Rechenzentrum

Rechenzentrum

Die Definition Rechenzentrum und Unterscheidung zum Serverraum basiert auf der Bedeutung der IT-Struktur für die Verwendung und Aufgabenerfüllung der nutzenden Organisation und entspricht daher in der Methode der DIN EN 50600. Da IT-Abläufe für die Geschäftskontinuität von entscheidender Bedeutung sind, umfasst er normalerweise redundante oder Backup-Komponenten und Infrastrukturen für die Stromversorgung, Datenkommunikationsverbindungen, Umgebungskontrollen (wie Klimaanlagen, Brandschutz) sowie verschiedene Sicherheitsausrüstungen.

Ein Rechenzentrum (RZ) sind Räumlichkeiten oder ein eigenes Gebäude und dient der sicheren Unterbringung der zentralen Hardware, DV-Geräte, EDV-Anlagen, IT-Systeme der Informationstechnik (IT) wie Server, Storages und Switches sowie der Kommunikationstechnik (TK) wie Telefonanlage oder Kommunikationsserver sowie der notwendigen IT-Infrastruktur und Komponenten in Netzwerkschränken. Das Rechenzentrum ist das Rückgrat eines jeden Unternehmens, Verwaltung oder anderen Institutionen.

Der IT-Betriebsbereich ist ein Raum, in dem Hardware eingerichtet und betrieben wird, die zur Bereitstellung von Diensten und Daten verwendet wird. Neben dem IT-Betriebs-Bereich umfasst das Rechenzentrum auch alle anderen Bereiche des technischen Supports (Stromversorgung, Kälteversorgung, Löschtechnik, Sicherheitstechnik usw.), die die RZ-Sicherheit (Betriebssicherheit, IT-Sicherheit, Daten- und Informationssicherheit) bereitstellen.

Die Anforderungen an die Verfügbarkeit und Sicherheit von Rechenzentren, Datacenter oder Serverräumen sind hoch. Ausfallzeiten sind teuer, daher werden sie mit Zugangskontrolle, Kameraüberwachung, redundanten Klimaanlagen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV), Brandmeldeanlagen und einer Löschanlage ausgestattet. In moderne Rechenzentren ist die Infrastruktur hochredundant ausgelegt, die für den Betrieb benötigten Systeme und Anlagen sind mehrfach vorhanden, die Server arbeiten mit lediglich minimalen geplanten Ausfallzeiten. Single Point of Failure werden weitestgehend vermieden.

Informationssicherheit ist eine große Herausforderung. Daher muss das Rechenzentrum eine sichere Umgebung bereitstellen, um das Risiko von Sicherheitsverletzungen zu minimieren. Rechenzentren müssen hohe Standards einhalten, um die Integrität und Funktionalität der gehosteten Computerumgebung sicherzustellen

Klimaanlagen sorgen für die benötigte Kühlung der Rechner. Server in Rechenzentren laufen im Dauerbetrieb und erzeugen sehr viel Hitze, daher wird die Kühlung durch den Hohlraum des Doppelbodens an die Racks geführt. Hochwertige Server besitzen üblicherweise ein Raid-System und zwei Netzteile, die den Server unabhängig voneinander mit Strom versorgen. Eine oder mehrere Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) fangen Stromschwankungen oder einen Stromausfall auf, um die Computer bei einem Stromausfall weiterhin mit Strom zu versorgen. Sollte die Kapazität bei einem längeren Stromausfall nicht ausreichen, springt ein Notstromaggregat mit einem Dieselgenerator an, der den Betrieb und die Verfügbarkeit der IT aufrechterhält und die Akkus der USV wieder auflädt.

Die einzelnen Rechnerschränke sind üblicherweise geschlossen, physische Schließsysteme und Sicherheitssysteme im Serverraum, Rechenzentrum und auf dem Gelände stellen sicher, dass nur autorisiertes Personal Zugang bekommt. Meist wird der Zutritt zu den Räumen kontrolliert sowie durch Alarmanlagen und Kameras gesichert.

Rechenzentren sind meist unterteilt in Sicherheitsräume für die Feintechnik (IT-Systeme) und in Räume für die Grobtechnik (Klimatechnik, Elektrik, Energieversorgung, Löschmittel, Notstromaggregat, Batterieräume).

Moderne Rechenzentren verfügen über einen Doppelboden, der die Versorgungsleitungen aufnimmt, die Verkabelung schützt und kühle Luft von den Klimaanlagen zu den Server-Racks leitet. Die Netzwerkschränke bilden Kaltgänge und Warmgänge, da sie sich in Reihen mit ihrer Front oder Rückseite gegenüberstehen und die Geräte vorn kalte Luft ansaugen und hinten warme Luft ausblasen. Die Einhausung von Kaltgängen wird auch Kaltgangeinhausung oder Cold Aisle Containment genannt. Sie dient der kostenmindernden Effizienzsteigerung der Klimatisierung und Kühlung im Rechenzentrum.

Staub behindert die nötige Wärmeabfuhr und kann an den Geräten Korrosion, Überhitzung und Ausfälle verursachen. Baustaub erhöht die Brandgefahr und das Risiko von Kurzschlüssen an Baugruppen und Elektronik der RZ-Komponenten. Bauarbeiten im Rechenzentrum können dermaßen Staub erzeugen, dass der Betrieb der IT-Systeme ernsthaft gefährdet ist und die Datensicherheit rapide sinkt. Als anerkannter Standard für die Sauberkeit von Rechenzentren gilt die DIN EN ISO 14644-1 Klasse 8. Führende OEM Hardware-Hersteller, Versicherungen und das Bundesamt für Informationssicherheit (BSI) fordern für einen einwandfreien Betrieb der Hardware die Einhaltung dieser Reinraumklasse.

Der Ausfall eines Rechenzentrums kann die Unternehmensgefährdung bis hin zur Insolvenz bedeuten. Die Kosten durch Ausfälle rechtfertigen die Reinigungskosten ohne weiteres.

 

Moderne Server bieten Leistung, Effizienz und Wirtschaftlichkeit

Die IT muss hochverfügbar sein und setzt eine gut funktionierende Hardware voraus. Moderne Server bieten neben guter Leistung auch eine gute Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Neue Generationen der Hardware, Rechner und Server beinhalten Komponenten, die gleichzeitig leistungsstark und energieeffizient arbeiten. Neue Prozessoren sind energiebewusster und erzeugen weniger Abwärme. Die Virtualisierung trägt ebenso zu einer besseren Effizienz bei. Viele virtuelle Maschinen laufen auf wenigen physischen Servern, so wird die Hardware optimal ausgenutzt. Mit Virtualisierung kann die Rentabilität gesteigert, aber auch Energie gespart und Ressourcen geschont werden.

Damit das auch in der Praxis funktioniert, muss die IT-Infrastruktur inklusive der Informationstechnologie (IT) wie Zentralrechner (Server), Datenspeicher (Storages), Datenverteiler (Switches) sowie Daten und Kommunikationstechnik (TK) wie Telefonanlage oder Kommunikationsserver vor Risiken und Gefahren geschützt sein (IT-Sicherheit). Serverschränke, Serverräume, Data Center, Rechenzentren mit Zutrittskontrolle und Klimatisierung sind einige Beispiele, die Berücksichtigung finden müssen.

Der Vorteil der Effizienz ist schnell verflogen, wenn die Geräte durch Staub verschmutzen und die Abwärme nicht richtig abgeleitet oder die Prozessoren nicht ausreichend gekühlt werden. Neben erhöhtem Energiebedarf zeigen sich Unterbrechungen und Störungen im Netzwerk und Ausfälle der Hardware. Baustaub nach Renovierungsarbeiten kann den Betrieb innerhalb weniger Minuten lahmlegen.