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Prof. Me. Antônio Palmeira MATERIAL COMPLEMENTAR Infraestrutura de TI Data Center Gestão e Testes no Cabeamento Estruturado Tópicos deste material complementar É também conhecido como centro de processamento de dados. É um local onde está implementada uma infraestrutura de TI com componentes de alta capacidade. Tem por objetivo o processamento e armazenamento de dados e o fornecimento de serviços tecnológicos. No data center é comum a instalação de servidores, storages, equipamentos de redes (switches, roteadores, dentre outros). A ideia é que o data center consiga oferecer serviços de TI de alto desempenho e disponibilidade, além da escalabilidade necessária para atender aos requisitos de negócios, sempre prezando por critérios de segurança da informação, tão caros para as Organizações e a sua gestão. Data center Componentes de um data center Fonte: Adaptado de: Veras (2015, p. 79). Data center Instalações físicas Energização Refrigeração Gerenciamento TI Energia Telecomunicações Upload e download Data center dentro do contexto de negócios Fonte: Adaptado de: Veras (2015, p. 85). Nível de serviço Nível de serviço Processos (usuário) Aplicações Serviços de infraestrutura Serviços de data center Componente do data center Serviços entregues pelo data center Fonte: Adaptado de: Veras (2015, p. 85). Serviços de alta disponibilidade e recuperação a desastres Serviços de segurança Serviços de aplicação Serviços de virtualização Serviços de automação e gerenciamento da TI Serviços de processamento Serviços de rede Serviços de armazenamento Data center Determinar a classificação do data center e características técnicas. Determinar e analisar os requisitos de TI. Determinar e analisar os requisitos de engenharia. Planejar a segurança física e lógica do data center. Planejar os espaços e instalações. Planejar a eficiência energética. Dividir o projeto em subprojetos por componentes e/ou sistema do data center. Determinar o orçamento e estudo de viabilidade econômica. Etapas em um projeto de data center Tier 1: mais básico de todos e não contempla redundâncias em rotas físicas e lógicas. O percentual de disponibilidade é de 99,671%. Tier 2: caracterizado pela existência de componentes redundantes no âmbito interno. O seu nível de disponibilidade mínima deve ser de 99,749%. Tier 3: caracterizado por ter manutenções que não acarretam paradas no serviço. O nível de disponibilidade mínima esperado é de 99,82%. Tier 4: conhecido por sua tolerância a falhas e com a disponibilidade de 99,995%, ou seja, apenas 24 minutos de indisponibilidade por ano. Classificações de data center Fonte: Adaptado de: Marin (2016, p. 45). Elemento Tier I Tier II Tier III Tier IV Componente redundante N N+1 N+1 Mínimo: N+1 Recomendado: 2(N+1) Ramos de distribuição 1 1 1 normal 1 alternativo 2 ativos simultaneamente Separação e ramos de distribuição Não Não Sim Sim Manutenção simultânea Não Não Sim Sim Tolerante a falhas Não Não Não Sim Requisitos-chave para planejamento e implementação dos componentes do data center Fonte: Adaptado de: Somasundaram e Shrivastava (2011, p. 34). Requisito-chave Descrição Disponibilidade Todos os elementos dos data centers devem ser projetados para garantir a acessibilidade e a disponibilidade Segurança Devem ser estabelecidas políticas, procedimentos e integração apropriados dos elementos principais do data center que impedirão o acesso não autorizado, preservando os dados e as informações armazenadas Escalabilidade As operações do data center devem alocar recursos para processamento ou armazenamento adicionais sob demanda, sem interromper as operações de negócio Desempenho Todos os elementos principais do data center devem fornecer serviço e desempenho otimizados a todas as solicitações de processamento em alta velocidade Integridade de dados Refere-se a mecanismos como códigos de correção de erros e bits de paridade que assegurem que os dados sejam gravados no disco exatamente como foram recebidos Capacidade Operações nos data centers requerem recursos adequados para armazenar e processar grandes quantidades de dados de forma eficiente Sala dos servidores Sala do sistema de climatização Sala do sistema elétrico Salas de gerenciamento e suporte Demais espaços de circulação interna Planejamento das instalações físicas dos data centers Fonte: Adaptado de: Marin (2016, p. 55). Data Center Edifício Sala de comunicações Entrega de telecomunicações Entrega de energia Sala de energia/ UPS geradores Sala de computadores Sala de ar-condicionado Sala de operação da rede Automação incêndio monitoramento Segurança lógica: remete à salvaguarda dos dados e das informações. Segurança física: remete às infraestruturas físicas. Segurança em um data center Eletrônica: controle de acesso e vigilância por circuito fechado de televisão (CFTV). Predial: garantia de segurança a partir da utilização de adequadas portas, paredes, eclusas, iluminação etc. Operacional: pessoal de segurança, procedimentos para emergência e contingências, dentre outros. Áreas da segurança física do data center INTERVALO Existem organizações que oferecem processos de certificação para a infraestrutura dos data centers, por meio de mecanismos que comprovam a classificação e nível de serviço. Padrões da ABNT NBR 16665:2019 e na ANSI/TIA-942-A trazem apenas critérios e especificações para implementação de data center, mas não são um garantia legal de conformidade. Certificação para data center Uptime Institute – oferece certificação norte-americana no Brasil e em mais de 110 países, baseada na classificação em Tier da própria Uptime Institute. TUV Rheinland – oferece certificação alemã no Brasil e no exterior, baseada na norma ANSI/TIA-942-A. ICREA (International Computer Room Experts Association) – oferece certificação mexicana em países da América Latina, com exceção do Brasil. IDCA (International Data Center Authority) – oferece certificação norte-americana nos Estados Unidos e no Canadá e sem atuação considerável no Brasil. Certificação para data center Certificação Tier de documentos de projeto de data center: Avaliação de requisitos de desempenho, capacidade e engenharia da instalação. Avaliação de sistemas mecânicos e elétricos, bem como de considerações arquitetônicas e do local. Análise terceirizada independente de fornecedor e contratado de documentos de projeto. Certificações Uptime Institute Certificação Tier de instalações construídas de data center: Verificação terceirizada que sua instalação foi construída de acordo com documentos de projeto com Tier Certification. Demonstrações ao vivo de sistemas importantes sob condições reais para confirmar o desempenho da instalação. Foco na identificação e abordagem de problemas de construção antes do início das operações da instalação. Certificações Uptime Institute Certificação Tier de sustentabilidade operacional data center: Avaliação abrangente de práticas de gestão da instalação e operação com Tier Certification. Identificação de problemas de management and operations que podem comprometer a confiabilidade e desempenho. Ênfase na realização das melhores práticas operacionais para obter o potencial total da infraestrutura instalada. Certificações Uptime Institute As instalações e os sistemas elétricos de um data center representam um dos componentes mais críticos e precisam funcionar em 100% do tempo. A continuidade no fornecimento de energia elétrica se dá pela alimentação elétrica auxiliar, tais como: grupos geradores e as UPS (Uninterruptable Power Supply – Fonte de Energia Ininterrupta). Instalações elétricas em um data center Fonte: Adaptado de: Marin (2016, p.73). Subestação Concessionária Transformador Gerador a diesel G ATS/QTAUPS B y p a s s Quadro elétrico Quadro elétrico PDUs Cargas mecânicas Cargas críticas de TI Consumo médio de energia elétrica de um data center Fonte: Marin (2016, p. 89). Sistemas Percentual de Consumo de energia elétrica Climatização 45% Carga crítica de TI 36% UPS 11% Espaços de suporte 5% Iluminação 3% Garante a continuidade no fornecimento temporário de energia elétrica para os equipamentos de TI, em caso de falta de energia. Ela opera até que seja dada partida no grupo gerador e as cargas de TI sejam plenamente atendidas. UPS (Uninterruptable Power Supply – Fonte de Energia Ininterrupta) Fonte: Adaptado de: Marin (2016, p.105). Entrada (da concessionária) Conversor AC/DC Baterias Conversor DC/AC Conversor AC/AC Bypass Carga Classificação TIER do data center. Dimensionamento da carga do data center. Determinação da forma da entrada elétrica da concessionária. Planejamento da capacidade de crescimento da carga. Planejamento e implementação das redundâncias no sistema. Projeção da disponibilidade e da confiabilidade do sistema elétrico. Fases na execução de um projeto do sistema elétrico Tem como objetivo a operação na temperatura e umidade adequada. A ideia é que os equipamentos da sala de computadores funcionem na temperatura de 20 °C a 25 °C, com variação máxima de 5 °C por hora, além de uma umidade entre 40% e 50%. Gerenciamento da climatização de um data center Dimensionamento adequado e preciso do sistema de ar-condicionado. Utilização de bloqueadores mecânicos que forçam a entrada de ar frio dentro de áreas mais quentes da sala de computadores. Utilização de gabinetes com climatização independente. Utilização da técnica de free cooling para regulação de temperatura. Criação de corredores quentes e frios, com insuflamento de ar que vai de baixo para cima. Técnicas de gerenciamento da climatização de um data center Tem o objetivo de minimizar as perdas em um data center como consequência de um incêndio. É composto por três componentes: detecção do incêndio; supressão do incêndio; sistema de alarme. Sistema de proteção de incêndio em um data center Fonte: Adaptado de: Poletini (2016, p. 69). Componente Descrição Tipos Detecção do incêndio Subsistema responsável pela detecção de parâmetros que indicam um princípio de incêndio. Detectores de fumaça por ionização. Detectores fotoelétricos. Dispositivos de detecção precoce de fumaça. Supressão do incêndio Subsistema responsável pela extinção de fogo. Sprinklers (sistemas com água). Gases inertes não inflamáveis. Sistema de alarme Subsistema de acionamento e notificação de incêndios. Alarmes sonoros. Alarmes em SMS, e-mail e aplicativos de mensagens instantâneas. INTERVALO O cabeamento estruturado, que antes era conhecido como cabeamento de rede local de computadores, ou cabeamento predial, é um conjunto de recursos e tecnologias que envolve cabos e hardwares de conexão para voz e dados, definido por normas, em vista do atendimento das necessidades dos usuários de telecomunicações e TI. Cabeamento estruturado 1º teste: configuração de terminação (wiremap) 2º teste: comprimento 3º teste: perda de inserção 4º teste: diafonia 5º teste: relação diafonia e atenuação 6º teste: alien crosstalk 7º teste: perda de retorno 8º teste: atraso de propagação 9º teste: delay skew Principais testes do cabeamento de par metálico Este teste efetua o mapa de fios, bem como a continuidade e a conectorização (terminação) dos pares metálicos nas tomadas de telecomunicações fio a fio. Verifica a existência de: Continuidade pino a pino Pares invertidos Pares transpostos Condutores abertos Condutores ou pares em curto-circuito Split-pair (pares divididos) 1º teste: configuração de terminação (wiremap) Este teste verifica se o lance de cabos de pares metálicos atende às exigências da norma. O parâmetro comprimento é fortemente relacionado e dependente do parâmetro velocidade de propagação nominal. 2º teste: comprimento Popularmente chamado de teste de atenuação nos cabos. É sempre medida em decibel, conhecido apenas por dB por unidade de comprimento, normalmente o metro. 3º teste: perda de inserção Entrada Saída Sinal de entrada Sinal de saída Circuito ou canal de transmissão Também conhecida como crosstalk ou linha cruzada, que ocorre a partir dos mecanismos de acoplamento indutivo e capacitivo, limitando o desempenho do sistema de comunicação. A diafonia pode ser também compreendida como interferência eletromagnética propagada em diferentes pares de fios. Os efeitos da diafonia são atenuados ou ampliados a partir dos seguintes fatores: bitola dos condutores, trancamento dos pares, existência ou não de blindagem e isolante utilizado. 4º teste: diafonia NEXT e FEXT Informação propagando-se pelo par do cabo NEXT FEXT Par 1 Par 2 Par 3 Par 4 Trata-se de uma relação entre a diafonia e a atenuação, estabelecendo um parâmetro para certificação que reporte influências conjuntas desses dois aspectos. Os dois métodos encontrados nesse teste são: ACRN (Attenuation to Crosstalk Ratio Near End) e o ACRF (Attenuation to Crosstalk Ratio Far End). 5º teste: relação diafonia e atenuação Esse teste tem o intuito de verificar a interferência dos pares de um cabo em pares de outros cabos ou feixes de cabos. Ele é de grande importância em redes que utilizam aplicações em gigabit ethernet ou 10 gigabit ethernet. Da mesma forma que na diafonia, ACRN e ACRF, o alien crosstalk também pode ser medido par a par e em powersum, em suas variações NEXT e FEXT. 6º teste: alien crosstalk Representa a medida de todas as reflexões causadas por descasamento de impedância característica em um lance de cabos. O descasamento de impedância ocorre porque não há uma continuidade no canal (meio físico), que precisa ser conectorizado em distribuidores, conectores, dentre outros, causando as reflexões. A perda de retorno, também conhecida como relação de onda estacionária, varia com a frequência do sinal. A unidade de medida da perda de retorno é o decibel (dB). 7º teste: perda de retorno Medida de tempo utilizado por um sinal ao propagar-se no lance de cabo entre a origem e o destino. A medida de atraso está fortemente relacionada às características construtivas e elétricas do cabo, tais como resistência, indutância, capacitância e condutância. 8º teste: atraso de propagação Também conhecido como desvio do atraso de propagação. Ele expressa a diferença no tempo entre atrasos de propagação de pares que têm maior velocidade e aqueles mais lentos em um cabo de par metálico. 9º teste: delay skew Par 1 Par 2 Par 3 490 ns 505 ns 500 ns 510 ns Par 4 Desvio de atraso de propagação = 20 ns (510 - 490) INTERVALO Permanente Canal Testes de campo 90 m (máximo) Equipamento teste Distribuidor de piso (FD) Cabeamento horizontal Ponto de consolidação (CP) Equipamento teste Área de trabalho (WA)T0 A B TT 100 m (máximo) Distribuidor de piso Cabeamento horizontal Ponto de consolidação (CP) Área de trabalho (WA) T0 A B C D E Os parâmetros considerados são: Atenuação, como primeiro parâmetro, é normalmente função do comprimento de onda do sinal de luz transmitido. Comprimento do enlace óptico, como parâmetro físico importante, influencia decisivamente o desempenho do sistema de cabeamento estruturado. Equipamento de testes: OTDR. Testes no cabeamento óptico Coeficientes de atenuação nas fibras ópticas Fonte: Adaptado de: Marin (2013, p. 109). Tipo de cabo óptico Comprimento de onda (nm) Coeficiente de atenuação (dB/km) Largura de banda modal (MHz.km) Fibra multimodo 50/125 micrômetros 850 3,5 500 Fibra multimodo 50/125 micrômetros 1.300 1,5 500 Fibra multimodo 62,5/125 micrômetros 850 3,5 160 Fibra multimodo 62,5/125micrômetros 1.300 1,5 500 Monomodo - cabos de uso interno 1.310 1,0 Não se aplica Monomodo - cabos de uso interno 1.550 1,0 Não se aplica Monomodo - cabos de uso externo 1.310 0,5 Não se aplica Monomodo - cabos de uso externo 1.550 0,5 Não se aplica Atenuação das emendas. Atenuação dos acopladores ópticos. Atenuação do segmento de cabos. Atenuação total nas fibras ópticas Jumper de teste 1 (J1) Jumper de teste 2 (J2) Acoplador ópticoAcoplador óptico Enlace óptico sob teste Power meter Fonte óptica Observar a utilização dos forros falsos e dos pisos elevados. Verificar os problemas de compatibilidade e interferência eletromagnética que podem surgir no encaminhamento inadequado dos cabos em infraestrutura compartilhada com a rede elétrica. Efetuar adequado processo de testes e certificação do cabeamento estruturado antes da entrega do final ao cliente. Garantir a inexistência de tradicionais problemas envolvendo o cabeamento de cobre e/ou óptico, tais como: cabos com capas danificadas; curvaturas excessivas; cabos estrangulados por amarras e abraçadeiras; caixas de superfícies soltas. Recomenda-se na instalação do cabeamento estruturado Suportes tipo gancho ou anel devem ter a sua capacidade limitada para não gerar deformações geométricas nos cabos. Ocupação de apenas 50% da capacidade das eletrocalhas. Ocupação inicial de canaletas aparentes e de mobiliários em torno de 40% e com ocupação final de 60%. Para eletrodutos fechados, a ocupação inicial será de 30% e a ocupação final de 50%. Encaminhamento de cabos O objetivo principal da administração do cabeamento estruturado é fazer com que a organização de todos os subsistemas e espaços de telecomunicações sejam conservados, tenham uma longa vida útil e obedeçam sempre a padrões e normas nacionais e internacionais. Administração do cabeamento estruturado Utilização de identificações dos componentes do sistema de cabeamento estruturado, sejam subsistemas, sejam espaços de telecomunicações. Construção de registros e relatórios dos seus elementos. Adoção de um plano de conservação dos ambientes de telecomunicações. Estabelecimento de um plano de manutenção preventiva nos subsistemas de cabeamento estruturado. Especificação gráfica do sistema, envolvendo simbologias e topologias. Plano de verificação das questões de cabeamento estruturado relacionadas às instalações elétricas. Considerações na administração do cabeamento estruturado Classe I - espaços atendidos por uma única sala de equipamentos e não há sala de telecomunicações, cabeamento de backbone ou sistemas de cabeamento de planta externa. Classe II - tem um único edifício com várias salas de telecomunicações. Classe III - tem uma infraestrutura de campus dotada de uma planta externa de cabeamento. Classe IV - tem uma infraestrutura com vários campi em um único sistema de gerenciamento. Classes de gerenciamento Classes de gerenciamento Identificação Classe I Classe II Classe III Classe IV Identificador dos espaços de telecomunicações X X X X Identificadores de enlaces horizontais X X X X Identificador de barramento de aterramento principal de telecomunicações X X X X Identificador do barramento de aterramento de telecomunicações X X X X Identificador do cabo de backbone de edifício X X X Identificador dos pares ou fibras ópticas do backbone de edifício X X X Identificador do sistema de proteção contra incêndio X X X Identificador dos edifícios X X Identificador dos cabos de backbone de campus X X Identificador dos pares ou fibras ópticas do backbone de campus X X Identificador do campus ou localidade do edifício X MARIN, P. S. Cabeamento estruturado: desvendando cada passo: do projeto à instalação. 4. ed. São Paulo: Erica, 2014. MARIN, P. S. Data Centers engenharia: infraestrutura física. São Paulo: PM Books, 2016. SOMASUNDARAM, G. Armazenamento e gerenciamento de informações: como armazenar e proteger informações digitais. Porto Alegre: Bookman, 2011. VERAS, M. Computação em nuvem: nova arquitetura de TI. Rio de Janeiro: Brasport, 2015. Referências ATÉ A PRÓXIMA!
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