Diseño Datacenter01.pdf

Índice General 1

Introducción ............................................................................................................................ 5

2

Planteamiento Del Problema ................................................................................................. 6

2.1

Objetivos .......................................................................................................... 6

2.1.1 2.1.2

2.2 3

Objetivo General ...................................................................................................... 6 Objetivo Especifico .................................................................................................. 6

Hipótesis .......................................................................................................... 6

Marco Teórico ........................................................................................................................ 7

3.1

Centro de Datos ............................................................................................... 7

3.1.1 Data Center Corporativo .......................................................................................... 7 3.1.2 Centro de Hosting .................................................................................................... 7 3.1.3 Valores Para el Diseño de Centro de Datos ........................................................... 7 3.1.3.1 Simplicidad ....................................................................................................... 7 3.1.3.2 Flexibilidad........................................................................................................ 8 3.1.3.3 Escalabilidad .................................................................................................... 8 3.1.3.4 Modularidad ...................................................................................................... 8 3.1.3.5 Estandarización ................................................................................................ 8

3.2

Criterios a tomar en cuenta en el diseño de un Centro de Datos. .................... 9

3.2.1 Alcance del proyecto ............................................................................................... 9 3.2.2 Presupuesto ............................................................................................................. 9 3.2.3 Elementos Esenciales ........................................................................................... 10 3.2.3.1 Localización: ................................................................................................... 10 3.2.3.2 Elementos esenciales primarios..................................................................... 10 3.2.3.3 Elementos esenciales secundarios: ............................................................... 11 3.2.3.4 Viabilidad del Proyecto ................................................................................... 12 3.2.3.5 Ventajas y Desventajas del Centro de Datos ................................................. 12

3.3

Infraestructura de Telecomunicaciones para Data Center .............................. 13

3.3.1 Infraestructura de Cableado .................................................................................. 13 3.3.2 Estándares de Cableado Estructurado.................................................................. 14 3.3.2.1 Subsistema de la Norma ANSI/TIA/EIA -568-A ............................................. 14 3.3.2.2 Subsistemas de la Norma ANSI/TIA/EIA-568-B ............................................ 15 3.3.2.3 Cuarto de Telecomunicaciones ...................................................................... 19 3.3.2.4 Cuarto de Equipos .......................................................................................... 20

3.4

Rutas y Espacios de Telecomunicaciones para edificios ............................... 20 3.4.1.1 3.4.1.2 3.4.1.3 3.4.1.4

3.5

Cuarto de Entrada de Servicios ..................................................................... 20 Cuarto de Equipos .......................................................................................... 20 Cuarto de Telecomunicaciones ...................................................................... 20 Rutas Cableadas Horizontales ....................................................................... 20

Estándar TIA 942 ........................................................................................... 20

3.5.1 Historia ................................................................................................................... 21 3.5.2 Ventajas ................................................................................................................. 21 3.5.3 Infraestructura de Soporte ..................................................................................... 21 3.5.4 Áreas Funcionales ................................................................................................. 22 3.5.5 Tier ......................................................................................................................... 22 3.5.5.1 Tier: 1Data Center Básico .............................................................................. 23 3.5.5.2 Tier II: Componentes Redundantes ............................................................... 23 3.5.5.3 Tier III: Mantenimiento Concurrente ............................................................... 23 3.5.5.4 Tier IV: Tolerante a fallas ............................................................................... 24 3.5.5.5 Novedades Introducidas por la Norma 942ª .................................................. 25 4

Marco Metodológico ............................................................................................................ 25

5

4.1

El Método Inductivo ....................................................................................... 26

4.2

El Método Deductivo ...................................................................................... 26

Presentación de Resultados ................................................................................................ 27

5.1

Análisis del Entorno Actual............................................................................. 27

5.1.1 Selección de Sitio .................................................................................................. 28 5.1.2 Área Infraestructura informática ............................................................................ 28 5.1.3 Sistema de Piso Falso ........................................................................................... 29 5.1.4 Sistema de Distribución de energía ....................................................................... 30 5.1.4.1 UPS ................................................................................................................ 30 5.1.4.2 Generador ...................................................................................................... 30 5.1.4.3 Tableros de Breakers ..................................................................................... 30 5.1.5 Mantenimiento Bypass .......................................................................................... 31 5.1.6 Control de Emergencia .......................................................................................... 31

5.2

Cableado de Datos ........................................................................................ 31

5.2.1 Patch Panel ........................................................................................................... 31 5.2.2 Cable y Conectores ............................................................................................... 32 5.2.3 Etiquetado y Codificación de Color ....................................................................... 32 5.2.4 Sistema de Enfriamiento ....................................................................................... 32 5.2.5 Requisitos de Temperatura ................................................................................... 33 5.2.6 Hardware ............................................................................................................... 33 5.2.7 Servidores .............................................................................................................. 33 5.2.8 Equipos de Comunicación ..................................................................................... 33 5.2.9 Topología de Red .................................................................................................. 33 5.2.9.1 Topología........................................................................................................ 34 5.2.9.2 Cables ............................................................................................................ 34 5.2.9.3 Diseño de Reflejos-Pisos ............................................................................... 35 5.2.9.4 Diseño de Reflejos-Racks .............................................................................. 36 5.2.9.5 Conectores ..................................................................................................... 37

5.3

Diseño y Características de los componentes ................................................ 37

5.3.1 Selección de Sitio .................................................................................................. 37 5.3.2 Ubicación de área de Centro de Datos ................................................................. 37 5.3.2.1 Factores de Riesgo ........................................................................................ 37

5.4

Capacidad Del Centro de Datos ..................................................................... 38

5.4.1 Ubicación de las Áreas del Centro de Datos ........................................................ 42 5.4.2 Sistema de Piso Falso ........................................................................................... 42 5.4.3 Sistema de Distribución de Energía ...................................................................... 42 5.4.3.1 UPS ................................................................................................................ 43 5.4.4 Sistema de Enfriamiento ....................................................................................... 43 5.4.5 Seguridad y Acceso ............................................................................................... 43 6

Conclusiones ........................................................................................................................ 44

7

Bibliografía ........................................................................................................................... 44

Índice Imágenes Imagen 1 Data Center .................................................................................................................. 7 Imagen 2 T568-A ........................................................................................................................ 15

Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen Imagen

3 T568-B ........................................................................................................................ 15 4 Cableado Horizontal ................................................................................................... 16 5 Cableado .................................................................................................................... 17 6 Patch Panel ................................................................................................................ 17 7 Cableado UTP ............................................................................................................ 18 8 Puntos de Acceso ...................................................................................................... 18 9 Área de Trabajo .......................................................................................................... 19 10 Cableado Vertical ..................................................................................................... 19 11 Método Inductivo ...................................................................................................... 26 12 Método Deductivo .................................................................................................... 26 13 Fachada Universidad ............................................................................................... 28 14 Situación Actual Centro de Datos ............................................................................ 28 15 Plano Área Data Center ........................................................................................... 29 16 UPS .......................................................................................................................... 30 17 Breakers ................................................................................................................... 31 18 Cableado Patch Panel ............................................................................................. 31 19 Etiquetado ................................................................................................................ 32 20 Aire acondicionado ................................................................................................... 32 21 Diagrama de Conexión Data Center ........................................................................ 37 22 Gabinete 42 U´s ....................................................................................................... 40 23 Ubicación de equipos en Gabinete .......................................................................... 41 24 Ubicación Centro de Datos ...................................................................................... 42

Índice Tablas Tabla 1: Estandarización ............................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Tabla 2: Capas Estandarización ................................................................................................... 9 Tabla 3: Elementos Secundarios ................................................................................................ 11 Tabla 4: Disponibilidad Centro de Datos ..................................................................................... 12 Tabla 5: Infraestructura de Soporte ............................................................................................ 22 Tabla 6: Tier ................................................................................................................................ 23 Tabla 7: Áreas Data Center ......................................................................................................... 29 Tabla 8: Tabla de equipos Data Center ...................................................................................... 38 Tabla 9: Tabla de Btu´s ............................................................................................................... 39 Tabla 10: Espacio Físico de equipos .......................................................................................... 39 Tabla 11: Especificaciones Generales de equipos ..................................................................... 40

1

INTRODUCCIÓN Las instituciones educativas en la actualidad se encuentran con la presión de ofrecer los mejores servicios ya sea a través del internet o por medio de su propia intranet de una forma segura y eficiente para el usuario final. Estos servicios deben estar disponibles y ser confiables además de tener la capacidad de crecer de acuerdo con las necesidades requeridas por la institución. La Universidad Tecnológica Israel como parte de su proceso de mejora continua tiene la necesidad de realizar modificaciones que centralicen su información tomando en cuenta normas, políticas de calidad y estándares técnicos que aseguren la disponibilidad de los servicios brindados. Actualmente la universidad no cuenta con una infraestructura adecuada destinada para centralizar sus equipos informáticos que proporcionan servicios al personal docente, administrativo y estudiantes como son el internet, correo electrónico acceso a datos, ingreso de notas, página web. El rack se encuentra ubicado en el tercer piso en el área administrativa oficina del Coordinador de Carrera. El área destinada a mantener resguardados los equipos no es la adecuada, dado a ya que no cumple normas de seguridad por ser una zona de fácil acceso para el personal que labora en el centro educativo y personas ajenas a la institución, no se dispone de un sistema de ventilación y control de temperatura apropiado, no existe espacio suficiente en el rack para distribución de cableado de energía y datos, los que no se encuentran identificados, y el respaldo energético ante un posible corte no es el adecuado. No se cuenta con equipo necesario ante un posible incendio. Esto es una referencia para proponer el Diseño de un Data Center para el Departamento de Recursos Tecnológicos de la “Universidad Tecnológica Israel” tomando como base los estándares técnicos que garanticen la operatividad y disponibilidad a largo plazo.

2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La Universidad Tecnológica Israel hoy en día carece de un espacio dedicado para equipos de comunicación y servidores, los equipos se encuentran ubicado en la oficina del Director de carrera, sin ningún tipo de protección ni seguridad lejos del personal encargado, no cumple con normas ni estándares para mantener los equipos en una condición idónea, ni una área segura esto puede ocasionar problemas, daño en los equipos en sus partes electrónicas, recalentamiento de equipos, corrupción de datos, fuga de información, adicional al no ser un espacio definido exclusivamente para servidores.ni para las personas puede tener serios ocasionar problemas de salud con las personas que se encuentran cerca de los equipos. El aire acondicionado existente, se encuentra instalado al costado derecho del rack, con la cubierta lateral instalada la que no permite que el flujo de aire circule por los equipos de una forma adecuada. El cableado estructurado no está identificado ni se cumple con ningún estándar, los cables que llegan de los pisos, van a diferentes áreas de la institución, están deteriorados, algunos de estos llegan a un patch panel a un reflejo al switch principal, otros no cumplen este estándar y llegan directo al switch sin estar etiquetados. Con el presente proyecto se pretende proponer proponer el Diseño de un Data Center para el Departamento de Recursos Tecnológicos de la “Universidad Tecnológica Israel” tomando como base los estándares técnicos que garanticen la operatividad y disponibilidad a largo plazo.

2.1

Objetivos

2.1.1 Objetivo General Realizar el Diseño de un Data Center para el Departamento de Recursos Tecnológicos de la “Universidad Tecnológica Israel” tomando como base los estándares técnicos que garanticen la operatividad y disponibilidad a largo plazo.

2.1.2 Objetivo Especifico  Estudiar los estándares sobre el diseño de Centros de Datos.  Aplicar el estudio realizado en el trabajo de titulación para la elaboración del diseño de Centro de Datos.  Conocer y evaluar la importancia de seguridad de la información.  Crear Diagrama de cableado estructurado.

2.2

Hipótesis

H0 Mediante la presentación del Diseño de un Data Center para el Departamento de Recursos Tecnológicos de la “Universidad Tecnológica Israel” se logrará mejorar la gestión del Centro de Datos. H1 Mediante la presentación del Diseño de un Data Center para el Departamento de Recursos Tecnológicos de la “Universidad Tecnológica Israel” no se logrará mejorar la gestión del Centro de Datos.

3

MARCO TEÓRICO

3.1

Centro de Datos

Se llama centro datos (CD) a aquel sitio donde se reúnen los recursos necesarios para el procesamiento de la información de una organización.

Imagen 1 Data Center (Zona Hosting, 2002-2016)

Según el número de clientes que se atienda se tendrán dos tipos de Data Center

3.1.1 Data Center Corporativo Ofrece comunicación y servicio de datos a una sola corporación o empresa. Sera el núcleo para la red de la empresa así como para su acceso a internet y a la telefonía. Los servidores de páginas web, los concentradores de intranet, equipos de comunicación.

3.1.2 Centro de Hosting Es propiedad de un proveedor que brinda servicios de información y de internet.

3.1.3 Caracteristicas Para el Diseño de Centro de Datos 3.1.3.1 Simplicidad Todos los Centros de Datos deben conservar el diseño lo más simple posible para que sea fácil de manejar y entendible. Un diseño simple hace más fácil el trabajo y más difícil el ser abandonados y cometer errores, por ejemplo, al rotular y etiquetar todos y cada uno de los puertos de una red, puntos de corriente, cables, circuitos, breakers, etc., no habrá problemas en tratar de encontrar donde están las cosas y poder resolver cualquier problema que se presente. Por ejemplo, si un equipo se conecta a la red es muy simple verificar si el punto al que se conecta está funcionando correctamente.

3.1.3.2 Flexibilidad La tecnología es muy versátil y no se sabe cómo estará dentro de 5 o 10 años, y la finalidad es el de lograr que el diseño sea lo más flexible y actualizable. Parte de esta flexibilidad es hacer el diseño lo más beneficioso posible. Cada decisión de diseño tiene un impacto sobre el presupuesto. Hay que tener en mente también que el costo – beneficio de un Centro de Datos está relacionado directamente con la función y misión del mismo.

3.1.3.3 Escalabilidad El diseño que se exponga en la creación de Centros de Datos debe trabajar eficientemente de tal manera que funcione para Centros de Datos pequeños, medianos y grandes, además que permita trabajar con una gran variedad de equipos. Debe también acomodarse a las circunstancias cambiantes de la tecnología y crecer conforme a las necesidades.

3.1.3.4 Modularidad Los Centros de Datos son altamente complicados y se pueden volver complicada su administración. Al dividir el diseño y hacerlo modular, permite crear sistemas altamente complejos en partes más pequeñas y manejables. Estos módulos más pequeños son más fáciles de definir y de replicar y se los puede llevar a cualquier grado de granularidad necesaria para manejarlos en el proceso de diseño.

3.1.3.5 Estandarización El Centro de Datos debe ser un medio equilibrado. Esto provee estabilidad a los servidores y a los equipos de red que se encuentran integrados en el Centro de Datos, e incrementaría la usabilidad. La estandarización hace que el mantenimiento y la descubrimiento de problemas sea más eficiente de encontrar y solucionar y asegura un control de calidad. Una vez que se encuentre un modelo de diseño o infraestructura de los componentes que proveen la funcionalidad completa hay que adoptarlo como estándar, pero también hay que estar listos para estándares que evolucionan sobre el tiempo. Modelo de N-Capas (N-Tier) – Centro de Datos La máxima disponibilidad del Centro de Datos está conforme con la redundancia en el sistema eléctrico que la infraestructura debe tener. Todo componente eléctrico necesita un suministro constante de energía para funcionar. Si un generador en espera (standby) mantiene en funcionamiento el Centro de Datos cuando hay una falla, un segundo generador puede entrar en acción y proveer más protección. El segundo generador estará ahí en caso de que el primero falle. El nivel de disponibilidad de la parte eléctrica precisará el número de capas con el que cuenta el Centro de Datos para protegerlo. La cantidad de capas que disponga el Centro de Datos depende de algunos factores, incluyendo el tamaño del espacio físico destinado, cuanto flujo de corriente existe y el número máximo de servidores y dispositivos de red que el entorno pueda contener.

Se va a nombrar como Capa N en un Centro de Datos, cuando la infraestructura provee de un generador pequeño para conservar el flujo eléctrico. Esta Capa N, hace referencia al nivel de funcionalidad que este le proveerá y no al número de dispositivos de los componentes de la infraestructura N es la capa más baja de una infraestructura típica de un Centro de Datos. La siguiente capa es la capa N + 1. Esta puede soportar el Centro de Datos al máximo de la capacidad incluidos componentes adicionales. Por ejemplo, en la situación anterior citada para un Centro de Datos básico, para operar a la máxima capacidad, este podría ser diseñado a N+1 con un segundo generador. Capas más altas N+2, N+3 incrementan el número de componentes redundantes.

DISPOSITIVO

N

N+1

N+2

N+3

Generador

1

2

3

4

Tabla 1: Capas Estandarización

3.2

Criterios a tomar en cuenta en el diseño de un Centro de Datos.

Los criterios para el diseño de un Centro de Datos están basados en los requerimientos que deben ser encontrados para proveer al sistema de la capacidad y la disponibilidad necesarias para el buen funcionamiento en el día a día. Es muy difícil dar una guía que abarque cada una de los criterios o elementos de juicio que deben ser tomados en cuenta el momento de diseñar un Centro de Datos pero se mencionará a los más importantes como son el ámbito o alcance del proyecto, el presupuesto, elementos esenciales, perfiles de la disponibilidad del sistema, viabilidad del proyecto (Tangient LLC, 2016).

3.2.1 Alcance del proyecto Muchas veces el alcance de un proyecto va a determinar en gran parte el diseño del Centro de Datos, para esto se debe establecer las necesidades individuales y colectivas de las personas o de la empresa que va a requerir los servicios del Centro de Datos. Esto tiene que ir de la mano conjuntamente con el presupuesto que se tenga disponible, dado que el diseño del Centro de Datos puede abarcar desde construir una nueva edificación para la mantención hasta hacer simples modificaciones al espacio físico que se tiene disponible. Todas las especificaciones del proyecto y las necesidades deben ser trabajadas conjuntamente con los responsables del proyecto para que sea viable (CIO, s.f.).

3.2.2 Presupuesto Los elementos esenciales en un Centro de Datos pueden ser libremente determinados si se utiliza como punto de partida el alcance del proyecto, donde la viabilidad del mismo se va a dar el momento de comparar cuánto costaría el proyecto y cuanto tengo asignado para la implementación. Algunas consideraciones deben ser examinadas desde el inicio como por ejemplo: ¿Cuál es el presupuesto para el Centro de Datos? ¿Hay disponible la suficiente cantidad de dinero para implementar el Centro de Datos en base a las necesidades de la compañía? ¿Cómo se van a repartir los fondos? ¿Es posible la redistribución? ¿Es necesario tener redundancia en energía? ¿Los sistemas viejos y obsoletos son aun necesarios? ¿Qué áreas necesitan ser ampliadas y que áreas pueden esperar?

Es preferible gastar un poco de dinero en la planificación para crear un presupuesto exacto, y no tener que hacer enmiendas el momento que inicie a desarrollar el Centro de Datos , esto a la larga representará un ahorro. Pero ¿Cuán aceptable es gastar en una construcción para el Centro de Datos? Esto va a depender del valor de lo que el Centro de Datos va a proteger (CIO, s.f.) (SOMOSM, s.f.).

3.2.3 Elementos Esenciales 3.2.3.1 Localización: El lugar que se elija para ubicar el Centro de Datos es importante, pero esto se basa en muchos factores. Uno de ellos es si se va a construir un Centro de Datos nuevo se debe analizar el costo que tendría la obra civil, o si se lo readecua las instalaciones existentes. Esto dependerá también de los costos de los terrenos donde se desee construir, en algunos lados resultará más barato que en otros. Otro aspecto relacionado es la conectividad que va a tener el Centro de Datos, puesto que se puede tener un Centro de Datos distribuido geográficamente pero deberá estar intercomunicado entre cada uno de ellos. La ubicación es un elemento esencial pero se lo puede considerar flexible y negociable (SOMOSM, s.f.).

3.2.3.2 Elementos esenciales primarios Todos los Centros de Datos deben tener los siguientes 4 elementos cualquier que sea la capacidad o disponibilidad, ningún Centro de Datos podrá funcionar sin todos ellos trabajando interdependientemente, la existencia en un Centro de Datos no es negociable. (SOMOSM, s.f.)

3.2.3.2.1 Capacidad Física: Se debe tener espacio suficiente para alojar el equipo y se debe conocer cuál es el peso de los mismos para asegurar que el piso pueda resistir. (SOMOSM, s.f.)

3.2.3.2.2 Alimentación Eléctrica: Sin corriente eléctrica nada puede funcionar, si se necesita aumentar el tiempo de funcionamiento sin interrupciones de nuestro Centro de Datos (uptime) es necesario el uso de UPS. Se debe tener la capacidad física necesaria para tener un cuarto para generar energía y el equipo que ayudará a generar esa energía (SOMOSM, s.f.).

3.2.3.2.3 Enfriamiento Si no está aclimatado correctamente el cuarto que contiene los equipos, estos no podrán funcionar por mucho tiempo debido al sobrecalentamiento que se produciría por falta de circulación de aire que mantenga la temperatura óptima para trabajar los equipos en el Centro de Datos. (SOMOSM, s.f.)

3.2.3.2.4 Ancho de Banda Sin un ancho de banda adecuado el Centro de Datos pierde el valor. El tipo y calidad del ancho de banda depende de los dispositivos.

A menos que el Centro de Datos vaya a ser utilizado para una misión no-critica de operaciones, los últimos tres elementos esenciales deberían ser diseñados para estar activos y funcionando el 100% del tiempo. (SOMOSM, s.f.) (SOMOSM, s.f.)

3.2.3.3 Elementos esenciales secundarios: Hay otra cantidad de elementos que deben ser analizados pero que se los puede considerar como elementos esenciales secundarios. Todo va a depender del alcance del proyecto y de las metas del proyecto involucrado. Por ejemplo se debería considerar arreglos en muebles, tuberías e iluminación, puertas, ventanas, oficinas, paredes, un centro de operaciones, etc. Todo esto va a depender si se construye una instalación nueva o se retroalimenta una ya existente. Una ecuación que funciona muy bien aquí es: (Cofitel, s.f.)

Presupuesto = E. E. Primarios + E.E. Secundarios + Localización

Tabla 2: Elementos Secundarios

3.2.3.3.1 Perfiles de la disponibilidad del sistema. Las compañías con bajas consideraciones de acceso, es decir, negocios que no están abiertos las 24 horas pueden tener menores requerimientos de disponibilidad. Las necesidades de los equipos del Centro de Datos deben ser determinadas en el alcance del proyecto para determinar las necesidades de disponibilidad. Al saber y conocer que dispositivos o grupo de dispositivos tienen o son de misión crítica (24x7x365) y cuáles dispositivos están por debajo del nivel de misión crítica, es importante determinar mucho aspectos del diseño del Centro de Datos , esto incluye: (Cofitel, s.f.)

3.2.3.3.1.1 Dispositivos Redundantes El número de dispositivos de respaldo que tiene que tener alta disponibilidad al momento que el equipo falle. (Cofitel, s.f.)

3.2.3.3.1.2 Energía Redundante El número de sistemas de UPS que deben ser instalados para asegurar que los sistemas se mantengan operando. (Cofitel, s.f.)

3.2.3.3.1.3 Enfriamiento Redundante El número extra de unidades HVAC1 que deben estar disponibles en el evento de que una o más unidades fallen. (Cofitel, s.f.)

3.2.3.3.1.4 Redes Redundantes La cantidad de equipo de red que debe estar disponible al momento de producirse un evento de fallo, el número de conexiones con el proveedor de servicio de internet (ISP) ante el evento de algún evento catastrófico. Cuando los ingenieros encargados de desarrollar el proyecto de red hablan sobre disponibilidad, se refieren a routers, switches que forman parte de la red de la compañía. Cuando un administrador del sistema habla sobre disponibilidad se refiere al tiempo que se mantiene funcionando una aplicación o servidor en particular. La disponibilidad es representada como un porcentaje de tiempo. ¿Cuántos días, horas, minutos está el Centro de Datos operando funcionalmente con flujo de corriente eléctrica en un período de tiempo? La mayor parte de las compañías quieren de manera extrema la máxima disponibilidad para el Centro de Datos, el tiempo fuera que permanezca el Centro de Datos afecta la productividad. Aquí se introducirá el concepto de los nueves. Mientras más nueves se tenga se logrará una mayor (SlideShare, s.f.)1 año = 365 días = 8760 horas = 525.600 minutos = 31’536.000 segundos Si se calcula el tiempo que se tiene sin funcionar el Centro de Datos: Tiempo sin funcionar al año =31’536.000 – ((31’536.000 x 99,9999) / 100) = 31,5 segundos (SlideShare, s.f.) Nivel de Disponibilidad

Porcentaje

Tiempo sin funcionar al año

Seis nueves

99,9999

32 segundos

Cinco nueves

99,999

5 minutos, 15 segundos

Cuatro Nueves

99,99

52 minutos, 36 segundos

Tres nueves

99,9

8 horas, 46 minutos

Dos nueves

99

3 días, 15 horas,40 minutos

Tabla 3: Disponibilidad Centro de Datos

3.2.3.4 Viabilidad del Proyecto Para hacer un proyecto de un Centro de Datos viable, es necesario hacer muchos compromisos, y esto resulta obvio, ya que si se quiere que el Centro de Datos funcione bien con flujo constante de energía y no se puede tener de la compañía local que suministra la energía dado a que tiene muchos problemas de caída de tensión, el proyecto se convertiría en un riesgo que no es bueno correr. Algunas consideraciones que hay que tener en cuenta son: un presupuesto inadecuado, empleados no calificados, espacio físico inadecuado, ISP inadecuado e ineficiente, concurrentes problemas con incendios, zona con problemas de terremotos e inundaciones, inadecuada capacidad de enfriamiento, etc. (SlideShare, s.f.)

3.2.3.5 Ventajas y Desventajas del Centro de Datos Las ventajas de implementar y mantener un Centro de Datos funcionando beneficiarán cualquier ámbito donde se lo lleve a cabo. Esto significará: a) Alta disponibilidad para los negocios y mayor tiempo de atención para los clientes.

b) Sistemas redundantes ante posibles fallas. c) Seguridad de la información ante cualquier evento catastrófico. d) Suministro de energía constante. Todos estos elementos trabajan en conjunto para dar como resultado un entorno de procesamiento de datos eficiente, seguro y viable. (ABC, s.f.) Las desventajas al diseñar e implementar un Centro de Datos radicará en:

a) Los errores humanos de cálculo y criterios puestos a consideración para tomar en cuenta todas y cada una de las necesidades que se requieren ubicar y satisfacer. (ABC, s.f.) b) Un presupuesto mal manejado, que puede llevar a la quiebra a cualquiera. c) Un error al no determinar bien la ubicación física del Centro de Datos y hacerlo en una zona que resulte conflictiva llevará a que el proyecto fracase. (SlideShare, s.f.)

3.3

Infraestructura de Telecomunicaciones para Data Center

Los servicios de telecomunicaciones son de suma importancia en un edificio, por lo que se les llama sistemas críticos ya que deben proveer servicio interrumpido para las operaciones de las empresas, por ello es que se debe tener sumo cuidado en el lugar donde se albergaran los servidores de distintos servicios. El centro de Datos de una empresa es un ambiente especialmente diseñado para albergar todos los equipos y elementos necesarios para el procesamiento de la información de una organización (SlideShare, s.f.; CIO, s.f.)

3.3.1 Infraestructura de Cableado La infraestructura de una red de datos, es la parte más importante de toda nuestra operación como administradores, dado que si nuestra estructura de medio de transporte es débil y no lo conocemos, por lo tanto nuestra red de datos no puede tener un nivel alto de confiabilidad. (SlideShare, s.f.) El cableado estructurado es un método de ingeniería basado en estándares para instalar un sistema de cableado integrado para datos, voz, video y control. Significa que todos los servicios se hacen conducir a través de un sistema de cableado en común. Un sistema de cableado correctamente diseñado e instalado provee al usuario final una infraestructura de cableado con un desempeño predecible así como flexibilidad para acomodar crecimiento y cambio sobre un periodo extendido en el tiempo. (Servicios, s.f.)

3.3.2 Estándares de Cableado Estructurado En el pasado había dos especificaciones principales de terminación de cableado: Los cables de datos por un lado y por el otro, los cables de voz. En la actualidad, en el mundo de los sistemas de cableado estructurado existen muchos diferentes tipos de servicios (e.g. voz , datos, video, monitoreo, control de dispositivos, etc.) que pueden correr sobre un mismo tipo de cable El estándar más conocido de cableado estructurado en el mundo está definido por la EIA/TIA ([Electronics Industries Association/Telecomunications Industries Association] de Estados Unidos), y especifica el cableado estructurado sobre cable de par trenzado UTP de categoria 5, 5e y 6. (Servicios, s.f.).

3.3.2.1 Subsistema de la Norma ANSI/TIA/EIA -568-A La norma ANSI/TIA/EIA -568-A especifica los requisitos mínimos para cableado de telecomunicaciones dentro de edificios comerciales, incluyendo salidas y conectores, así como entre edificios de conjuntos arquitectónicos. De acuerdo a la norma, un sistema de cableado estructurado consiste de 6 subsistemas funcionales: d) Instalación de entrada, o acometida, es el punto donde la instalación exterior y dispositivos asociados entran al edificio. Este punto puede estar utilizado por servicios de redes públicas, redes privadas del cliente, o ambas. (Tripod, s.f.) e) El cuarto de equipos es un espacio centralizado para el equipo de telecomunicaciones (PBX, equipos de cómputo, conmutadores de imagen, etc.) que da servicio a los usuarios en el edificio. (Tripod, s.f.) f)

El eje de cableado central proporciona interconexión entre los gabinetes de telecomunicaciones, locales de equipo, e instalaciones de entrada. Consiste de cables centrales, interconexiones principales e intermedias, terminaciones mecánicas, y puentes de interconexión. Los cables centrales conectan gabinetes dentro de un edificio o entre edificios. (Tripod, s.f.) g) Gabinete de telecomunicaciones es donde terminan en sus conectores compatibles, los cables de distribución horizontal. Igualmente el eje de cableado central termina en los gabinetes, conectado con puentes o cables de puenteo, a fin de proporcionar conectividad flexible para extender los diversos servicios a los usuarios en las tomas o salidas de telecomunicaciones. (Tripod, s.f.) h) El cableado horizontal consiste en el medio físico usado para conectar cada toma o salida a un gabinete. Se pueden usar varios tipos de cable para la distribución horizontal. Cada tipo tiene sus propias limitaciones de desempeño, tamaño, costo, y facilidad de uso. (Tripod, s.f.) i) El área de trabajo, sus componentes llevan las telecomunicaciones desde la unión de la toma o salida y su conector donde termina el sistema de cableado horizontal, al equipo o estación de trabajo del usuario. Todos los adaptadores, filtros, o acopladores usados para adaptar equipo electrónico diverso al sistema de cableado estructurado, deben ser ajenos a la toma o salida de telecomunicaciones, y están fuera del alcance de la norma 568-A9 Asignaciones del conector (Tripod, s.f.) j) modular RJ -45 de 8 hilos, que forma parte del cableado horizontal. (Tripod, s.f.) (Polo, s.f.)

Imagen 2 T568-A (Alibaba, s.f.)

3.3.2.2 Subsistemas de la Norma ANSI/TIA/EIA-568-B La norma ANSI/TI/EIA 568- B divide el cableado estructurado en siete subsistemas, donde cada uno de ellos tiene una variedad de cables y productos diseñados para proporcionar una solución adecuada para cada caso. Los distintos elementos que componen son los siguientes. (Polo, s.f.)

 Cableado Horizontal  Area de trabajo  Cableado Vertical  Cuarto de Telecomunicaciones  Cuarto de equipos  Cuarto de entrada de Servicios

Imagen 3 T568-B (Alibaba, s.f.)

3.3.2.2.1 (Monografias, s.f.)Cableado Estructurado El cableado Horizontal incorpora el sistema de cableado que se extiende desde el área de trabajo de telecomunicaciones hasta el cuarto de telecomunicaciones, tal como se muestra en la figura (Cofitel, s.f.)

Imagen 4 Cableado Horizontal (Pinilla, 2013)

Está compuesto por: 3.3.2.2.1.1 Cables Horizontales Es el medio de transmisión que lleva la información de cada usuario hasta los correspondientes equipos de telecomunicaciones. Según la norma ANSI/TIA/EIA-568A, el cable que se puede utilizar es el UTP de pares, STP de 2 pares y Fibra Óptica multimodo de dos hilos 63,5/150. Debe tener un máximo de 90 m. independiente del cable utilizado, sin embargo se deja un margen de 10m. Que consisten en el cableado dentro del área de trabajo y el cableado dentro del cuarto de telecomunicaciones (patch cord). (Nubeblog, s.f.)

Imagen 5 Cableado (Pinilla, 2013)

3.3.2.2.1.2 Terminaciones Mecánicas Conocidos como regletas o paneles (patch panels); son dispositivos de interconexión a través de los cuales los tendidos de cableado horizontal se pueden conectar con otros dispositivos de red como switches. (CIO, s.f.) Se consiguen en presentaciones de 12, 24,48 y 96 puertos.

Imagen 6 Patch Panel (Informaticamoderna.com, 2008-2016)

3.3.2.2.1.3 Patch Cords Son los cables que conectan diferentes equipos en el cuarto de telecomunicaciones. Estos tienen conectores a cada extremo, el cual dependerá del uso que se le quiera dar, sin embargo generalmente tienen un conector RJ-45. Su longitud es variable, pero no debe ser tal que sumada a la del cable horizontal y la del cable del área de trabajo resulte mayo de 100m. (Servicios, s.f.)

Imagen 7 Cableado UTP (India, 2010)

3.3.2.2.1.4 Puntos de Accesos Conocidos como salida de telecomunicaciones, deben proveer por lo menos dos puertos uno para el servicio de voz y otro para el servicio de datos. (Servicios, s.f.)

Imagen 8 Puntos de Acceso (Axtel, 2015)

3.3.2.2.1.5 Puntos de Transición También llamados puntos de consolidación; son puntos en donde un tipo de cable se conecta con otro tipo. (Servicios, s.f.)

3.3.2.2.2 Área de Trabajo El área de trabajo es espacio físico donde el usuario toma contacto con los diferentes equipos como son impresoras, Pcs. El cual se extiende desde el punto de transición hasta el equipo de la estación. (Servicios, s.f.)

El cableado en esta instancia no es permanente y por ello es diseñado para ser simple de interconectar de tal manera que pueda ser removido, cambiado de lugar por esta razón el cableado no debe ser mayor a los 3m. Como una buena práctica se debe considerar que el área de trabajo debe ubicarse cada 10 m2 y esta debe por lo menos de tener dos salidas de servicio o conectores. Los conectores deben de ser tipo RJ-45 bajo código de colores de cableado T568-A o T568B. (Ortuondo, 2013)

Imagen 9 Área de Trabajo (Axtel, 2015)

3.3.2.2.3 Cableado Vertical Tiene el propósito de brindar interconexiones entre el cuarto de entrada de servicios, el cuarto de equipo y cuarto de telecomunicaciones. La interconexión se realiza con topología estrella ya que cada cuarto de telecomunicaciones se debe enlazar con el cuarto de equipos. Sin embargo se permite dos niveles de jerarquía ya que varios cuartos de telecomunicaciones pueden enlazarse a un cuarto de interconexión intermedia y luego este se interconecta con el cuarto de equipo. (Servicios, s.f.)

Imagen 10 Cableado Vertical (Axtel, 2015)

3.3.2.3 Cuarto de Telecomunicaciones En este lugar es en donde se termina el cableado horizontal y se origina el cableado vertical, por lo que contienen componentes como patch panels. Pueden tener también

equipos activos de LAN. Estos componentes son alojados en un bastidor, mayormente conocidos como rack o gabinete. Dicho cuarto debe ser de uso exclusivo de equipos de telecomunicaciones y por lo menos debe haber uno por piso siempre y cuando no se excedan los 90 m especificados en el cableado horizontal. (Axioma, s.f.)

3.3.2.4 Cuarto de Equipos Cuarto donde se ubican los principales equipos de telecomunicaciones tales como centrales telefónicas, switches, routers, y equipos de cómputo como servidores de datos o video. Además estos incluyen uno o carias áreas de trabajo para personal encargado de estos equipos. (Axioma, s.f.)

3.4

Rutas y Espacios de Telecomunicaciones para edificios

3.4.1.1 Cuarto de Entrada de Servicios     

Generalmente ubicado en el sótano o primer piso. Puede requerir una entrada alternativa. Al menos una de las paredes debe ser de 20 mm de A-C plywood. Debe ser un área seca, donde se puedan evitar inundaciones. Debe de estar lo más cerca posible de la ruta por donde entran los cables al edificio. (Axioma, s.f.)

3.4.1.2 Cuarto de Equipos  La temperatura en el cuarto de ser controlado por un aire de precisión entre 18 a 24 grados con una humedad entre 30% a 50 % lo más recomendable tener un sistema de filtrado de aire para la protección de equipos contra el polvo.  El techo debe estar por lo menos a 2,4 m. (Axioma, s.f.)

3.4.1.3 Cuarto de Telecomunicaciones  Debe de haber uno por cada piso  Se debe tomar control de temperatura  Estos cuartos deben de estar alineados verticalmente a lo largo de varios pisos para que el cableado vertical sea lo más recto posible  Se debe tomar precauciones contra sismos (Axioma, s.f.)

3.4.1.4 Rutas Cableadas Horizontales  Generalmente la ruta que recorre el cableado horizontal se encuentra entre el techo de la estructura y el techo falso.  El cableado no puede estar apoyando el techo falso  En el caso de usarse bandejas o ductos, estos pueden ser de metal o de plástico. (Axioma, s.f.)

3.5

Estándar TIA 942

El estándar TIA 942 provee una serie de recomendaciones y directrices, para el diseño en instalación de infraestructuras de Centro de Datos, que son los lugares donde se colocan racks, servidores, equipo de comunicaciones.

La intención es que sea utilizada por los diseñadores que necesitan un conocimiento de servicios de planificación, el sistema de cableado y el diseño de redes. Este estándar está aprobado por TIA y ANSI. El estándar TIA 942 y la categorización de Tiers en latinoamerica llevan al replanteamiento de las necesidades de infraestructura para la instalación de un Data Center. (Prezi, s.f.)

3.5.1 Historia En abril de 2005, la Telecomunication Industry Association publica su estándar TIA-942 con la intención de unificar criterios en el diseño de áreas de tecnología y comunicaciones. (Prezi, s.f.) Este estándar que en sus orígenes se basa en una serie de especificaciones para comunicaciones y cableado estructurado, avanza sobre los subsistemas de infraestructura generando los lineamientos que se deben seguir para clasificar estos subsistemas en función de los distintos grados de disponibilidad que se pretenden alcanzar.

3.5.2 Ventajas  Nomenclatura estándar.  El funcionamiento a prueba de fallos  Solida protección contra catástrofes naturales o manufacturados  La fiabilidad a largo plazo  Capacidad de expansión y escalabilidad. (Prezi, s.f.)

3.5.3 Infraestructura de Soporte Según el estándar TIA-942, la infraestructura de soporte de un Data Center debe estar compuesto por cuatro subsistemas como son:  Telecomunicaciones  Arquitectura  Sistema eléctrico  Sistema mecánico (Prezi, s.f.)

Tabla 4: Infraestructura de Soporte

3.5.4 Áreas Funcionales De acuerdo con la TIA-942 un centro de datos debe incluir las siguientes áreas funcionales. (Prezi, s.f.)  Una o más entradas al cuarto  Área de distribución principal  Una o más áreas de distribución horizontal  Área de equipo de distribución  Zona de distribución  El cableado horizontal y el backbone (Nubeblog, s.f.)

3.5.5 Tier El concepto de Tier indica el nivel de fiabilidad de un centro de datos asociados a cuatro niveles de disponibilidad definidos A mayor número de Tier, mayor disponibilidad, y por lo tanto mayores costes asociados en su construcción y más tiempo para hacerlo. Basado en recomendaciones del Uptime Institute, establece cuatro niveles (tiers) en función de la redundancia necesaria para alcanzar niveles de disponibilidad de hasta 99.995%. (Nubeblog, s.f.)

Tabla 5: Tier

3.5.5.1 Tier: 1Data Center Básico Un data center tier I puede ser susceptible a interrupciones tanto planeadas como no planeadas. Cuenta con sistemas de aire acondicionado y distribución de energía; pero puede o no tener piso técnico, UPS o generador eléctrico; si los posee pueden no tener redundancia y existir varios puntos únicos de falla. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es del 100%. (Nubeblog, s.f.) La infraestructura del datacenter deberá estar fuera de servicio al menos una vez al año por razones de mantenimiento y/o reparaciones. Situaciones de urgencia pueden motivar paradas más frecuentes y errores de operación o fallas en los componentes de su infraestructura causarán la detención del datacenter. (Nubeblog, s.f.)  La tasa de disponibilidad máxima del datacenter es 99.671% del tiempo.  Plazo de implementación un máximo de 3 meses.  Tiempo de inactividad anual: 28,82 horas.

3.5.5.2 Tier II: Componentes Redundantes Los data centers con componentes redundantes son ligeramente menos susceptibles a interrupciones, tanto planeadas como las no planeadas. Estos data centers cuentan con piso falso, UPS y generadores eléctricos, pero están conectados a una sola línea de distribución eléctrica. Su diseño es “lo necesario más uno” (N+1), lo que significa que existe al menos un duplicado de cada componente de la infraestructura. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es del 100%. El mantenimiento en la línea de distribución eléctrica o en otros componentes de la infraestructura puede causar una interrupción del procesamiento. (Nubeblog, s.f.)  La tasa de disponibilidad máxima del data center es 99.749% del tiempo.  Plazo de implementación: 3 meses.  Tiempo de inactividad anual: 28,82 horas.  Plazo de implementación: 3 a 6 meses.  Tiempo de inactividad anual: 22,0 horas.  El mantenimiento de la alimentación y otras partes de la infraestructura requieren de un cierre de procesamiento.

3.5.5.3 Tier III: Mantenimiento Concurrente

Las capacidades de un data center de este tipo le permiten realizar cualquier actividad planeada sobre cualquier componente de la infraestructura sin interrupciones en la operación. Actividades planeadas incluyen mantenimiento preventivo y programado, reparaciones o reemplazo de componentes, agregar o eliminar elementos y realizar pruebas de componentes o sistemas, entre otros. Para infraestructuras que utilizan sistemas de enfriamiento por agua significa doble conjunto de tuberías.

Debe existir suficiente capacidad y doble línea de distribución de los componentes, de forma tal que sea posible realizar mantenimiento o pruebas en una línea, mientras que la otra atiende la totalidad de la carga. En este tier, actividades no planeadas como errores de operación o fallas espontáneas en la infraestructura pueden todavía causar una interrupción del datacenter. La carga máxima en los sistemas en situaciones críticas es de 90%. Muchos data centers tier III son diseñados para poder actualizarse a tier IV, cuando los requerimientos del negocio justifiquen el costo. (Nubeblog, s.f.)  La tasa de disponibilidad máxima del datacenter es 99.982% del tiempo.  Interrupciones planificadas sin interrupción de funcionamiento, pero posibilidad de problemas en las no previstas.  Múltiples accesos de energía y refrigeración, por un solo encaminamiento activo. Incluye componentes redundantes (N+1).  Plazo de implementación: 15 a 20 meses.  Tiempo de inactividad anual: 1,6 horas.

3.5.5.4 Tier IV: Tolerante a fallas Este data center provee capacidad para realizar cualquier actividad planeada sin interrupciones en las cargas críticas, pero además la funcionalidad tolerante a fallas le permite a la infraestructura continuar operando aun ante un evento crítico no planeado. Esto requiere dos líneas de distribución simultáneamente activas, típicamente en una configuración system + system; eléctricamente esto significa dos sistemas de UPS independientes, cada sistema con un nivel de redundancia N+1. La carga máxima de los sistemas en situaciones críticas es de 90% y persiste un nivel de exposición a fallas, por el inicio una alarma de incendio o porque una persona inicie un procedimiento de apagado de emergencia o Emergency Power Off (EPO), los cuales deben existir para cumplir con los códigos de seguridad contra incendios o eléctricos. La tasa de disponibilidad máxima del data center es 99.995% del tiempo. Para poner en perspectiva la tasa de disponibilidad que se pretende para los distintos tiers, el cuadro 2 expresa su significado expresado en el tiempo de parada anual del data center. Estos porcentajes deben considerarse como el promedio de cinco años. Hay que tener en cuenta que para un tier IV se contempla que la única parada que se produce es por la activación de un EPO y esto sólo sucede una vez cada cinco años. No obstante para la exigencia que demanda un tier IV algunas empresas u organizaciones manifiestan necesitar una disponibilidad de “cinco nueves”, esto significa un 99,999% de disponibilidad. Esto es poco más de cinco minutos anuales sin sistemas. (Nubeblog, s.f.)

 99,995 % de disponibilidad.  Interrupciones planificadas sin interrupción de funcionamiento de los datos críticos. Posibilidad de sostener un caso de improviso sin daños críticos.  Múltiples pasos de corriente y rutas de enfriamiento. Incluye componentes redundantes. Incluye componentes redundantes (2(N+1))- 2 UPS cada uno con redundancia (N+1).  Plazo de implementación: 15 a 20 meses.  Tiempo de inactividad anual: 0,4 horas.

3.5.5.5 Novedades Introducidas por la Norma 942ª Si bien se trata de una normativa de origen USA, el estándar ANSI/TIA-942, editado en 2005, y con revisiones cada 5 años, puede ser considerado como “un sistema genérico de cableado para los Data Centers y su ámbito de influencia” (Página IX de las normativa). En su reciente actualización (2013), incorpora las siguientes novedades:  La utilización en los DC de fibras multimodo queda reservada a los tipos OM3 y OM4 (50/125), y equipos con emisores LASER 850 nm. Quedando prohibida la utilización de fibras de los tipos OM1 y OM2 anteriormente empleados.  Para los cableados de cobre, se recomienda el empleo de Cat6 (mínimo) y Cat6A apantallados. En este campo se coincide con ISO/IEC 24764, que reconoce únicamente enlaces Clase EA (Cat 6ªA)  Queda suprimida la limitación de 100 m. de longitud en cableados horizontales, para la fibra óptica, quedando la definición deeste concepto a la responsabilidad del fabricante.  Conectores ópticos: queda reducida la selección a los tipos LC Dúplex, para cables dúplex, y MPO para más de 12 fibras  Se recomienda el uso de arquitecturas centralizadas y jerárquicas, por ser más flexible que los enlaces directos.  Queda reestructurada la organización de los entornos DC, incluyendo tres tipos de áreas: MDA Main Distribution Area), IDA (Intermediate Distribution Area, HDA (Horizontal distribution Area) y ZDA (Optional Zone Distribution Area); algunas de las cuales pueden precisar de cableados supletorios. Con ello, instalaciones amplias pueden precisar de varias ubicaciones y varios IDAs, con cableados redundantes. (Nubeblog, s.f.)

4

MARCO METODOLÓGICO El presente proyecto se realizaría a través de una investigación aplicada, utilizando el método inductivo – deductivo, con la técnica de la observación.

4.1

El Método Inductivo

Intenta ordenar la observación tratando de extraer conclusiones de carácter universal desde la acumulación de datos particulares. Así, Bacon proponía un camino que condujera desde cientos y miles de casos individuales observados hasta el enunciado de grandes leyes y teorías de carácter general, por lo que el conocimiento tendría una estructura de pirámide: una amplia base cimentada en la observación pura hasta la cúspide, en donde colocaríamos las conclusiones de carácter general y teórico. (ABC, s.f.) En el método inductivo los pasos que hay que dar son:   

Observación y registro de los hechos. Análisis y clasificación de los hechos. Derivación inductiva de una generalización a partir de los hechos.

El siguiente esquema muestra los pasos del método inductivo:

Imagen 11 Método Inductivo (catedu, 2014)

4.2

El Método Deductivo

El método deductivo es un método científico que considera que la conclusión se halla implícita dentro las premisas. Esto quiere decir que las conclusiones son una consecuencia necesaria de las premisas: cuando las premisas resultan verdaderas y el razonamiento deductivo tiene validez, no hay forma de que la conclusión no sea verdadera.

Imagen 12 Método Deductivo (catedu, 2014)

Las ventajas del método deductivo se cifran sobre todo en el rigor y la certeza: podemos estar seguros de que, si las premisas o principios generales son verdaderos, entonces los teoremas o conclusiones también lo son. Un ejemplo clásico, procedente de la lógica aristotélica, sería el siguiente silogismo o razonamiento: (ABC, s.f.)

5

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

5.1

Análisis del Entorno Actual

A continuación se recopilo datos sobre la situación actual del centro de datos de la universidad tecnológica Israel y se obtuvo la siguiente información.

5.1.1 Selección de Sitio La universidad tecnológica Israel se encuentra ubicada en la calle Francisco Pizarro E4-142 y Francisco de Orellana Quito-Ecuador diagonal al Colegio Militar.

Imagen 13 Fachada Universidad (Israel, 2015)

Imagen 14 Situación Actual Centro de Datos (Israel, 2015)

5.1.2 Área Infraestructura informática El actual centro de datos no cuenta con un área exclusiva para los equipos donde se encuentran albergados los servidores, switch principal, 2 ups, oficina del director de carrera. A continuación se muestra plano donde se encuentra albergada la infraestructura informática de la universidad Israel.

Imagen 15 Plano Área Data Center

La siguiente tabla muestra un resumen de las posibles áreas con las que debería contar el centro de datos de la universidad. Áreas Centro de Datos Operadores Cuarto de Back up Cuarto de Red

Cuarto Electrico

Disponibilidad No poco espacio No Si, contiene los equipos de red y comunicación Se encuentra en un sitio distinto al del lugar del Centro de Datos

Tabla 6: Áreas Data Center

Seguridad: El lugar destinado a mantener los equipos aislados tiene una ventana y una puerta de vidrio con sus respectivas cerraduras, no posee cámaras de vigilancia ni detectores de movimiento, sin embargo el lugar de ingreso al edificio tiene un sistema de alarma con detección de movimiento.

Acceso: El espacio es reducido y la puerta de acceso no es adecuada.

5.1.3 Sistema de Piso Falso No cuenta con este tipo de infraestructura, por ende se entenderá que no existe un sistema de enfriamiento adecuado. El piso actual es baldosa que mantendría la

temperatura en un nivel adecuado para el funcionamiento, tomando en cuenta que el aire que se encuentra en sitio no es de precisión, ni está en la posición correcta. El sitio tiene la altura necesaria para poder implementar el piso falso y un plenum que permita organizar los cables y mejorar la circulación de aire para mantener una temperatura adecuada.

5.1.4 Sistema de Distribución de energía El sistema Eléctrico del centro de datos no está diseñado para operar a su máxima capacidad, se toma de la corriente normal del edificio sin protecciones adicionales ni una contingencia definida para que no exista perdida de servicio.

5.1.4.1 UPS Los ups que utiliza la Universidad es el tipo interactivo de marca APC, modelo 1500Rs, al cual se conectan los servidores y los switch, los dos ups se encuentran contactados a una misma red eléctrica por lo que no existe redundancia. El Ups APC 1500 Rs es interactivo, 865 Watts, 1500 VA, 120V. Con un tiempo de autonomía de 28 minutos a media carga y 14 minutos full carga.

Imagen 16 UPS (Israel, 2015)

5.1.4.2 Generador Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos o terminales. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. La universidad no cuenta con este generador para que provea energía eléctrica al área de servidores.

5.1.4.3 Tableros de Breakers El tablero de breakers de los servidores del centro de datos ubicada en la oficina junto al actual data center, la toma disponible mantiene un potencial cercano a 0, actualmente están sin ser utilizados.

Imagen 17 Breakers (Israel, 2015)

5.1.5 Mantenimiento Bypass No existe dentro del diseño de la red eléctrica un medio para traspaso y aislamiento del sistema eléctrico para reparaciones o mantenimiento del centro de datos.

5.1.6 Control de Emergencia No dispone

5.2

Cableado de Datos

5.2.1 Patch Panel Existe un patch panel dentro del rack de servidores en el cual llegan los cables de red. Pero no están correctamente identificados.

Imagen 18 Cableado Patch Panel (Israel, 2015)

5.2.2 Cable y Conectores El cable utilizado en la red es categoría 5e y los conectoress son RJ45, tiene conexiones de fibra con proveedores de internet. La norma utilizada es la TIA 568-B.

5.2.3 Etiquetado y Codificación de Color Las entradas del patch panel están etiquetadas pero la mayoría de los cables en ninguna de los dos extremos y los que tienen etiqueta se encuentran ilegibles, de tal manera que no se puede identificar fácilmente que cable presenta problemas ante una falla.

Imagen 19 Etiquetado (Israel, 2015)

5.2.4 Sistema de Enfriamiento Cuenta con un aire acondicionado tipo Split de 12.000 BTU el cual presenta problemas en su funcionamiento y no cumple normas para el correcto flujo de aire. Tampoco la temperatura.

Imagen 20 Aire acondicionado (Israel, 2015)

5.2.5 Requisitos de Temperatura No llevan control de temperatura, ni tampoco se tiene calculado la cantidad de infraestructura necesaria para enfriamiento

5.2.6 Hardware A continuación una descripción de los equipos con los que cuenta la universidad.

5.2.7 Servidores a) 5 servidores Clon, utilizados como servidores proxy, dhcp, sistema interno para registro de notas b) 1 Servidor Dl380 G5, utilizado para como Active Directory de la institución

5.2.8 Equipos de Comunicación c) 2 Switch 3com administrable utilizados como switch de core velocidad 10/100 d) 1 Switch TpLink utilizado para la conexión de AP’s.

5.2.9 Topología de Red La universidad se encuentra dividida en 8 pisos. Todos los pisos se encuentran interconectados entre si por medio de red inalámbrica y switch 3 com por cable de cobre. El backbone principal se encuentra en el 3er Piso en el cuarto de servidores el mismo que se encuentra estructurado con cable UTP categoría 5e. Como recomendación se debería estandarizar el cableado centralizando en un área específica de todos los pisos a un patch panel central y que de ahí salga al switch de core. Como un paso previo se realizó el levantamiento de información de los cables de los pisos y se colocó etiquetas adicionales, con su previa ubicación de un reflejo de pisos sobre un rack de comunicaciones empotrado sobre la pared de la oficina del director de carrera, también se dimensiono un reflejo al rack de servidores para que no se mezcle las conexiones del cableado y se mantenga un orden y un estándar lógico. A continuación se muestra la estándar de nomenclatura utilizada en cableado.

PACHT PANEL 1 Origen

Destino

#Cable

PP1_P1(P1-L108)

SW_UP-P21

1

PP1_P3(P1-L110)

SW_DW-P3

2

PP1_P5(P2-L207)

SW_UP-P15

3

PP1_P6(P2-L208)

SW_DW-P13

4

PP1_P7(P2-L209)

SW-DW-P15

5

PP1_P8(P2-L210)

SW_UP-P19

6

PP1_P9(P3-L304)

SW_UP-P23

15

PP1_P10(P3-L306)

SW_DW-P9

7

PP1_P11(P3-L308)

SW_UP-P3

8

PP1_P12(P3-L309)

SW_UP-P20

9

PP1_P13(P3-L310)

SW_DW-P18

10

PP1_P14(P4-407)

SW_DW-P11

11

PP1_P15(P4-408)

SW_DW-P12

12

PP1_P16(P4-409)

SW_UP-P22

13

PP1_P17(P4-410)

SW_DW-P21

14

PACHT PANEL 2 Origen

Destino

#Cable

PP2_P1(B2-SECRE)

SW_DW-P7

16

PP2_P3(PB-COLEC)

SW_DW-P6

17

PP2_P4(PB-UNEDS)

SW_DW-P10

18

PP2_P5(PB-INVE)

SW_UP-P5

19

PP2_P6(PB-BIBLIO)

SW-DLINK-P2

20

PP2_P7(PB_SALA pROFESORES)

SW_UP-P9

29

PP2_P8(P1-DIR-ADM)

SW-DW-P5

21

PP2_P10(P2-DIR-DISEÑO)

SW_DW-P1

22

PP2_P11(P2-DIR-PRO)

SW_UP-P6

23

PP2_P13(P3-DIR-SISTEMAS)

SW_DW-P23

24

PP2_P14(P3-DIR-COOR)

SW_UP-P8

28

PP2_P15(4-DIR-ELECTRONI)

SW_UP-P13

25

PP2_P16(P4-TIMBRE-ELECTRONI)

SW_UP-P11

26

PP2_P18(CANCILLERIA)

SW_DLINK-P1

27

5.2.9.1 Topología Se utiliza la topología en estrella, donde los puntos de Red se concentran en dos switch 3com. Esta se caracteriza por concentrar los puntos en un nodo central.

5.2.9.2 Cables Los cables utilizados son UTP categoría 5e, los cuales trabajan a una velocidad de 100 Mbps, por lo que la transmisión es estable. En la actualidad no se cuenta con la protección adecuada de los cables que pudieran mejorar y dar más tiempo de vida a los cables

5.2.9.3 Diseño de Reflejos-Pisos

PATCH-PANEL REFLEJO PISOS PATCH-PANEL 3 WIFI 11 2

33 4

55 66

77 88

9 10 11 12

13 14 15 16

17 PATCH-PANEL 1 LABORATORIOS

1

1

3

2

3

5

4

5

6

6

7

8

9 10

8

9

12

11 11 12

13 14 15 16

16 13 15 12 14 14 15

17 18

18 17

19 PATCH-PANEL 2 OFICINAS

1 1

2 5 2 3 3 4 4 5 6 6 PATCH-PANEL 1 LABORATORIOS

7 8 8

9

11 12

13 14 15 16 PATCH-PANEL 2 OFICINAS

18 PATCH-PANEL 3 AP S

Imagen 21 Patch Panel reflejos (Umatambo, 2015)

5.2.9.4 Diseño de Reflejos-Racks

PATCH-PANEL REFLEJO RACK PATCH-PANEL 3 WIFI 1

2

1

2

3

4

5

6

7 8

5

6

7

PATCH-PANEL 1 LABORATORIOS 8

9 10 11 12

13 14

17 18 19 20 PATCH-PANEL 2 OFICINAS

1

2

3

4

5

6

PATCH-PANEL 1 LABORATORIOS

7

8

9 10

13 14

PATCH-PANEL 2 OFICINAS

17 18

21 22

24

PATCH-PANEL 3 WIFI

Imagen 22 Patch Panel reflejos (Umatambo, 2015)

5.2.9.5 Conectores El tipo de conector utilizado son RJ-45. Actualmente se cuenta con jacks las salidas del cable sale del datacenter por una zona específica que se encuentra en la mitad del edificio.

Imagen 23 Diagrama de Conexión Data Center (Umatambo, 2015)

5.3

Diseño y Características de los componentes

Una vez obtenida la información necesaria sobre la situación actual del centro de datos de la Universidad tecnológica Israel se evaluara y plantear un rediseño de cada uno de los centros de datos tomando como base los estándares establecidos en la TIA-942 en base a las mejores prácticas.

5.3.1 Selección de Sitio El lugar donde se asienta la Universidad tecnológica Israel es seguro y no existen factores de riesgo “Graves” que pudieran comprometer instalaciones físicas del mismo.

5.3.2 Ubicación de área de Centro de Datos Se recomienda realizar, la readecuación de la oficina actual del director de carrera y colocarlo como el centro de Datos.

5.3.2.1 Factores de Riesgo La zona en la cual se encuentra la universidad ubicada, no cuenta con un espacio destinado al alojamiento del centro de datos, esta es una zona que debe ser analizada y determinar si el sitio existente es idóneo para el funcionamiento de centro de datos de la institución educativa.

Terremotos: La actividad sísmica de la ciudad es casi nula, y el volcán más cercano se encuentra a 10 Km de distancia y se encuentra inactivo desde hace varias décadas. Incendios: no existe un historial de conato de incendio, sin embargo la universidad cuenta con el equipo mínimo para contrarrestarlo en caso de existir un siniestro dentro de las instalaciones de la universidad. Inundaciones: No existe historial de inundaciones, ya que la institución se encuentra lejos de algún lugar de inundación. Vibración: al no estar cerca de aeropuertos, rieles de tren o empresas constructoras de caminos no presenta problemas con la vibración.

5.4

Capacidad Del Centro de Datos

Para este caso de estudio se recomienda utilizar la oficina del Decano a pesar del espacio limitado por la capacidad de equipos que puede soportar, se comenzara por determinar tanto la capacidad como el espacio del centro de datos tomando como base el criterio de diseño de un RLU método basado en el número de empleados y método basado en el tamaño de los equipos. a) Energía El primer paso es determinar las especificaciones técnicas y requerimientos de todos los dispositivos que van a estar alojados en el rack. Listado de dispositivos: Equipo

Enchufes

Voltaje V

Amperaje A

Energia VA

Energia Watts

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

Cpu Clon P4

1

110

1,43

140

200

DL380 G5

1

110

0,70

416

291

1

110

0,70

23

16

1

110

0,70

23

16

1

110

0,70

23

16

Switch 3COM Switch 3COM Switch 3COM

Tabla 7: Tabla de equipos Data Center

b) Enfriamiento Es importante tomar en cuenta el número de btus por hora que se solicita para ver un aire acondicionado que cumpla el requerimiento actual de los equipos de la universidad. Equipo

BTUS

Cpu Clon P4

684

Cpu Clon P4

684

Cpu Clon P4

684

Cpu Clon P4

684

Cpu Clon P4

684

Cpu Clon P4

684

Cpu Clon P4

684

DL380 G5

1200

Switch 3COM Switch 3COM Switch 3COM

55 55 55

Tabla 8: Tabla de Btu´s

c) Espacio Físico Las dimensiones de los equipos fueron levantadas mediante el espacio físico verificado, y el caso de los equipos de fabricantes conocidos mediante el quickspecks. Equipo

U´s

Cpu Clon P4

6

Cpu Clon P4

6

Cpu Clon P4

6

Cpu Clon P4

6

Cpu Clon P4

6

Cpu Clon P4

6

Cpu Clon P4

6

DL380 G5

2

Switch 3COM Switch 3COM Switch 3COM

1 1 1

Tabla 9: Espacio Físico de equipos

En la universidad cuentan actualmente con un gabinete de servidores 42 U´2 que es actualmente utilizado para albergar los equipos con el siguiente dimensionamiento.

Imagen 24 Gabinete 42 U´s (HP, 2013)

d) Espacio Físico El diseño de RLU quedaría a continuación se detalla a continuación. Especificaciones Energeia Enfriamiento Espacio Fisico

RLU 1739 W 6153 btu´s 24 u´s

Tabla 10: Especificaciones Generales de equipos

Speed:Green=100Mbps, Yellow=10Mbps Duplex:Green=Full Duplex, Yellow=Half Duplex 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

PoE:Green=Delivering Power, Yellow=Fault, Flashing Green=Over Budget 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

25T

26T

25S

26S

27

28

Console

Unit

Mode Green=Speed Yellow=Duplex Flashing=POE

10/100Base-TX

Speed:Green=100Mbps, Yellow=10Mbps Duplex:Green=Full Duplex, Yellow=Half Duplex 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

HPA3600 3600 Series HP Series Switch Switch JG306B JG301A

23 24

42

1000Base-T

PWR

Speed:Green=100Mbps, Yellow=10Mbps Duplex:Green=Full Duplex, Yellow=Half Duplex 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

PoE:Green=Delivering Power, Yellow=Fault, Flashing Green=Over Budget 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

26T

25S

26S

27

Unit

40

Mode Green=Speed Yellow=Duplex Flashing=POE

1000Base-T

PWR

37

27

1000Base-T

Unit

27

28

Unit

39

39

38

38

37

Mode PWR

Mode PWR

42

RPS

1000Base-X

41

HPA3600 3600 Series HP Series Switch Switch JG306B JG301A

23 24

40

26T

25S

26S

27

28

Console

Unit

Mode Green=Speed Yellow=Duplex Flashing=POE

1000Base-T

PWR

40

RPS

1000Base-X

39

38

Speed:Green=100Mbps, Yellow=10Mbps Duplex:Green=Full Duplex, Yellow=Half Duplex 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

28 Green=Speed Yellow=Duplex Flashing=POE

PoE:Green=Delivering Power, Yellow=Fault, Flashing Green=Over Budget 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

HPA3600 3600 Series HP Series Switch Switch JG306B JG301A

23 24

25T

37

26T

25S

26S

27

28

Console

Unit

Mode Green=Speed Yellow=Duplex Flashing=POE

RPS 10/100Base-TX

1000Base-X

1000Base-T

PWR

37

RPS

1000Base-X

36

36

36

36

35

35

35

35

34

34

34

34

33

33

33

33

32

32

32

32

31

31

31

31

30

30

30

30

29

29

29

29

28

28

28

28

27

27

27

27

26

26

26

26

25

25

25

25

24

24

24

24

23

23

23

23

22

22

22

22

21

21

21

21

20

20

20

19

19

18

18

18

18

17

17

17

17

16

16

16

15

15

15

14

14

14

14

13

13

13

13

12

12

12

11

11

11

11

10

10

10

10

9

9

8

8

8

7

7

7

6

6

6

5

5

5

4

4

4

3

3

3

2

2

1

1

15

Workstation

Workstation

keyboard

20

19

keyboard

Workstation

19

Workstation

26S

Console

10/100Base-TX

Workstation

25S

26S

Green=Speed Yellow=Duplex Flashing=POE

PoE:Green=Delivering Power, Yellow=Fault, Flashing Green=Over Budget 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

25T

HPA3600 3600 Series HP Series Switch Switch JG306B JG301A 26T

25S

RPS

38

25T

26T

1000Base-T

10/100Base-TX

23 24

HPA3600 3600 Series HP Series Switch Switch JG306B JG301A

23 24

Console

1000Base-X

39

PoE:Green=Delivering Power, Yellow=Fault, Flashing Green=Over Budget 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

PoE:Green=Delivering Power, Yellow=Fault, Flashing Green=Over Budget 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

25T

Speed:Green=100Mbps, Yellow=10Mbps Duplex:Green=Full Duplex, Yellow=Half Duplex 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

28

Console

Speed:Green=100Mbps, Yellow=10Mbps Duplex:Green=Full Duplex, Yellow=Half Duplex 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

41

HPA3600 3600 Series HP Series Switch Switch JG306B JG301A 25T

10/100Base-TX

42

41

10/100Base-TX

23 24

40

42

RPS

1000Base-X

41

16

MHz

5 5 X8 133

PCIe PCI-X

4 4 4 X8 133 X16

PCIe

MHz

PCIe

3 3 3 X4 X8 X4

12

PCIe

2 X4 2

1 PCIe

POWER POWER SUPPLY SUPPLY

UID

PROC PROC

9

ONLINE SPARE

2

MIRROR

1

DIMMS

FANS

8

PPM PPM

1 X4

9

PCI RISER CAGE

OVER TEMP

INTER LOCK

7

Workstation

3

Workstation

2

5

Workstation

Workstation

1

6

4

4 5 6

3 7

iLO2

8

2

2

UID

HP ProLiant DL380G5

1

1

Imagen 25 Ubicación de equipos en Gabinete (Umatambo, 2015)

5.4.1 Ubicación de las Áreas del Centro de Datos Una vez especificado el espacio necesario para la ubicación de los equipos en el rack, también es necesario especificar una de las áreas donde se colocara un área específica para el centro de datos.

Imagen 26 Ubicación Centro de Datos

Esta área es rectangular junto al área de soporte de TI de la universidad, lastimosamente debe ser readecuada, ya que actualmente es ocupada por el director de carrera de la facultad de Ingeniería en sistemas.

5.4.2 Sistema de Piso Falso La altura actual que existe desde el piso al techo es de 2,40 m, el que no permite la posibilidad de realizar la implementación el sistema de piso falso.

5.4.3 Sistema de Distribución de Energía El sistema eléctrico del centro de datos debe ser lo suficientemente extenso como para poder dar soporte cuando este se encuentre operando al máximo de su capacidad. El centro de datos tendrá un solo gabinete, en donde deberá tener 2 tomacorrientes para conectar cada uno de los componentes que operan a 110 V y 20ª.

5.4.3.1 UPS En caso de que la energía eléctrica falle un UPS debe suministrar energía al 100% del hardware por el tiempo necesario hasta que se encienda algún generador de respaldo. El UPS que debe ser instalado 2200 Kva, con esto se podrá disponer de 30 minutos de energía de respaldo hasta realizar el apagado de equipos controlados.

5.4.4 Sistema de Enfriamiento El estándar especifica que se deben mantener los siguientes valores para la operación normal del centro de datos Temperatura 20 a 25 grados C. Humedad relativa de 40% a 55% Un total 6153 Btu´s por hora aproximadamente por unidad, se debe considerar utilizar un sistema de enfriamiento 1800 Btus. Se recomienda utilizar el aire acondicionado que tiene la universidad en la actualidad. El aire debe ser ubicado en la parte superior del área establecida para el centro de Datos y que aire circule de adelante atrás.

5.4.5 Seguridad y Acceso Es importante resguardar la seguridad del centro de datos cual esquiera sea su tamaño. Para esto el estándar TIA-942 recomienda

Puerta

de

Seguridad:

debe

ser

metálica

con

cerraduras

eléctricas

o

electromagnéticas. Las dimensiones a considerarse es una puerta de 1m de ancho y 2,13 mts de alto. La puerta debe tener una cerradura electromecánica. Se debe incorporar una ventana pequeña de vidrio resistente al fuego, para control del sitio desde afuera. La puerta debe tener una hoja de 30 cm Control de Acceso: El control de acceso al centro de datos restringe a las personas

no autorizadas a sus inmediaciones. Se pueden colocar algunos sistemas de control tales como un teclado para el ingreso, un dispositivo biométrico. Control de Incendios: se puede utilizar un extintor de incendios de CO2 de capacidad

de 10 lbs, no causa daño alguno a los equipos. Iluminación: se ha considerado colocar 1 iluminaria de 60x60 en el tumbado, que sea

de luz blanca y que posean partes plásticas.

6

CONCLUSIONES Por medio del desarrollo de este tema de tesis y de los resultados obtenidos de la investigación, recopilación de datos, análisis e inspección del entorno se ha logrado plantear el diseño de Centro de Datos para la universidad tecnológica ISRAEL como resultado del estudio de los estándares disponibles en el mercado y uso de las mejores prácticas. Un centro de datos es un entorno especializado, donde se concentran todos los recursos necesarios para procesar los datos en información, con el propósito de garantizar la continuidad del servicio a los usuarios, protegiendo desde la parte física de los equipos asi como de los servidores, equipo de comunicación, base de datos, etc. El espacio físico con el que cuenta la universidad tecnológica ISRAEL, que está destinado para alojar el Centro de Datos, necesita se readecuado, teniendo en consideración como guía el uso de estándares disponibles TIA-942. El estándar TIA-942, establece las características que deben tener casa uno de los componentes de la infraestructura de un centro de datos, dependiendo del grado de disponibilidad que deseen alcanzar. Para el Centro de Datos del la Universidad Tecnológica ISRAEL, el grado de disponibilidad alcanzado luego de haber realizado el diseño cae en el nivel más bajo TIER1, puesto que cumple con la norma para este nivel.

7

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