Verfügbarkeit & Service-Level- Agreement (SLA)

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1 P R Ä S E N T I E R T Verfügbarkeit & Service-Level- Agreement (SLA) Wie hängt beides zusammen? Copyright InfraOpt GmbH 2018

2 Ein Beitrag von Dipl.-Ing. Uwe Müller Geschäftsführender Gesellschafter InfraOpt GmbH Copyright InfraOpt GmbH

3 Agenda 18. September 2018 Kassel Kunde fordert Service-Level-Agreement (SLA)! Was ist zu tun? Ansatz: Suche nach Informationen Copyright InfraOpt GmbH

4 Data Center Buzzwords Kategorie B Verfügbarkeitsklasse IV Höchste Verfügbarkeit Fehlertoleranz Tier II Effizienz Resilienz Versorgungspfade Five Nines Hohe Verfügbarkeit 2N+M Redundanz Kategorie A Level III Tier I Drei Sterne Kategorie D Single Point of Failure 2N+1 Kategorie 2 Ausfallsicherheit Level I Kategorie 4 Verfügbarkeitsklasse I Vier Sterne SLA Level III+ Zuverlässigkeit Tier IV Level II 99,99 % Double Point of Failure Level IV Verfügbarkeit Verfügbarkeitsklasse II Zwei Sterne N+1 Verfügbarkeitsklasse IV erweitert Kategorie 1 Tier III 99 % Ein Stern Verlässlichkeit Fünf Sterne m of n Level III++ 99,9 % Kategorie 3 Verfügbarkeitsklasse III Kategorie C 2N Copyright InfraOpt GmbH 2018

5 Oh je Kunde fordert Service-Level-Agreement (SLA) Vertraglich festgelegte Verfügbarkeit: Bspw. 99,98 % Anzahl zulässiger Ausfälle, Bspw. 1 Ereignis je 2,5 Jahre Data Center Neubau Risikoanalyse EN50600 Festlegen der Verfügbarkeitsklasse Verfügbarkeit unbekannt Data Center im Betrieb Die Messung der bisherigen Verfügbarkeit ist stets erfolgt. Verfügbarkeit bekannt Besteht Änderungsbedarf? Copyright InfraOpt GmbH

6 Service Level Agreement (SLA) Vereinbarung von zugesicherten Leistungseigenschaften, wie bspw.: Erreichbarkeit 24 Stunden je Tag, 7 Tage je Woche Festlegung der maximal zulässigen Ausfallzeit in einem bestimmten Zeitraum Festlegung der Anzahl zulässiger Unterbrechungen in einem bestimmten Zeitraum Ziel: Definition, Überwachung, Optimierung der Dienstleistung Copyright InfraOpt GmbH

7 Definition eines SLA Beispielhafte Leistungseigenschaften eines Dienstes: Verfügbarkeit (im Regelbetrieb): 99,98 % Maximal 1 Ausfallereignis je 2,5 Jahre Reduzierte Verfügbarkeit während angemeldeter Wartungsbzw. Umbauereignisse: 99,67 % Uptime Institut Tier I Tier II Tier III Tier IV Representative Site Failures 6 failures / 5 year 1 failure / 1 year 1 failure / 2.5 years 1 failure / 5 years Annual Site Downtime 28.8 h 22.0 h 1.6 h 0.8 h End-User Availability % % % % Quelle: Uptime Institut, 2008, White Paper, Tier Classifications Define Site Infrastructure Performance, Page 14 Copyright InfraOpt GmbH

8 Welchen Dienst betrifft das SLA? Notwendige Teilsysteme der Data Center Infrastruktur (DCI): Power Distribution Stromversorgung EN Environmental Control Regelung der Umgebungsbedingungen EN Systemerfolg S eines Lastpunktes (z.b. Servers): S Loadpoint S Power S Environmental Control Ein Erfolgspfad beschreibt genau eine notwendige, minimale, ununterbrochene Funktionskette zum Lastpunkt Redundanzen (auch Umschalter und Transferschalter) dienen zur Vermehrung Erfolgspfade Copyright InfraOpt GmbH

9 Berechnung der Verfügbarkeit Verfügbarkeit (Availability): Betrachtungszeit Ausfallzeit A Betrachtungszeit Verfügbarkeit in %: Betrachtungszeit Ausfallzeit A 100 % Betrachtungszeit Schwierigkeiten: 1. Die Ausfallzeit kann nur für Data Center angegeben werden, die sich bereits im Betrieb befinden! 2. Die Verfügbarkeit allein ist zur Bewertung einer Infrastruktur nicht ausreichend. Copyright InfraOpt GmbH

10 Data Center Resilienz (resiliency) Resilienz steht Synonym für: Belastbarkeit Widerstandsfähigkeit Stabilität Elastizität Ausfallsicherheit (DIN EN 50600) Fähigkeit von technischen Systemen, bei Störungen bzw. Teil-Ausfällen nicht vollständig zu versagen (Wikipedia) Copyright InfraOpt GmbH

11 Kennzahlen der Data Center Resilienz Zuverlässigkeit R t e t/mtbf Merkmal für die Wahrscheinlichkeit, dass die DCI die Funktion erfüllt, unter Berücksichtigung der Betriebszeit Zurückliegende Verfügbarkeit Inhärente Verfügbarkeit Operationale Verfügbarkeit A a 8760 h Ausfallzeit 8760 h A i A o MTBF MTBF MTTR MTBM MTBM MDT Ausfallzeit ist nur für Data Center im Betrieb zu ermitteln, daher für Planung und Optimierung ungeeignet Berechnete Verfügbarkeit auf Grundlage der eingesetzten Komponenten und Systeme, bei idealer Wartung und Instandsetzung Berechnete Verfügbarkeit unter Berücksichtigung von Wartung, Umbauten, Elementarereignissen, Fehlhandlungen, tatsächlichen Liefer- und Reparaturzeiten usw. Copyright InfraOpt GmbH

12 Kennzahlen der Data Center Resilienz Single Point of Failure SPoF Anzahl der 1-Fehlerpunkte, durch welche die DCI ausfallen kann, analytische Bestimmung der VK nach EN , -2-3 Double Point of Failure DPoF Anzahl der 2-Fehlerkombinationen, durch welche die DCI ausfallen kann zur Vorhersage, ob Verfügbarkeit im Fall von geplanten oder ungeplanten Fehlerereignissen besteht. Single Point of Reduced Availability*) Double Point of Reduced Availability*) SPoRA DPoRA Anzahl der 1-Fehlerpunkte, durch welche das SLA während geplanter Wartungs- und Umbaumaßnahmen unterschritten würde. Anzahl der 2-Fehlerkombinationen, durch welche das SLA während geplanter Wartungs- und Umbaumaßnahmen unterschritten würde. *) Die Metriken SPoRA und DPoRA sind Ergebnis von FuE-Projekten, erarbeitet durch Dipl.-Ing. Uwe Müller, InfraOpt GmbH und Prof. Dr.-Ing. Kai Strunz, Technische Universität Berlin, mit Unterstützung durch die Investitionsbank des Landes Brandenburg Copyright InfraOpt GmbH

13 Analyseprozess in fünf Schritten 1 Rezeption des Designs 1 2 Boolesche Modellierung 2 3 Datenaufbereitung 3 4 Numerische Berechnung 5 Optimierungen 5 Praxiserprobt: Automotive, Colocation, Industrie, Telekommunikation Copyright InfraOpt GmbH

14 Resilienz von Designvarianten Symmetrisches Design 1 Charakteristik: Symmetrische Stromversorgung A und B Symmetrische Klimatisierung A und B Redundante USV in Pfaden A und B Anzahl der Teilsysteme: 35 Design SLA: A d = 0,9998 Reduziertes SLA: A r = 0,9967 Utility supply d 1 n 1 a 1 Transformer b 1 Trafo switchgear c 1 Main switchgear A m 1 Switchgear cooling A p 1 Chiller unit A q 1 Water piping A r 1 d 2 Transfer switchgear e 1 t 1 UPS A v 1 UPS A swg. w 1 x 1 Transfer switchgear t 2 UPS B v 2 UPS B swg. w 2 x 2 e 2 Main switchgear B m 2 Generator g 1 Generator switchgear h 1 i 1 i 2 n 4 Switchgear cooling B p 2 Chiller unit B q 2 Water piping B r 2 Airconditioning unit A s 1 Airconditioning unit B s 1 IT A IT B swg. z 1 swg. z 2 Data Center loadpoint with dual corded power supply S(LP) = [S(s 1 ) S(s 2 )] [S(z 1 ) S(z 2 )] 14

15 Resilienz von Designvarianten Asymmetrisches Design 2 Charakteristik : Asymmetrische Stromversorgung A und B Asymmetrische Klimatisierung A and B Redundant UPV nur im Pfad B Anzahl der Teilsysteme: 33 Design SLA: A d = 0,9998 Reduziertes SLA: A r = 0,9967 Utility supply d 1 n 1 a 1 Transformer b 1 Trafo switchgear c 1 NS-Hauptverteilung A m 1 Transfer switch cooling A o 1 Switchgear cooling A p 1 Chiller unit A q 1 Water piping A r 1 Airconditioning unit A s 1 d 2 t 1 STS u 1 x 1 Transfer switchgear t 2 UPS v 1 UPS swg. w 1 NS-Hauptverteilung B x 2 m 2 Generator IT A IT B swg. z 1 swg. z 2 Data Center loadpoint with dual corded power supply S(LP) = [S(s 1 ) S(s 2 )] [S(z 1 ) S(z 2 )] e 2 g 1 Generator switchgear h 1 i 1 n 3 n 4 Switchgear cooling B p 2 Chiller unit B q 2 Water piping B r 2 Airconditioning unit B s 2 15

16 Resilienz von Designvarianten Antworten: Kennzahl / Metrik Design 1 Design 2 N R(t=1 a) 0,8716 0,8661 A i 0,9999 0,9999 A o 0,9998 0,9998 SPoF 0 0 DPoF a) Beide Designs sind hinsichtlich Verfügbarkeit vergleichbar. b) Design 2 benötigt weniger Teilsysteme und ist toleranter gegen Doppel-Fehler. Copyright InfraOpt GmbH

17 Quantitative Verfahren InfraOpt Gewinn der Organisation Numerische Analyse Simulation Optimierung Variantenvergleich Prädiktion Machine Learning Validierte Designs Ausfallsicherheit Gesicherte SLAs Kosteneinsparung Vorausschauende Entscheidungen Analytik für resiliente Data Center. Copyright InfraOpt GmbH

18 Analytik für resiliente Data Center Ich freue mich auf Ihre Fragen. InfraOpt GmbH Dipl.-Ing. Uwe Müller Geschäftsführender Gesellschafter Puschkinstr. 23 D Luckenwalde HRB P St-Nr. 050/111/ uwe.mueller@infraopt.eu fon mo