Rechenzentrum - Wie funktionieren Rechenzentren?

Rechenzentrum (RZ):
Definition, Bedeutung, Tools, Weiterbildung, Fachbegriffe, Security

Sie interessieren sich für das Thema RZ bzw. Rechenzentrum. Dann sind Sie hier genau richtig. In diesem Beitrag erhalten Sie alle wichtigen Informationen zum Thema RZ. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die klassischen Rechenzentren, Datacenter und Serverräume und versucht bei Google ganz oben zu sein. Alle kleinen Serverräume oder großen Rechenzentren haben eines gemeinsam: Sie sind sehr wichtig für Nutzer und unser berufliches sowie soziales Leben. Ohne RZ funktioniert heute kaum noch etwas.

 

  1. Rechenzentrum (RZ):
    Definition, Bedeutung, Tools, Weiterbildung, Fachbegriffe, Security
    1. Aufgaben des RZs
    2. Was ist ein RZ in Deutschland?
    3. Was ist der Unterschied zwischen Rechenzentrum (RZ), Datencenter und Server-Raum?
    4. Die Notwendigkeit von Rechenzentren (RZ)
    5. Warum ist ein Rechenzentrum so wichtig ? 
    6. Ein Rechenzentrum schützt die zentrale IT-Infrastruktur
    7. Security und Anforderungen im RZ
    8. Erste Schritte des Rechenzentrum-Betreibers
    9. Nutze moderne IT-Systeme und wichtige Sicherheitsmaßnahmen
    10. Rechenzentren „made in Germany“
    11. Security, Leistung und Service auf hohem Niveau
      1. Strom, USV, Batterien, Notstrom und Dieselgeneratoren
      2. Risiko Staub im Rechnerraum, Gefährdung der IT-Infrastruktur und IT-Hardware
      3. Ein Rechenzentrum muss nicht nur gekühlt werden
      4. Stromversorgung im RZ, Datencenter oder Computerraum
      5. Klimakontrolle in Rechenzentren
      6. Brandschutz und Brandbekämpfung
      7. Rack und Zugangssicherheit
      8. Daten-Center Facility Management und andere aktuelle Themen
      9. Virtualisierung, IT-Ausstattung und andere Lösungen
      10. Definition Rechenzentrum sowie Service, Cloud, Webhosting
      11. Groß und neu: Green IT
      12. Bitkom Services
        1. Bitkom: Wie funktionieren eigentlich RZs? Bitkom: Wie funktioniert eigentlich ein RZ?
        2. Bitkom: Leitfaden Betriebssicheres RZ. Bitkom: Leitfaden Betriebssicheres RZ
        3. Bitkom: Arbeitskreis RZ: Bitkom: Arbeitskreis RZ

 

Aufgaben des RZs

Zu den Aufgaben des Rechenzentrums gehören Dienstleistungen sowie die Vorbereitung und Einführung zukunftsweisender neuer Dienste und Strategien. Abhängig von den Anforderungen der einzelnen Organisationen und der Größe des RZs werden diese Dienste in der Regel nur teilweise oder in unterschiedlichem Umfang abgedeckt. Die wichtigste Aufgabe des Rechenzentrums ist der sichere, robuste und zuverlässige Netzbetrieb, der dazugehörigen Netzwerkdienste, die Bereitstellung von Rechenleistung, Anwendungen sowie Speicherplatz auf bestimmten Computerservern, Datenbankserver, Serversysteme für Thin clients und Hochleistungsrechnern für Applikationen mit hohem CPU- und Speicherbedarf. Dazu gehören im Rechenzentrum IT-Systeme, Intranet, Arbeitsplätze, WLAN, leistungsstarke externe Verbindungen zwischen den Standorten, dem Internet und Netzsicherheit. Das Konzept der Wechselarbeitsplätze ist auch mittels ausreichender Breitband-Netzzugänge zu unterstützen.

Rechenzentrum Server Daten Unternehmen

 

Was ist ein RZ in Deutschland?

Ein Rechenzentrum (RZ) ist in Deutschland ein physischer Raum oder ein separates Gebäude, in dem kritische Daten- und Anwendungssysteme gespeichert werden. Ein RZ ist eine Notwendigkeit, die überall auf der Welt verwendet wird, um die Dienstleistung sowie die Sicherheit von Anwendungen und Informationen zu verbessern. Im englischen heißt es Data-Center. In den letzten Jahren haben sich die Anforderungen an eine stabile und zuverlässige Informationstechnik im Rechenzentrum stark verändert und damit der Trend zur Cloud in zentralen Rechenzentren eine hohe Bedeutung erlangt.

Rechenzentren RZ Serverschränke Sicherheit

 

Zwischen dem klassischen Serverraum oder Rechenzentrum in den eigenen Räumlichkeiten im Unternehmen, einem lokalen oder regionalen, dem RZ als Colocation und für Cloud-Dienste gibt es Unterschiede. Viele Firmen bieten Dienstleistungen online an. Ob es sich um einen Online-Shop, eine Anwendung oder eine Homepage handelt - wer präsent sein will und neue Kunden gewinnen möchte, benötigt unweigerlich eine geeignete Online-Präsenz, die im Rechentrum gehostet ist. Hosting-Anbieter und große Konzerne verlassen sich zu diesem Zweck auf die Leistung von Rechenzentren. Aber was ist ein RZ und wie funktioniert es? In Bezug auf die Namensfindung wird das Rechenzentrum (RZ) nach Verwendung und Zweck unterschieden:

  • Standort des Rechenzentrums,
  • Regionales RZ (RRZ),
  • Zentrale Einrichtung Rechenanlagen ZER),
  • Rechnerzentrum,
  • Data Center, Datencenter, Datenzentrum (DC),
  • Serverraum im Unternehmen,
  • Computerraum,
  • EDV-Raum,
  • Sicherheitsraum für Feintechnik (IT-Systeme),
  • Raum für Grobtechnik (Klimatisierung, Energieversorgung, Löschmittel,
  • Systemtechnik,
  • Serverschrank, Rack,
  • Verwaltung,
  • Organisation,
  • Sonderaufgaben,
  • Kompetenzzentrum,
  • Userservice,
  • Support,
  • Standorte, Campus, Einrichtungen,
  • Anwendungssysteme,
  • Basis-Infrastruktur,
  • Kommunikationsnetze,
  • Cloud Computing,
  • Online Services,
  • Energie Management, Energieeffizienz,
  • Server, Infrastruktur, Artikel und Komponenten,
  • Systemverwaltung.

 

Was ist der Unterschied zwischen Rechenzentrum (RZ), Datencenter und Server-Raum?

Es gibt verschiedene Definitionen des Begriffs Rechenzentrum, Datacenter oder Server-Raum, die weltweit etabliert wurden. Einige beziehen sich auf Rechenzentren oder Serverräume in den eigenen Räumlichkeiten, die nur für den eigenen Zweck genutzt werden, während andere es als allgemeinen Begriff für spezielle Immobilien (Real Estate) für mehrere deutsche Gewerbekunden oder für Clouddienste (Colocation) definieren.

 

Rechenzentrum Datacenter Serverraum Daten Server Services

 

Die Notwendigkeit von Rechenzentren (RZ)

Die Wichtigkeit von Rechenzentren (RZ) als Teildisziplin und Verwaltung der Informationstechnologie (IT) und elektronischer Datenverarbeitung (EDV) hat in den letzten 20 Jahren stetig zugenommen. Das zeigt auch das Interesse bzw. die Nachfrage am Thema Rechenzentrum oder RZ in Form der steigenden Anzahl an Suchanfragen bei Google. Suchmaschinen sind vor der E-Mail die am häufigsten genutzte digitale Anwendung. Der Großteil aller Nutzer nutzen Nachrichten zum Weltgeschehen, Videos, Filme oder Spiele, soziale Netzwerke oder kaufen online ein. Personen, die im Intranet oder online nach Infos suchen, haben mehrere Möglichkeiten, mit der Recherche zu beginnen. In Firmennetzen sind es Branchenlösungen, CRM- und ERP-Systeme, andere Anwendungssysteme, Service und Dateien, online sind es Google, Bing, Yahoo, Amazon, YouTube, Xing, T-Online, AOL, Alexa, Siri, Cortana und viele mehr, das alles passiert im Rechenzentrum.

 

Rechenzentrum RZ Kaltgang digitale Einrichtungen

 

Hinter diesen grandiosen Möglichkeiten stecken Serverfarmen in Rechenzentren auf der ganzen Welt. Derzeit werden die meisten Recherchen bei Google und der Videosuchmaschine YouTube und deren Rechenzentren durchgeführt. In den letzten Jahren sind jedoch Produktsuchmaschinen wie Amazon oder digitale Assistenten erheblich gewachsen und Organisationen müssen überlegen, wo ihre Zielgruppen nach welchen Infos suchen und wo die Firmen Ihre Zielgruppen mit ihrem Content am besten erreichen. Die Notwendigkeit vom Rechenzentrum für Erreichbarkeit von Inhalten kann nicht vollständig bestimmt werden, da dies im Rechenzentrum von vielen Faktoren abhängt und von welchen Berührungspunkten die Intensität und Qualität der Inhalte festgelegt werden sollte. Geben Sie nützliche Infos an die Zielgruppe weiter, damit Sie diese indirekt von Ihrem eigenen Betrieb und Ihrem Leistungsumfang überzeugen. Folgende Faktoren spielen eine entscheidende Rolle:

  • Branche und Aufgaben,
  • Format der Infos, Komponenten und Artikel,
  • Push- oder Pull-Inhalte erstellen, Inbound und Outbound, "anlocken" oder "jagen",
  • Zieldefinition, informativer oder unterhaltender Natur,
  • Zielgruppe, Mitarbeiter, Neukunden, Kundenbindung, Bestandskunden,
  • Fachgebietsberechtigung, Vertrieb,
  • Markenbekanntheit, Autorität und Reputation,
  • Standorte, Website, Server,
  • IT-Abteilung, Rechenzentrum,
  • Services.

 

Warum ist ein Rechenzentrum so wichtig ? 

Die meisten Geschäftsanwendungen und Aktivitäten in einer Organisation generieren Dateien, die im Rechenzentrum gespeichert werden müssen. Insbesondere große Konzerne sammeln viele Datenmengen, die im Rechenzentrum eine hohe Anzahl von Servern und viel Speicherplatz erfordern. Ein einfacher Computerraum reicht meist nicht für den Datenfluss aus. Ein Rechenzentrum (RZ) sorgt mit all seinen Sicherheitsmaßnahmen für eine sichere Informations- und Kommunikationstechnik (ITK) in Organisationen, insbesondere der kritischen Infrastruktur (KRITIS) in Deutschland. Rechenzentren sind der Schlüssel, um Daten der Abteilungen oder Infos aus aller Welt zu erhalten.

Insbesondere bei reibungslosen Betriebsabläufen oder der Recherche nach Wissen zu bestimmten Themen, Google & Co. ist ein wichtiger Anlaufpunkt für Informationen aller Art. Auf unserer Website geht es um Informationen über die Reinigung von Rechenzentren und damit um die Security mit Sauberkeit, denn Staub schadet den IT-Geräten. Staub im Datencenter sorgt für Unterbrechungen und Ausfälle der ITK und eine kürzere Lebensdauer der Hardware. In Deutschland gibt es wohl etwa 50.000 Rechenzentren, die genaue Anzahl kennt niemand. Sehr viele Standorte sind zudem geheim. Etwa 85% sind unternehmenseigene Rechenzentren, die auch Data-Center genannt werden oder aus lediglich einem EDV-Raum oder sogar nur aus einem Serverschrank bestehen. Eine klare Definition für ein Rechenzentrum (RZ) gibt es scheinbar nicht, vom Serverschrank oder Computerraum mit 3 qm bis zum großen Rechenzentrum mit über 5.000 qm ist die Bezeichnung geläufig und zutreffend.

Ohne Rechenzentren läuft nicht mehr viel, sie sind für Organisationen aller Branchen, Universitäten, öffentliche Einrichtungen und Institutionen, die Nutzer und unser gesellschaftliches Leben von höchster Wichtigkeit. Sie nutzen ihre eigenen oder zentrale Rechenzentren für ihre wertvollen Unternehmensdaten, Applikationen und Geschäftsprozesse. Alle Internetdienste werden in Rechenzentren erbracht. Die Webserver und Serversysteme für Suchmaschinen, Webshops, Verkaufsplattformen, Videoportale, E-Mail, Telefonnetze oder andere Kommunikationsdienste und ITK-Komponenten sind in Serverschränken verbaut und befinden sich in Rechenzentren. Moderne Rechenzentren haben sich in den letzten Jahren verändert. Die Basis-Infrastruktur hat sich von herkömmlichen lokalen physischen Rechnern zum virtuellen Netzwerk gewandelt, das Anwendungssysteme und Workloads über physische Netzwerkinfrastruktur hinweg in Multicloud-Umgebungen unterstützt.

 

Rechenzentrum Server im Betrieb

 

Gehostete Applikationen in der Cloud verwenden Ressourcen des Cloud-Anbieters und seines Rechenzentrums. Öffentliche Clouds sind ebenfalls ein Verbund von Rechenzentren, die in der Cloud über verschiedene Standorte hinweg kommunizieren. Die Dateien sind meist über mehrere Rechenzentren verteilt. Rechenzentrumsdienste schützen die Leistung und Integrität der Kernkomponenten des RZs. Die Elemente der Netzwerksicherheit bestehen aus Firewalls und Intrusion Prevention zum Schutz des RZs und der Zuverlässigkeit mittels automatischem Failover und Lastausgleich. Rechenzentrumskomponenten erfordern eine umfangreiche Basis-Infrastruktur, dazu gehören Stromversorgungssysteme, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), Notstromaggregate, Lüftung, Kühlsysteme, Brandschutz und Verbindungen zu externen Netzwerken im Rechenzentrum.

 

Ein Rechenzentrum schützt die zentrale IT-Infrastruktur

Ein Rechenzentrum umfasst Router, Switches, Firewalls, Speichersysteme, Rechner und Controller für die Bereitstellung der Anwendungen. Da diese ITK-Komponenten wichtige Geschäftsdaten und -anwendungen speichern, ist die Security von Rechenzentren von größter Wichtigkeit. Ein großes RZ ist eine Spezialimmobilie, die durchaus aus weit über 1.000 qm Fläche besteht. Ein Data-Center ist dafür ausgelegt, Informationstechnik (IT) und Kommunikationstechnik (TK), Rechentechnik wie Serversysteme (Zentralrechner), Storages (Datenspeicher), Switches (Datenverteiler), Rechner, Computer, Speicher, Netzwerkkomponenten und die notwendige ITK-Infrastruktur zu beherbergen.

Es dreht sich aber alles um die wertvollen Daten. Diese müssen irgendwo ins zentrale Rechenzentrum rein und bei Bedarf wieder raus. Zum sicheren RZ gehört Gebäudeinfrastruktur wie Datenanbindung, Stromversorgung, Brandschutzeinrichtungen, Kühlaggregate und Zutrittsschutz. Mit der Netzwerkinfrastruktur werden Rechner (physisch und virtuell), Rechenzentrumsdienste, Speicher und externe Verbindungen mit den Endbenutzerstandorten verbunden. Die Speicherinfrastruktur wird verwendet, um die wertvollen Inhalte zu speichern und die Serversysteme kümmern sich um deren Verarbeitung.

 

Rechenzentrum (RZ)

 

Security und Anforderungen im RZ

Die technische Optimierung ist ein typischer Aufgabenbereich der Informationstechnologie. Technische IT-Optimierung gewährleistet die reibungslose Nutzung (Erfassen) und Speichern (Indizieren) der Inhalte sowie die schnelle und reibungslose Nutzung und Verwaltung der Datenverarbeitung. Ein Rechen­zentrum (RZ) nennt man auch Datacenter oder Technikzentrum. Neben den betrieblichen Rechenzentren gibt es kommunale und regionale Rechenzentren. In den meisten Firmen und staatlichen Einrichtungen ist es ein Computerraum mit den Serverschränken (Racks) und der darin enthaltenen IT-Systeme, EDV Anlagen, RZ-Komponenten wie Serversysteme, Switches, Speicher, Telefonanlage. Das Rechnerzentrum ist das Gehirn, Herz, Rückgrat des Unternehmens, wichtige Prozesse laufen darin ab.

Ohne eine funktionierende ITK ist eine Firma handlungsunfähig. Der Unternehmenserfolg hängt vom reibungslosen Betrieb der Hard- und Software ab. Arbeitsstationen greifen pausenlos auf die Infos des Rechnerzentrums zu und speichern diese dort ab. Zunehmend werden Rechenzentren betrieben, um Cloud-Lösungen bereitzustellen, das Colocation Hosting. Ein Anbieter betreibt dabei die RZ-Infrastruktur und grundlegende RZ-Dienste, beispielsweise die schnelle Internetanbindung und Backup, die von anderen RZ-Betreibern genutzt wird, um eigene RZ-Dienste, beispielsweise SaaS, IaaS, PaaS, bereitzustellen. Es gelten strenge Sicherheitsvorkehrungen, vor allem bei Kritischen Infrastrukturen (KRITIS).

Rechenzentrum IT-Sicherheit Datensicherheit

 

Erste Schritte des Rechenzentrum-Betreibers

Die folgenden Maßnahmen und Tipps sind Best Practices für das RZ. Wenn Sie folgende grundlegenden Fragen beantworten, stellen Sie sicher, dass die wichtigsten Punkte berücksichtigt sind:

  • Sind meine User mit der Performance und der Zuverlässigkeit zufrieden?
  • Biete ich Benutzern qualitativ hochwertige Inhalte an?
  • Können Benutzer auf allen Geräten schnell und einfach Content finden und auf Inhalte zugreifen?
  • Ist mein RZ gesichert?
  • Ist mein IT-Support optimiert?

 

Nutze moderne IT-Systeme und wichtige Sicherheitsmaßnahmen

Um den IT-Systemen akzeptable Umgebungsbedingungen und einen ausreichenden Schutz, insbesondere der Inhalte zu erleichtern, sollten Sie in den folgenden Elementen die wichtigsten Maßnahmen verwenden. Die folgenden Punkte sollten als Richtlinien verwendet werden, um qualitativ hochwertige Security zu erstellen und die Qualität von Informationen zu festigen oder zu verbessern. Es gelten Qualitäts-, Sicherheitsstandards, Anforderungen an die ordnungsmäßige Verarbeitung von relevanten Informationen und Informationssicherheit:

  • Beachten Sie anerkannte Sicherheitsmaßnahmen?
  • Sind Ihre IT-Systeme vor Diebstahl und Manipulation gesichert?
  • Nutzen Sie Mechanismen zur Zutritts-, Zugriffs- und Zugangskontrolle?
  • Sind die Serverschränke abschließbar und verschlossen?
  • Findet die Instandhaltung mit großer Sorgfalt statt?
  • Wird täglich eine Sichtprüfung der IT-Geräte durchgeführt?
  • Arbeitet die Klimaanlage zuverlässig?
  • Funktionieren die Brandmelder?
  • Sind Feuerlöscher an der Eingangstür erreichbar und funktionsfähig?
  • Werden die IT-Systeme mit regelmäßigen Sicherheitsupdates versorgt?
  • Ist die Firewall mit regelmäßigen Updates versorgt?
  • Wird ein Monitoring (Überwachung) der IT-Komponenten durchgeführt?
  • Läuft die Datensicherung und ist die Datenwiederherstellung erfolgreich getestet?
  • Werden die Backupmedien außerhalb des Rechnerraumes gelagert?
  • Werden im Computerraum brennbare Materialien gelagert?
  • Messen Sie die Temperatur direkt an den wichtigsten IT-Geräten?
  • Sorgen Sie dafür, dass die Hardware staubfrei ist?
  • Funktioniert die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) zuverlässig?
  • Sorgen Sie stets für guten Content und aktuelle Informationen Ihrer Datenbanken?
  • Sind die Herkunft und Korrektheit der digitalen Informationen ausreichend geprüft?
  • Werden Ihre Geschäftsprozesse mit der ITK optimal unterstützt?
  • Ist Vorsorge gegen Ausfall von Versorgungsnetzen getroffen?
  • Ist Vorsorge gegen Ausfall von Dienstleistern getroffen?
  • Sind Ihre IT-Systeme mit Authentisierungsmechanismen vor unbefugter Verwendung geschützt?
  • Sind Ihre IT-Systeme ausreichend vor Viren, trojanische Pferde und andere Schadsoftware geschützt?
  • Ist Ihr WLAN ausreichend verschlüsselt und geschützt?
  • Können Gäste Kenntnis von vertraulichen Informationen erlangen, die nicht für sie bestimmt sind?
  • Sind Ihre E-Mails auf dem Weg durch das Netz verschlüsselt?
  • Haben Sie für einen Ausfall von Geräten oder Systemen vorgesorgt?
  • Sorgen Sie Fehlfunktion von Geräten oder Systemen vor?
  • Überprüfen Sie regelmäßig die Grundwerte der Informationssicherheit (Vertraulichkeit, Integrität, Verfügbarkeit)?
  • Achten Sie regelmäßig auf Überhitzung der Serversysteme und Speichersysteme?
  • Ist die Versorgung mit Ressourcen und Ersatzteilen sichergestellt?
  • Sorgen Sie regelmäßig für die Schließung von schwerwiegenden Sicherheitslücken in Betriebssystemen und Programme?
  • Achten Sie auf den Umgang mit personenbezogenen Daten?

 

Rechenzentren „made in Germany“

Im Datenzenter oder RZ, ob regional (RRZ) oder lokal (LRZ), ob Firmenintern, Organisation, Behörde, Campus oder Universität, orientieren Sie sich an den strengen Vorgaben des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) und bieten auf einer großen Fläche modernste IT-Infrastruktur für physische Sicherheit, Informationssicherheit, Datensicherheit, Datenschutz, hohe Zuverlässigkeit, starker Performance und optimale Anbindung (Connectivity) der Serversysteme in dedizierten Serverräumen oder auf Colocation-Flächen. IT ist dort optimal aufgestellt, Qualität ist großgeschrieben, das RZ ist ISO/IEC 27001 zertifiziert. Sie stellen Schutz und Governance sicher. Ihre Serverräume verfügen in sicherheitsrelevanten Punkten über allerbeste Ausstattung, wie beispielsweise einen hochmodernen Brandschutz, regulierte Zutrittskontrolle, redundante Klima- und Energieversorgung, exellenter Energieeffizienz und leistungsstarke digitale Einrichtungen.

 

Server Storages Datenspeicher Festplatten

 

Security, Leistung und Service auf hohem Niveau

Das Netzwerk ist mit hochwertigen IT-Komponenten ausgestattet, die per Glasfaser- und Kupferverkabelung IPv6-ready mittels unabhängiger Carrier ans Internet angeschlossen sind. Sie stellen den optimalen Betrieb zum Erreichen der Unternehmensziele sicher und schaffen Strategien für die Zukunft und Erweiterung des Geschäftsbetriebes. Im RZ spielen die verlässliche IT-Technik und das Know-how des Personals eine wichtige Rolle. Der Schutz der ITK-Infrastruktur ist mit baulichen Maßnahmen sowie technischer Ausrüstung des Gebäudes sichergestellt.

Die Immobilie besteht aus Beton, Mauerwerk und Trockenbau, Feuerwiderstandsklasse F90 und ist über eine Einbruchsmeldeanlage mit direkter Verbindung zur Polizei überwacht. Der Zugang zum Grundstück und der Immobilie steht unter permanenter Überwachung. Die Außentüren sind gegen Einbruch gesichert und sind nur mithilfe einer speziellen Zutrittskarte zu öffnen. Die T30-Stahlschutztüren sind ebenso alarmüberwacht, Einlass zum Systemraum erfolgt lediglich nach einer Zugangskontrolle.

 

Strom, USV, Batterien, Notstrom und Dieselgeneratoren

Die Räumlichkeiten werden mittels einer Brandmeldeanlage mit direkter Aufschaltung zur Feuerwehr überwacht. Eine Brandfrüherkennung, Sauerstoffreduzierung, Absauganlage und CO2-Feuerlöscher sorgen für erhöhte Security. Die Stromversorgung wird bei einem Stromausfall mittels getrennter USVs und NSVH aufrechterhalten. Die Notstromversorgung erfolgt mit einer Kombination aus Batterien als Sofortreserve und Diesel-Generatoren, die die Versorgung für mehrere Stunden oder länger übernehmen und dafür einen großen Vorrat an Brennstoff benötigen. Die Klimatisierung erfolgt über Kaltluftverteilung aus den Klimaschränken über den Doppelboden, über Lüftungsplatten erfolgt die Luftzufuhr zu den Serverschränken.

Zur modernen Kühl- und Klimatechnik gehört die Einhausungen für Warm- und Kaltgänge. Die Informationstechnik (IT) im Rechnerzentrum besteht aus Servern (Zentralrechner), Storages (Datenspeicher), Switches (Datenverteiler), anderen Netzwerkkomponenten, digitalen Anwendungen und Appliances wie Router, Loadbalancer sowie Firewalls. Die IT-Komponenten sind meist redundant ausgelegt. Kurzum, Sie bieten ein RZ mit IT „made in Germany“, Security und Leistung auf hohem Niveau. Aber wie sieht es mit dem Staub aus?

 

Risiko Staub im Rechnerraum, Gefährdung der IT-Infrastruktur und IT-Hardware

Eines der größten Risiken für einen Ausfall der IT-Technik ist die Kontamination der IT-Infrastruktur und IT-Hardware durch Staub, Baustaub und anderen Verschmutzungen. Staub verursacht die meisten Probleme im Rechnernetz. Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Performanceverluste, Ausfälle und Brände entstehen aufgrund von leitfähigen Partikeln auf Leiterplatten, Elektronik der Serversysteme, Storages und Switches. Der EDV-Raum sollte sauber sein. Die IT-Infrastruktur ist das Rückgrat einer Organisation oder Unternehmens. Sollte die Kontamination durch Staub, Baustaub oder Ruß deutlich sichtbar sein, ist eine Reinigung der Räume und Hardware für die Aufrechterhaltung der IT-Sicherheit unumgänglich. Rechenzentren und deren digitale Einrichtungen müssen staubfrei sein. Der Standard ist in der DIN EN ISO 14644-1 Klasse 8 beschrieben.

 

Rechenzentrum Staubbelastung

 

Ein Rechenzentrum muss nicht nur gekühlt werden

Ein Rechenzentrum muss vor äußeren Einflüssen bewahrt und ausreichend gekühlt werden. Eine Menge leistungsfähiger Hardware und Software auf engem Raum benötigt Energie und erzeugt Wärme. Mikroprozessoren werden im Betrieb sehr heiß und müssen gekühlt werden. Rechner benötigen Strom und Schutz vor Diebstahl und Manipulationen. Ein RZ besteht nicht nur aus einem Raum oder Gebäude, das Switches, Serversysteme, Speicher, Verkabelung und den Anschluss an das Internet bereithält, sondern auch Versorgung mit Strom, Kühlung und häufig automatische Löscheinrichtungen und regelmäßige Backups, die den Betrieb sicherstellen. Rechenzentren werden in sogenannte Tiers nach der Definition des American National Standards Institute (ANSI) eingestuft und gelten als Gradmesser für das Sicherheitsniveau. Ein Tier 4 RZ bietet eine Verfügbarkeit von mindestens 99,995%, die Ausfallzeit innerhalb des Jahres beträgt weniger als eine Stunde. Gewährleistet ist dies durch mehrfaches Vorhalten (Redundanz) aller wichtiger sowie kritischer Komponenten. Sicherheitssysteme wie Kameraüberwachung, Sicherheitsschleusen, Keycards, Zahlencodes und Wachdienst sorgen dafür, dass lediglich autorisiertes Personal Zugang zu den Serverräumen hat.

Ausfallrate Temperaturanstieg digitale Einrichtungen

Stromversorgung im RZ, Datencenter oder Computerraum

Die Betreiber von Rechenzentren treffen mit hohem Aufwand Vorkehrungen, damit die höchstmögliche Zuverlässigkeit gewährleistet wird. So sind größere oder kommunale Rechenzentren meist an zwei unterschiedliche Netze der lokalen Stromversorger angeschlossen. Die Stromversorgung ist sichergestellt, auch wenn einer der beiden Bereiche ausfallen sollte. So führen Reparaturen an einem der Netze nicht dazu, dass Strom ausfällt und Geräte deswegen ausgeschaltet werden müssen. Serversysteme, Switches und Speichereinheiten haben jeweils mehrere redundante Netzteile. Der Ausfall eines der Netzteile führt nicht zum Totalausfall. Im Daten-Center ist der laufende Betrieb der Applikationen über Batterieblöcke, die sogenannte Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für Minuten oder Stunden gesichert, die auch gleichzeitig die Stromqualität sicherstellt.

Die USV gleicht Spannungsschwankungen aus und schützt die empfindliche Rechenelektronik. Netzteile gleichen Strom Aussetzer im Millisekundenbereich aus, doch für darüber hinausgehende Unterbrechungen sind unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) notwendig. Zusätzlich verfügen größere Rechenzentren meist im separaten Raum oder Gebäude Dieselgeneratoren, die im Notfall den Energiebedarf des RZs über Stunden oder Tage decken können, je nach Dieselvorrat. Damit der Dieselmotor schnell und zuverlässig anspringt, ist er mittels Vorwärme in ständiger Bereitschaft. Aus Redundanzgründen gibt es in vielen Rechenzentren ein zweites Notstromaggregat. Der Dieselgenerator übernimmt nach einem Stromausfall innerhalb kürzester Zeit als eigene Notstromversorgung die Stromversorgung. Die Treibstoffreserven müssen im Bedarfsfall aufgefüllt werden. Dafür sollten garantierte Lieferzeiten vereinbart werden.

 

Batterieraum für die Notstromversorgung  

Batterieraum

 

Dieselmotor im Notstromraum

Dieselgenerator als Notstromversorgung

 

Klimakontrolle in Rechenzentren

Elektronische Bauteile erzeugen im Betrieb Wärme, bei Prozessoren wird sogar von Hitze gesprochen. Die Kühlung mittels Kühlkörper, Lüfter und Klimaanlage ist essentiell. Wird Wärme nicht abgeführt, fallen Bauteile aus. Aufgrund der Rechenleistung ist der Bedarf an Kühlung enorm. Bewährt hat sich die Anordnung der Racks in Kaltgang und Warmgang. Zwei Reihen von Racks stehen sich jeweils gegenüber. Durch Löcher im Doppelboden bläst die Klimaanlage kühle Luft ein. Die aktiven Geräte innerhalb der Racks saugen diese kalte Luft ein und führen die abgegebene Wärme zur Rückseite ab. So entsteht ein Kaltgang, in dem praktischerweise die Frontseiten der Server zugänglich sind und ein Warmgang, dessen warme Luft mithilfe der Klimaanlage abgekühlt werden muss. Die Wirkung des Prinzips ist mit einer Abdeckung nach oben und mit Türen an den Seiten deutlich verstärkt. Im RZ befinden sich in der Regel mehrere solcher Kaltgangeinhausungen in den Serverräumen.

Staub, Baustaub, Schmutz Staub, Baustaub, Schmutz Server, Switches, IT Systeme, EDV Anlagen, TK, Geräte, Hardware, RZ Komponenten Serverraum Warmluft Serverschrank, Rack, Technikschrank Serverschrank, Rack, Technikschrank Bodenplatten Klimaanlage Warmgang Kaltgang Warmgang Doppelboden Klimaanlage Warmluft

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Klimaanalagen werden mit der Außenluft oder im Sommer mit Wasser gekühlt, das Kältemaschinen herunterkühlen müssen. Die erhitzte Luft geben Rückkühler an die Außenumgebung ab.

Brandschutz und Brandbekämpfung

In modernen Rechenzentren hat eine umfassende Brandschutzstrategie allerhöchste Priorität. Es wird alles dafür getan, damit es gar nicht erst zum Brand kommen kann. Dazu gehört die Auslegung der Räume als Brandabschnitt, die Brand- und Rauchfrüherkennung, Brandmeldeanlage, Löscheinrichtungen, Schutz gegen Brandgase, Staub und Löschwasser. Den Sauerstoffgehalt der Luft soweit zu reduzieren, dass keine Flammen mehr entstehen können, ist eine wirkungsvolle Methode. Da Sauerstoff durch Undichtigkeiten oder Betreten der Räume immer wieder einströmt, müssen Sauerstoffreduzierungsanlagen ständig laufen. Im Falle des Falles leiten Löschanlagen mit hohem Druck ein nicht brennbares Gas in den betroffenen Raum ein, das den Sauerstoff verdrängt und das Feuer löscht. Benachbarte Rechner bleiben unbehelligt. Aufgrund von Löschwasser wäre der Folgeschaden nach dem Brandschaden an der Technik erheblich.

 

Rack und Zugangssicherheit

Es muss gewährleistet sein, dass niemand an der Rechentechnik Schaden anrichten oder manipulieren kann. Damit keine unberechtigten Personen Zutritt zu den Räumlichkeiten erlangen, bestehen hohe Sicherheitsvorkehrungen. Der Standort, die Bauweise, Einzäunung des Geländes, Bewegungsmelder, Kameras, Sicherheitsschleusen, Zugangssysteme und Wachschutz sorgen dafür, dass lediglich autorisierte Personen Zugang zum Rechnerraum haben.

 

Daten-Center Facility Management und andere aktuelle Themen

Das RZ ist eines der wichtigsten Gebäude oder Räume und zählt zu den kritischen Infrastrukturen. Aus diesem Grund haben die Ausfallsicherheit, Zuverlässigkeit und Security für jeden Betreiber oberste Priorität. Gleichzeitig müssen Rechenzentren wirtschaftlich arbeiten. Professionelles Data-Center Facility Management gewährleistet, dass die Gebäudetechnik ordnungsgemäß gewartet ist und dass das Sicherheits-, Reinigungs- und Wartungspersonal die Wichtigkeit qualitätsorientierter Services und die Risiken des Betriebs von Rechenzentren versteht.

 

Virtualisierung, IT-Ausstattung und andere Lösungen

Die Virtualisierung verwendet eine Abstraktionsschicht, um IT-Ressourcen logisch per Software in unabhängige Bereiche zu unterteilen, die unabhängig von der Serverhardware sind. Hierbei handelt es sich um sogenannte virtuelle Maschinen (VMs) oder Container. Diese werden von verschiedenen Benutzern oder Anwendungen verwendet und über Software von einem physischen Server auf einen anderen verschoben. Wenn den Benutzern des RZs IT-Services über eine Weboberfläche zur Verfügung stehen, können Endbenutzer sogar Self-Service durchführen, sodass es sich um Cloud-Rechenzentren handelt.

 

Definition Rechenzentrum sowie Service, Cloud, Webhosting

Ein Rechenzentrum ist eine physische Einrichtung, in der eine Organisation kritische Anwendungen und Informationen speichert. Die Architektur des Rechenzentrums basiert auf Netzwerken von Computer- und Speicherressourcen, die es ermöglichen, gemeinsam genutzte Apps und digitale Informationen bereitzustellen. Zu den Schlüsselkomponenten des RZs gehören Router, Switches, Firewalls, Speichersysteme und Serversysteme für die Anwendungsbereitstellung. Wenn das Cloud-Rechenzentrum vom Betreiber selbst betrieben ist, spricht man von einer Private Cloud. Wenn es zum Dienstanbieter gehört, der nur Dienste für vollständig virtualisierte Cloud-Infrastruktur bereitstellt, die Usern zur Verfügung steht, bezeichnet man es als gehostetes Managed Private Cloud Data-Center.

Wenn IT-Services von einer ITK-Infrastruktur bereitgestellt werden, die von mehreren Kunden gemeinsam genutzt sind, wird dies als Public Cloud bezeichnet. Wenn eine Organisation Elemente öffentlicher und privater Clouds in seiner Netzwerk-Infrastruktur mischt, spricht man von einer Hybrid-Cloud. Die Hybrid Cloud gilt in den kommenden Jahren als das wichtigste IT-Betriebsmodell des Unternehmens. Das Datencenter ist dabei der Ort oder die Räumlichkeiten, die über leistungsstarke Computersysteme und Softwaresysteme verfügt und Computer, Dienste, Domain und Webhosting zentral bereitstellt. Provider, die Webhosting und Cloud anbieten, stellen ihre Ressourcen zur Verfügung. Diese Ressourcen umfassen insbesondere die Bereitstellung und den Betrieb von Hosts, Domain, Webservern und deren Netzwerkverbindungen.

Webhosting wird zum Speichern von Dateien auf dem Webserver des Internetdienstanbieters verwendet, und der Nutzer zahlt für die Bereitstellung der erforderlichen Hardwareressourcen und Netzwerkverbindungen. Mithilfe dieser Webspace Software betreiben Kunden Cloud und Websites, und im Vergleich zu dedizierten Servern oder VServern müssen Kunden die Verwaltung der technischen Infrastruktur und Webhosting nicht selbst tätigen. Daher eignen sich diese Softwarepakete auch besonders für Anfänger im Bereich Cloud sowie Webhosting, da für ihre Verwendung keine umfassenden Fachkenntnisse und ebenso kein Know-how des RZs erforderlich sind.

 

Groß und neu: Green IT

Datacenter groß, neu und green: Cloud- und Colocation Anbieter verfolgen die Vision einer kohlendioxidfreien (CO2) Zukunft der digitalen Infrastruktur und erstellen verstärkt  kohlendioxidneutrale Rechenzentren. Rechenzentren, die Windkraft nutzen, sind ein Beispiel für nachhaltige Innovationen. Sie beziehen 100 % Ökostrom, davon 98 % aus lokaler Windkraft.

 

Referenzen, Links zu Rechenzentren

Wikipedia: RZ - Wikipedia

Bitkom Services

Bitkom: Wie funktionieren eigentlich RZs? Bitkom: Wie funktioniert eigentlich ein RZ?

Bitkom: Leitfaden Betriebssicheres RZ. Bitkom: Leitfaden Betriebssicheres RZ.

Bitkom: Arbeitskreis RZ: Bitkom: Arbeitskreis RZ.

Was ist ein RZ? Was ist ein RZ?

Aktuelle Themen und Meldungen des RRZ Universität Hamburg: Aktuelle Meldungen des RRZ.

Aktuelle Meldungen und Themen des Rechenzentrums Universität Freiburg: Aktuelle Meldungen des Rechenzentrums.

wilhelm.tel GmbH: https://www.wilhelm-tel.de/geschaeftskunden/.

GlobalConnect Hamburg: https://www.globalconnect.net/.

e-shelter services GmbH: https://www.e-shelter.de/de/location/hamburg-1-data-center.

Wieske’s Crew GmbH: https://www.crew-gmbh.de/.

 

Kontakt:

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