Renovierung im Rechenzentrum

Trends wie Virtualisierung und Cloud, aber auch die Themen Kundenorientierung und Nachhaltigkeit machen dabei ein Umdenken und neue Wege erforderlich. Ein Bericht aus der Praxis über eigene Erfahrungen und sinnvolle Strategien.

Modernisierungsprojekte für Rechenzentren (RZ) liegen im Trend: Dem aktuellen "Next Generation Data Center Index" von Oracle zufolge haben 41 Prozent der in Deutschland befragten RZ-Leiter großer Unternehmen innerhalb der nächsten zwei Jahre vor, in ein neues RZ zu investieren. Treiber dabei sind neben neuen Technologien vor allem neue Anforderungen aus dem Business-Bereich. Die Studie "Reshaping IT - Transformation des Rechenzentrums" des Marktforschungsinstituts IDC aus dem letzten Jahr zeigt, dass die zunehmende Umsetzung von Cloud-Modellen auch die Services verändert.

Durch Big Data erhöhen sich die Anforderungen im Storage-Bereich. Zudem sollen sich Data Center flexibler an schwankende Marktbedingungen der Geschäftsbereiche anpassen. Fast jeder vierte neue x86-Server im europäischen Wirtschaftsraum wird heute laut den Marktforschern in virtualisierten Umgebungen eingesetzt. Mit einer wachsenden Anzahl von virtualisierten und physischen Umgebungen steigt jedoch auch die Komplexität erheblich. Ohne moderne RZ-Infrastruktur, in der unterschiedliche Technologien effektiv kombiniert werden, ist das praktisch nicht möglich.

Und immer an den Kunden denken...

Und noch etwas hat sich geändert: Kein Data Center kommt heute mehr um die Kundenorientierung herum. Alle Maßnahmen, Rechenzentren zu "ertüchtigen", müssen an dem Nutzen gemessen werden, den sie für den Kunden haben - seien es unterschiedliche Fachabteilungen und Niederlassungen, die eine interne IT bedient, oder unterschiedliche Kunden eines Dienstleisters.

Dabei besteht der Anspruch darin, für jeden Kunden dessen Umfeld optimal bereitzustellen. Der Fokus bei Planung und Betrieb von Rechenzentren hat sich auch deshalb stark verändert. Um das reibungslose Zusammenwirken zwischen Kundenservice, Infrastruktur und Gebäudetechnik zu gewährleisten, muss ein methodischer Blick auf mehrere Gewerke parallel gerichtet werden.

Hochverfügbarkeit und ihre Bedingungen

Aus prozessualer Sicht ist die 24x7-Verfügbarkeit heute State of the Art, Unterbrechungen werden praktisch nicht mehr akzeptiert. Damit die Services immer bereitstehen, muss in der Regel die Redundanz erhöht werden. Für maximale Redundanz sind getrennte Systeme, idealerweise über zwei Standorte gespiegelt, mit einem nahtlosen Disaster-Recovery-Konzept notwendig. Nicht nur die Server müssen an zwei Standorten doppelt ausgelegt sein. Hinzu kommen zwei unabhängige USV-Anlagen und NSHV (Niederspannungshauptverteilung).

Insbesondere die Wärmeentwicklung kann bei einem Ausfall der Klimaanlage zum Problem werden. Um ein bis zwei Grad steigt die Temperatur dann pro Minute - schnelle Abhilfe ist also gefragt. Daher muss nicht nur die Elektrotechnik, sondern auch die Klima- und teilweise die Gebäudetechnik redundant ausgelegt werden. Hier geraten interne Rechenzentren in Unternehmen häufig an die Grenze machbarer Investitionen. Unabhängig davon, ob ein Standort in Gänze wegbricht oder nur eine Komponente ausfällt, muss eine Hochverfügbarkeitslösung unterbrechungsfrei weiterlaufen.

Solche Vorgaben werden aus Kostengründen in der Regel nur für einige wenige kritische Anwendungen wie Buchungssysteme oder Produktionssysteme umgesetzt. Wird mit IT-Dienstleistern zusammengearbeitet, bestimmt der Kunde jeweils den Grad der Verfügbarkeit pro Applikation.

Virtualisierung verändert den Energiebedarf

Auch die Verteilung des Energiebedarfs hat sich komplett geändert. Wurde früher mit Einzellösungen gearbeitet, führt die Virtualisierung und der Einsatz von immer kompakteren Servern wie "Blades" heute zu einer Bündelung von Energie-Ressourcen. So entsteht leicht einmal eine Last von 20 Kilowatt pro Quadratmeter. Nur einen Meter weiter kann aber ebenso eine Komponente mit nur 5 Kilowatt stehen.

Deshalb haben Betreiber von Rechenzentren in der Regel kein Platzproblem mehr, jedoch zunehmend ein Kühlungsproblem. Die Wasserkühlung ist bereits aus fast allen Rechenzentren verschwunden. Stattdessen sorgt Luftkühlung dafür, dass die Server nicht überhitzen. Für Planung und Betrieb hat das weitreichende Folgen. Lüftungsanlagen und Verteilung müssen im Vorfeld entsprechend bedacht werden, damit ausreichend Kühlung zu den Racks geführt werden kann, die besonders heiß werden. Techniken wie Strömungssimulationen und die regelmäßige Kontrolle durch Bilder von Wärmebildkameras helfen hier.

Durch einstellbare Bodenplatten lässt sich der Luftdurchsatz erhöhen. Vor allem aber muss jederzeit transparent sein, was in welchem Rack läuft und wie viel Energie durchschnittlich und in Hochlastzeiten verbraucht wird. Grundlage für ein profundes Energiemanagement sind regelmäßige Verbrauchsmessungen und eine Konfigurationsdatenbank, die alle Informationen über das eingesetzte Equipment enthält.

Nachhaltigkeit leben

Green IT ist heute kein Schlagwort mehr, sondern Programm. Mittlerweile haben sich viele Unternehmen das Thema Nachhaltigkeit (oder neudeutsch Sustainability) auf die Fahnen geschrieben. Grund dafür sind nicht nur Image- und Wettbewerbsfaktoren. "Die Energieeffizienz von Rechenzentren ist nicht nur ein wichtiger Umweltfaktor. Verbesserungen der Energieeffizienz können auch die Betriebskosten drastisch senken", sagt beispielsweise Holger Skurk, Experte für IT-Infrastrukturen beim Branchenverband BITKOM.

Die Energie-Effizienzrichtlinie der EU sieht vor, den Primärenergieverbrauch bis 2020 um 20 Prozent zu reduzieren. Untersuchungen zufolge kann der Anteil des Energiebedarfes für die Klimatisierung abhängig vom Klimatisierungskonzept zwischen 25 und 55 Prozent des gesamten Energiebedarfs im RZ liegen. Zentrale Aufgabe ist die Kälteoptimierung durch Strategien wie Kalt- und Warmgänge, also die strikte Trennung von Warm- und Kaltluftbereichen, Einhausung und freie Kühlung.

Eine weitere Herausforderung moderner Rechenzentren liegt darin, die Energiewerte jederzeit im Auge zu behalten - sowohl von der Kostenseite her, als auch von der Verbrauchsseite (Strom und Klima). Dazu gehört eine regelmäßige Kontrolle der Klima- und Abluftbelastung sowie eine kontinuierliche Strombilanz und Prognosen für den kommenden Verbrauch, zum Beispiel quartalsweise. Anderenfalls stoßen die Ressourcen schnell an Grenzen, entsprechende prognostische Analysen helfen dabei, Engpässe zu vermeiden.

Standards helfen: ITIL und Qualitätsmanagement

Der BITKOM schreibt in seinem Leitfaden für betriebssichere Rechenzentren: "Man kann darüber streiten, ob durch Sarbanes Oxley und SAS 70 ein Rechenzentrum betriebssicherer wird - die in der ISO/IEC 27002:2008 und ISO/IEC 27001:2005 enthaltenen allgemeinen Forderungen nach Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit sind aber durchweg berechtigt und sinnvoll.

ITIL (IT Infrastructure Library) und ISO 20000 sichern und verbessern die Prozesse eines Rechenzentrums nachweislich". Die Zertifizierung nach ISO 20000 ist zwar ein äußerst aufwendiger Prozess, zugleich aber insbesondere für IT-Dienstleister sinnvoll. Für den RZ-Betrieb hat die Zertifizierung unter anderem zur Folge, dass keine Wartung oder Änderung ohne ITIL-Prozesse gemacht werden darf.

Jeder Vorgang im Betrieb ist vollständig in alle ITIL-Prozesse eingebunden, auch das Capacity Management richtet sich nach dem IT-Standard. Je höher die Compliance-Anforderungen, desto sinnvoller ist der Aufwand im Qualitätsmanagement. Die Ausrichtung an Standards kann zudem wettbewerbsentscheidend sein: In Ausschreibungen für IT-Projekte wird immer häufiger das Management auf ITIL-Basis gefordert.

IT für die IT

Geeignete Software-Tools sind aus dem Management moderner Rechenzentren nicht mehr wegzudenken. Lösungen für das Data Center Infrastructure Management (DCIM), in Verbindung mit Configuration Management und einem Ticketing-System gehören dabei zu den wichtigsten Komponenten. Auch Tools zur Verwaltung von Virtualisierungs-Umgebungen haben sich etabliert.

Der Markt für DCIM ist relativ breit aufgestellt, hier empfiehlt sich ein Auswahlprozess, der sich am konkreten Bedarf orientiert. Die Tools sind sehr unterschiedlich ausgeprägt, beispielsweise wenn es um das Thema Reporting geht. Fundierte Analysen können die Bewertung von Key-Performance-Indikatoren für das Rechenzentrum unterstützen. Dazu gehören unter anderem Faktoren wie Kostenkontrolle, Kundenzufriedenheit, Erfüllung der Service Level Agreements (SLA) oder die Zeit für Bereitstellung neuer Dienste.

Die genannte IDC-Studie zeigt, dass für viele Unternehmen Kosten-KPIs weit vor Metriken für Qualität und Zufriedenheit liegen. Die Einbeziehung von kundenorientierten Faktoren wird jedoch immer wichtiger. Performance-Vergleiche zwischen Unternehmen sind zwar schwierig, der BITKOM stellt jedoch öffentliche Benchmarks zur Verfügung.

Vorsicht Falle: Hürden bei Modernisierungsprojekten

Insbesondere bei umfangreichen Modernisierungen ist zu beachten, dass das Gebäude und die RZ-Infrastruktur mithilfe einer Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) gemeinsam gesteuert werden müssen. Der Blick auf einzelne Gewerke wie Elektro reicht nicht. Vor allem aber kann es schnell heikel werden, wenn es um den Rechenzentrumsbetrieb geht.

Oft gibt es Systeme, die eigentlich nicht angefasst werden können, im ungünstigsten Fall muss die Modernisierung also im laufenden Betrieb durchgezogen werden - ohne Ausfall, versteht sich. Aufwendiger als gedacht sind in der Planungsphase häufig die Analyse der Bestandsanlagen und die Aufzeichnung der Zusammenhänge. Oft gibt es für alte Anlagen und Gebäude keine Unterlagen mehr.

Auch die Abstimmung mit dem Facility Management verschlingt viel Zeit. Es empfiehlt sich, bei entsprechenden Vorhaben immer ein Ingenieurplanungsbüro ins Boot zu holen, um das Risiko zu minimieren. Bei größeren Projekten sollte zudem mindestens ein IT-Mitarbeiter komplett für die Koordination und Überwachung der Aufgaben abgestellt werden.

Ausreichend Spielraum einplanen

Wer einmal das Thema Modernisierung in die Hand nimmt, sollte zudem darauf achten, Spielraum für zukünftige Veränderungen und Erweiterungen einzuplanen. Angesichts steigender Hochverfügbarkeitsanforderungen, dynamischer Serverbelastungen und hoher Energiekosten müssen heute "atmende" RZ-Infrastrukturen bereitgestellt werden. Der Kunde zahlt lediglich "seinen Verbrauch".

Serviceorientierte ITIL-Prozesse und der Einsatz von DCIM-Software müssen deshalb eine hohe Qualität des RZ-Betriebes sicherstellen, um zukünftige Anforderungen an die RZ-Infrastruktur zeitnah abwickeln zu können. Es gilt, die effiziente Nutzung vorhandener Kapazitäten und die Durchführung notwendiger RZ-Investitionen in Einklang zu bringen. Bei der Modernisierung von Rechenzentren sollten darüber hinaus zusätzliche Anschlussmöglichkeiten eingeplant werden, um notwendige Kapazitäten mithilfe von Leihaggregaten bereitstellen zu können.

RZ-Modernisierung bei der TUI InfoTec

TUI InfoTec ist ein erfahrener End-to-End-IT-Dienstleister und 100-prozentige Tochter der TUI Travel Plc. Das Unternehmen mit Sitz in Hannover beschäftigt 350 Mitarbeiter. Die Anfang des Jahres abgeschlossene Modernisierung der beiden Rechenzentren der TUI InfoTec wurde mit Unterstützung des Ingenieurbüros HSGP (Hamburg) geplant und durchgeführt.

Die besondere Herausforderung während der einjährigen Projektlaufzeit bestand darin, alle Maßnahmen parallel zum laufenden Betrieb umzusetzen. Alle Services mussten unterbrechungsfrei weiterlaufen.Nach Abschluss der Modernisierung mit einem Investitionsvolumen eines mittleren einstelligen Millionenbetrages stellt die TUI InfoTec eine vollständige A/B-Versorgung der IT-Systeme sicher. Hierbei ist sowohl die Elektro- als auch die Klima-Versorgung unabhängig und redundant ausgelegt. Eine Besonderheit ist die ebenfalls redundant ausgelegte Verrohrung der Kühlung und damit die redundante Versorgung der Klimageräte im RZ.

Mit modular aufgebauten USV-Systemen und zusätzlichen Anschlussmöglichkeiten für Leihaggregate (etwa einer Netzersatzanlage) können darüber hinaus zukünftige Kapazitätsanforderungen abgedeckt werden. Die gesamte RZ-Infrastruktur ist in die Gebäudeleittechnik integriert und wird mit einer einheitlichen Mess-, Steuer- und Regelungstechnik überwacht. Entsprechend der BITKOM-Klassifizierung "Betriebssichere Rechenzentren" erreichen die Rechenzentren der TUI InfoTec damit die RZ-Kategorie C+.

Auch im RZ-Betrieb legt die TUI InfoTec einen Schwerpunkt auf die Art und Weise, wie sie die Dienstleistungen für ihre Kunden täglich erbringt. Um verlässlich und kontinuierlich die höchste Qualität zu liefern, hat die TUI InfoTec ihr gesamtes IT-Service-Management nach ITIL V3 ausgerichtet und die Prozesse ISO 20000 zertifizieren lassen.

Fazit

Nicht anders als beim Jonglieren müssen bei der RZ-Ertüchtigung viele Bälle gleichzeitig in der Luft gehalten werden. Energiemanagement und Nachhaltigkeit, Verzahnung von Gebäude- und RZ-Technik über gemeinsames MSR, ausgeklügelte Disaster-Recovery-Strategien und Virtualisierung gehören ebenso dazu wie höchste Qualitätsstandards und Kundenorientierung.