Eine sichere und kontrollierte Umgebung wie Serverschränke und Serverraum ist für den reibungslosen Betrieb der Informationstechnologie (IT) unerlässlich und ein wichtiger Aspekt der IT-Sicherheit. Die Partikeldichte im Rechenzentrum muss so gering wie möglich gehalten werden. Ein Serverraum, Data Center oder Rechenzentrum (RZ) muss der Reinraumklasse 8 nach DIN EN ISO 14644-1 oder besser entsprechen. Das RZ muss frei von Zink-Whiskern sein. Seit vielen Jahren hat sich der Begriff "Reinraumklasse" durchgesetzt und den Begriff "Luftreinheitsklasse" ersetzt.
Ein Rechenzentrum darf lediglich eine nur sehr geringe Konzentration von Partikeln (Staub, Feinstaub) in der Luft aufweisen. Luftgetragene Teilchen sind alle Partikel und Substanzen, die in der Luft schweben und mit bloßem Auge nicht oder kaum gesehen werden können. Im Serverraum werden Server, Storages und Switches für die Datenverarbeitung verwendet. Die Geräte enthalten Komponenten und Baugruppen, die sehr empfindlich gegen Verunreinigungen sind. Für all diese Hardware, aber vor allem wegen der Daten ist es wichtig, dass sie nicht mit Partikeln kontaminiert werden.
Wenn die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, ätzende Gase oder Staubpartikel in der Luft den Grenzwert überschreiten, wird die Umgebung der zentralen IT-Infrastruktur wie Server (Zentralrechner), Storages (Datenspeicher) und Switches (Datenverteiler) als inakzeptabel angesehen.
Informationstechnologie (IT), Kommunikationstechnologie (TK), Hardware, IT Systeme, EDV Anlagen und Komponenten, die unter Umgebungsbedingungen betrieben werden, die als nicht akzeptabel eingestuft werden, führen zwangsläufig zu Leistungseinbußen oder zu dauerhaften Ausfällen. Wenn der OEM Hardwarehersteller feststellt, dass der Server beispielsweise durch eine erhöhte Staubkonzentration in der Umgebung beschädigt ist, kann das den Verlust der Garantie, Gewährleistung oder Wartung bedeuten. Baustaub kann sogar die Brandgefahr erhöhen. Das Gemisch aus Staub und Luft kann explodieren, insbesondere Netzteile sind gefährdet.
Reinraumklassen nach DIN EN ISO 14644-1, Maßnahmen zur Qualifizierung der Luftreinheit
Der internationale Standard DIN EN ISO 14644-1 löste den Standard US FED STD 209E ab. Die Richtlinien ISO 14644-1 und GMP (Good Manufacturing Practice) - Annex 1 vereinheitlichen die Anforderungen von Rechenzentrumsstandards zur Klassifizierung und Qualifizierung der Luftreinheit. Die VDI-Richtlinie 2083 ergänzt die ISO 14644-1 um spezifische Anforderungen an die Sauberkeit und praktische betriebliche Aspekte wie Energie- und Kosteneffizienz oder biologische Verschmutzung.
Die IT-Branche betrachtet Rechenzentren und Serverräume als kontrollierte Umgebungen und verwendet DIN EN ISO 14644-1 Reinraumklasse 8 als international anerkannten notwendigen Reinigungsstandard. Bei der Wartung und Instandhaltung von Rechenzentrumsystemen verbessert die Einhaltung dieses Standards die Sauberkeit und die Betriebssicherheit.
Die Umgebungsbedingungen der IT-Hardware, d.h. die Sauberkeit (Reinheit) des Serverraums, werden gemäß den Normen und Reinraumklassen definiert. Die Zuordnung basiert auf der maximal zulässigen Anzahl von Partikeln einer bestimmten Größe (0,1 µm bis 5,0 µm) und einem definierten Raum (1 m3 Luft). Beispielsweise definiert die Klasse ISO 8, dass bis zu 3.520.000 Partikel mit einer maximalen Größe von 0,5 µm pro Kubikmeter vorhanden sein dürfen.
Um Reinraumklassen zu bestimmen, werden üblicherweise optische Partikelzähler üblicherweise verwendet. Der Partikelzähler kann die Größe und Anzahl der Partikel messen.
Die in den Umgebungsspezifikationen der DIN EN ISO 14644-1 Klasse 8 angegebenen Grenzwerte für Staubpartikel sollen Schäden vermeiden. Andere Faktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit wirken sich ebenfalls aus. Ergreifen Sie geeignete Maßnahmen, um eine solche Kontamination in der Serverumgebung zu minimieren. Weitere Informationen finden Sie bei den Hardware Herstellern zu Umgebungsbedingungen und den Spezifikationen der einzelnen IT-Systeme.
Gerätehersteller fordern für den einwandfreien Betrieb der Hardware die DIN EN ISO 14644-1 Reinraumklasse 8 im Serverraum:
Dell PowerEdge Benutzerhandbuch: Technische Daten zu Partikel- und gasförmiger Verschmutzung.
IBM: Informationen zu Verunreinigungen am Installationsstandort.
Oracle: Begrenzung der Schadstoffkonzentration, ISO 14644-1, erforderliche Luftqualitätsstufen.
Fujitsu FTS-04230 Specification for DataCenter Particulate contamination
HPE Hewlett Packard Enterprise Support Center Dust Concentration ISO 14644 - 1 Class 8
Das Bundesamt für Informationssicherheit (BSI) empfiehlt, das RZ regelmäßig zu reinigen. Die Sauberkeit des Rechenzentrums ist in den Zertifizierungsstandards enthalten. Weitere Informationen: DIN EN ISO 14644-1 Reinraumklasse 8 als Standard für die Sauberkeit von Rechenzentren. Informationen zur RZ-Reinigung: Artikel Wikipedia "Sicherheit in einem Rechenzentrum".
Inakzeptable Umgebungsbedingungen gemäß DIN EN ISO 14644-1 Klasse 8
Indikatoren für inakzeptable Umgebungsbedingungen gemäß DIN EN ISO 14644-1 Reinraumklasse 8 für Switches, Storages und Server können eine Staubschicht oder Metallkorrosion sein. Überprüfen Sie die Oberfläche regelmäßig auf Verschmutzungen. Luftfeuchtigkeit kann sich mit Staub verbinden, gesundheitsschädliche oder leitfähige Verbindungen bilden und Kriechströme sowie Kurzschlüsse verursachen. In Kombination mit Wasser bildet das Gas schädliche Säuren oder Laugen, die die Elektronik angreifen.
Die Faktoren, die die Auswirkungen von Stäuben bestimmen, sind nicht nur die Partikelgröße des Staubes, sondern auch seine chemischen und biologischen Komponenten sowie seine morphologische Struktur und Form. Wie die Partikelgröße werden auch die Zusammensetzung, Struktur und Form der Partikel von der Art der Quelle beeinflusst, aus der sie freigesetzt werden.
Staub in der zentralen IT-Infrastruktur führt zu Ausfällen
Die Größe der Staubpartikel kann stark variieren. Partikel kleiner als 100 nm werden als ultrafeiner Staub bezeichnet, Partikel bis zu 2,5 μm werden als Feinstaub bezeichnet und Partikel größer als 2,5 μm (maximal etwa 10 μm) werden als gröberer Feinstaub (Grobstaub) bezeichnet.
Ruß besteht aus einer Vielzahl von Partikeln unterschiedlicher Form und Größe, meist aus kleinsten, kugelförmigen Partikeln, die auch als Primärpartikel bezeichnet werden. Diese haben normalerweise eine Größe von 10 nm bis 300 nm, weshalb von sogenannten Nanopartikeln die Rede ist. Sie sind 1000-mal kleiner als der Durchmesser des Haares. Die geringe Größe von Feinstaub macht ultrafeine Partikel so gefährlich: Die Filter der Klimaanlage können größere Partikel besser einfangen.
Größenvergleich von Partikelgrößen in µm (Mikrometer), 1 µm = 0,001mm
Die Grafik verwendet eine logarithmische Skala, die Werte sind teilweise geschätzt. Das Diagramm dient der Veranschaulichung der Größenverhältnisse zum Beispiel eines Haares oder Sandkorns zu Feinstaub oder einem Dieselrußpartikel.
In Außenluftbereichen kann davon ausgegangen werden, dass die Partikelkonzentration in der Luft schnell verdünnt wird. Im Innenbereich ist es anders, der Verteilungsraum ist hier viel kleiner. Der Verdünnungseffekt ist weitaus geringer als in der Außenluft, insbesondere hängt er von der Lüftungsleistung des Serverraumes ab. Außerdem ist zu erwarten, dass die Partikel stärker reagieren. Elektrostatische Prozesse im Serverraum beeinflussen ebenfalls die Verteilung und Trennung von Staubpartikeln. Im Serverraum muss elektrostatische Aufladung unbedingt vermieden werden.
Baustaub kann ein Unternehmen innerhalb weniger Minuten lahmlegen
Während Umbaumaßnahmen, Renovierung, Bauarbeiten oder einem Brand sammelt sich sehr viel Staub, Asche oder Ruß an und breitet sich innerhalb weniger Minuten in den Räumen aus. Dies ist im Rechenzentrum fatal. Aktive Geräte saugen Stäube durch die Luft ein. Baustaub (z.B. Zementstaub, Betonstaub) stellt ein großes Risiko für die IT-Infrastruktur, Daten und die IT-Sicherheit dar, da jegliche Wege zur Kühlung, Lüfter, Kühlkörper und elektronischen Bauteile kontaminiert und die erforderliche Kühlung blockiert. Die Hardware überhitzt und funktioniert nicht mehr richtig oder fällt aus. Handeln Sie bei Baustaub schnell und beauftragen eine professionelle Säuberung bei dieser Art von Notfall.
Selbst nach kleinen Baumaßnahmen haben IT-Verantwortliche mit Beschwerden der Anwender über Performanceeinbußen und Schwierigkeiten mit der Verfügbarkeit im Netzwerk zu tun. Durch die ordnungsgemäße Umsetzung kleinerer Renovierungsmaßnahmen können Probleme mit Staubpartikel in der Raumluft weitgehend vermieden werden. Nach Abschluss der Bauarbeiten und Renovierungen muss der gesamte Bereich gereinigt werden. Es wird dringend empfohlen, mit einem feuchten Tuch abzuwischen und alle Staubablagerungen so weit wie möglich zu entfernen. Diese Staubablagerungen können ansonsten als "Dauerdepot" nichtflüchtiger organischer Verbindungen dienen und nicht nur die EDV und IT, sondern auch die Gesundheit schwer schädigen.
Die fachgerechte Serverraum oder RZ Säuberung sollte vor der Inbetriebnahme und in regelmäßigen Abständen während des Betriebs erfolgen.
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