamtenergiebedarf in einem Rechenzentrum T p.a Energiekosten gesamt p.a Energiekosten elektr. Energie p.a Energiekosten Kälteenergie 100 KW 300 KW 500 KW Kilowatt / h 23

24 Ganzheitliche Planung von IT-Bereichen mit IT-Raum und Infrastruktur IuK - Sicherheitsstrukturen gemäß kundenspez. Ist-Situation Bauliche Maßnahmen gemäß EN 1047 Teil NFPA 75 Standard Energieversorgung gemäß VDE/VdS - Anforderungen Sicherheits- und Brandmeldetechik gemäß VDE/VdS - Anforderungen Klimaversorgung Betriebsorganisation + Datensicherung gemäß VDE/VdS - Anforderungen gemäß EN 1047 Teil kundenspez. Anforderungen 24

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26 TECHNO DATA Modulsafe CMC Computer Multi Control zur elektronischen Systemüberwachungl Sicherheit für 19 - Technik Modular Standortunabhängig Installation bei laufendem Betrieb Verbindung mehrerer Modulsafes zur Sicherung von Patch-Elementen Zugriff- und Feuerschutz Löschwasser- und Rauchgasdicht 26

27 Sicherheitskonzept für die Errichtung des neuen Rechenzentrums Variante 1 27

28 Energieversorgung als redundante Versorgungseinheit 28

29 Leistungsbedarf Elektro Grobschätzung elektrische Anschlussleistung Verbraucher spezif. Leistung Raumfläche Leistungsbedarf Leistungsfaktor Gleichzeitigkeitsfaktor ungesichertes Netz gesichertes Netz (NEA) unterbr.-freies Netz (USV) [ m² ] [ W/m² ] [ kw ] [ cos f ] [ ] [ kva ] [ kva ] [ kva ] Rechnerraum 56,00 EDV-Geräte ,0 0, Raumbeleuchtung 15 0,8 0, Klimagerät für den IT- Raum ,2 0, Lüftungsanlage 9,0 0, Sicherheitstechnik : BMA 1,5 0, ,97 1,0 1,0 EMA 1 0, ,65 0,6 0,6 ZKA 1 0, ,65 0,6 0,6 Sonstiges , Zwischensumme : Technikraum 1 12,00 Raumbeleuchtung 15 0,2 0, Kühlgerät Raum 400 4,80 0,85 0, Lüftungsanlage (Enlüftung) 100 1,2 0, Zwischensumme : Technikraum 2 12,00 Raumbeleuchtung 15 0,2 0, Kühlgerät Raum 400 4,80 0,85 0, Lüftungsanlage (Enlüftung) 100 1,2 0, Zwischensumme : Flur 27,00 Raumbeleuchtung 15 0,41 0,85 0, Lüftungsanlage (Enlüftung) 1 0,03 0, Zwischensumme : Serviceraum 41,00 Raumbeleuchtung 15 0,62 0,85 0, Steckdosen allgemein 150 6,15 0, Zwischensumme : Gesamtbedarf :

30 Hot Spot Klimatisierung Echte Migration? 30

31 Zielsetzung: Klimatechnik - Umluftkühlung für beide RZs - Kühlleistung 1000W/m² - Temperatur: 22 C +/- 2 C, max. 26 C - Feuchte: 50% r.f. +/- 15% - Außenluft: 1,5-2-facher Luftwechsel Gebäudedach Kaltwassersatz 2x 100% - Luftbefeuchtung ist vorzusehen Rack EDV Warmgang Kaltgang Rack Klima- Umluftgerät Warmgang Klima- Umluftschrank Technik USV OK FF OK FF ca. 0,55 31

32 Klimatisierung Problem: Lösung: Zusätzliche Hardware geplant -> weitere 60 kw Wärmelast Neue Hardware in Gestellschränke integrieren Zusätzliche Wärmelast mit Liquid Cooling Packages auffangen Klima 50 kw LCP LCP LCP LCP LCP LCP Raum mit 100m² und 1kW/m² Klima-Performance Raum vergrößern: Möglichkeit 2: 1: Racks à 35 kw /m² Klima 50 kw LCP LCP LCP 32

33 ³ ³ Planung einer RZ-gerechten, redundanten Klimatisierung mit Nutzung einer freien Winterkühlung zur Reduzierung der laufenden Betriebskosten Variante A mit freier Kühlung Variante B ohne freie Kühlung Variante C mit freier Kühlung Energieverbrauch kw h/a kwh/a kw h/a Betriebskosten 9.683,13 EUR/a ,72 EUR/a 7.173,03 EUR/a Herstellungskosten ,- EUR ,- EUR ,- EUR Amortisationszeit 4 Jahre 1 Jahr Gegenüberstellung von Energieverbrauch, Betriebskosten, Herstellungskosten, Amortisationszeit 33

34 Gestuftes Sicherheitskonzept mit Einteilung der Gebäudeund RZ-Funktionsbereiche in Sicherheitszonen: Sicherheitszone Anforderungsprofil 0 Öffentlicher Bereich: Während der Dienstzeit frei zugänglich, Personenkontrolle an den Eingängen, nach Dienstschluss geschlossen, eventuell alarmüberwacht. 1 2 Eingeschränkt öffentlicher Bereich: Während der Dienstzeit eingeschränkter Personenkreis, betriebsfremde Personen nach Möglichkeit nur beaufsichtigt, nach Dienstschluss verschlossen, nach Möglichkeit alarmüberwacht, Scharfschaltung für Mitarbeiter möglich. Nicht öffentlicher Bereich, während der Dienstzeit weiter eingeschränkter Personenkreis, Zutritt nur über Zutrittskontrolle für berechtigten Personenkreis, betriebsfremde Personen bei Bedarf nur unter Aufsicht, nach Dienstschluss verschlossen und alarmüberwacht, Scharfschaltung lokal. Zwiebelprinzip Serverraum / -räume 3 Sicherheitsbereich, während der Dienstzeit und nach Dienstschluss verschlossen und alarmgesichert, Zutritt nur über Zutrittskontrolle für besonders berechtigte Personen, betriebsfremde Personen nur in Ausnahmefällen unter Aufsicht ( Wartung, Reinigung), Scharfschaltung lokal, Berechtigung nur für EDV-Mitarbeiter nach Berechtigungsschlussel. An den Übergängen der unterschiedlichen Zonen sind Zutrittskontrollsysteme mit unterschiedlichen Freigabekriterien und Berechtigungen zu realisieren. RZ-Bereich: Büros Systemadministratoren RZ-Technik Nicht öffentlicher Bereich: Etage o. Abschnitt Öffentlicher Bereich: Gebäudeaußenbereich Allg. Verkehrsfläche 34

35 Sicherheitszonen Öffentlicher Bereich Eingeschränkter öffentlicher Bereich Nicht öffentlicher Bereich Sicherheitsbereich 35

36 Zielsetzung: Brandmelde-/Brandlöschtechnik Stufenkonzept: - Brandüberschlag verhindern --> baulicher Brandschutz - Brandentstehung früh erkennen und Brandquellen abschalten --> Brandfrühesterkennungssystem - Brände entdecken und melden --> Brandmeldesystem - Brände bekämpfen --> Automatische Löschanlagen Schaden Temperatur Flammen Rauch Schwelphase Zeit Brandmeldezentrale Brandfrühesterkennung (RAS) Rauchmelder Flammenmelder Wärmemelder Vorratsbehälter 36

37 Notfallhandbuch Notfall- Notfall handbuch handbuch handbuch handbuch Gültigkeitsbereich/ Wiederanlaufstrategie Anlagen Wiederherstellung/ Rückkehr zu Normalität Alarmpläne/ Eskalation Ablaufpläne/ Krisenmanagement Teams und Verantwortlichkeiten Wiederanlaufpläne 37

38 Mit der Erfahrung von mehr als 1800 Projekten 38