1er Partie Cours Infrastucture Data Center - 3 [PDF]

Zitiervorschau

Infrastructure Data Center

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Contenu du cours I. Qu'est-ce qu'un Data Center ? II. Aperçu du marché des Data Center III. Principaux organismes de Data Center IV. Les meilleures pratiques

V. Les problématiques majeures des Data Center VI. Focus sur la disponibilité

VII. Focus sur l’architecture VIII. Point sur la gestion thermique d'un Data Center Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

IX. Les enveloppes X. La mise à la masse XI. Les chemins de câblage XII. Le câblage de données XIII. Exploitation de l’infrastructure XIV. « Green » et mesure de performance d’un Data Center XV. Notions de sécurité

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

I. Qu'est-ce qu'un Data Center ? 1. Définition d'un Data Center Un Data Center ou Centre de Traitement de Données:

 Site physique dans lequel se trouvent regroupés des équipements constituants le système d'information de l'entreprise (mainframes, serveurs, baies de stockage,

équipements réseaux et de télécommunications, etc.).

 Cette infrastructure sert à organiser, traiter, stocker et entreposer de grandes quantités de données. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Il comprend en général un contrôle sur l'environnement (climatisation, système de prévention contre l'incendie, etc.), une alimentation d'urgence et redondante,

ainsi qu'une sécurité physique élevée.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

2. Quels sont les différents systèmes constituant l’infrastructure d’un Data Center Afin d’assurer une haute disponibilité des ressources informatiques, l’infrastructure d’un Data Center assure 4 fonctions principales:  La disponibilité́ électrique

 Les systèmes de refroidissement  Les équipements informatiques  La sécurisation de l’environnement

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

La disponibilité́ électrique C'est l’une des fonctions les plus critiques du data center car elle répond aux besoins

de puissance et de stabilité requis par les équipements informatiques. L’alimentation électrique doit garantir un apport en énergie de haute-qualité et en quantité

suffisante. En cas d'incident, l'infrastructure doit pouvoir garantir une production d'électricité autonome. Les systèmes de refroidissement L’énergie électrique consommée par les équipements informatiques est presque intégralement convertie en chaleur. Un système de conditionnement d'air est donc requis pour refroidir les serveurs, les baies et les salles. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Les équipements informatiques Un data center abrite un grand nombre d'armoires communément appelées baies

destinées aux serveurs d'application et de stockage et aux équipements de réseau. La sécurisation de l’environnement

La sécurité du bâtiment et des équipements doit être assurée par un gardiennage 24/24h, des technologies d'authentification et bien sûrs des systèmes d'alerte en cas

d'incidents.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

3. Enjeux de l’implémentation des Datacenter 3.1 Enjeux Techniques

Au niveau technique, l’avantage de l’implémentation et de l’utilisation d’un Datacenter par une entreprise est visible en trois points essentiels :

 La disponibilité et la fiabilité des données Les Datacenter étaient conçus avec des équipements redondants c'est-à-dire

malgré la maintenance de certains serveurs, d’autres en assurent la relève sans difficulté et cela permet une haute disponibilité et une fiabilité des données hébergées.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 La sécurité Au niveau sécuritaire, l’implémentation des Datacenter doit utiliser les meilleures

méthodes de sécurité tant au niveau des données contre les menaces numériques qu’au niveau physique contre les catastrophes que peuvent être les intempéries,

les panes informatiques, les erreurs humaines…  La qualité de service

Le recours à un Datacenter apporte une meilleure qualité de service à l’entreprise, un service à l'état de l'art.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

3.2 Enjeux Economiques Les enjeux économiques sont à deux niveaux, d’une part il y a des enjeux pour les

entreprises clientes qui hébergent leurs données dans le Datacenter et d’autre part des enjeux pour le détenteur du Datacenter.

 Pour les clients Les clients hébergeant leurs données dans les Datacenter gagnent à plusieurs

niveaux :  L’externalisation Les coûts d’hébergement de son système d’information sont insignifiants face aux coûts qu’il aurait engagés pour la sécurisation de celui-ci en interne. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Réduction du nombre de serveurs Economiser le coût d’achat et d’administration des serveurs.

 Réduction de la consommation d’énergie Le fait d’externaliser leurs systèmes d’information, les entreprises réduisent ou

suppriment des coûts comme celui de l’achat et de la maintenance des matériels, les coûts de consommation d’énergie, les coûts liés à la mise en œuvre de leurs

salles informatiques (onduleurs, climatiseurs, personnels…). Ainsi, ces entreprises gagnent car les coûts dont elles se sont privées sont largement supérieurs aux coûts d’hébergement des systèmes d’information dans les Datacenter. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Pour le détenteur du Datacenter La mise en œuvre d’un Datacenter est une activité commerciale rentable pour son

détenteur. Les différents coûts engendrés par l’hébergement des systèmes d’information des entreprises clientes et des différents services rendus sont aussi

importants même si cela n’est pas perçu à court terme.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

II. Aperçu du marché des Data Centers 1. Un marché mondial en pleine croissance

Selon un rapport publié par ABB Power Conversion, la demande de Datacenter en 2020 entraînera une croissance annuelle du marché de 14% en 2021.

 96% des professionnels des Datacenter interrogés ont confirmé que la demande

sur leurs installations a augmenté en 2020. D’ailleurs ils sont 53% à affirmer

qu’ils envisagent des mises à niveau du système électrique dès cette année. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 53% des professionnels des Datacenter se disent favorables à la mise à niveau des systèmes d’alimentation.  49% disent qu’ils envisageront probablement de construire de nouveaux espaces.

 34% craignent que le service et la maintenance deviennent de plus en plus un fardeau avec l’augmentation de la demande.  32% se disent inquiets par l’évolution de la consommation d’énergie.

 30% se préoccupent de l’évolution. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Le volume de données générées dans le monde (création, stockage, réplication), passe de 33 ZB (zettaoctets) en 2018 à 175 ZB d’ici 2025.

 43 % des entreprises mettant en place une transformation digitale placent la data comme priorité pour être en mesure de progresser.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Il y a environ 4 081 Data Center répartis dans 118 pays. Les géants du Web, Google, Amazon, Facebook ou Apple, mais aussi des opérateurs télécoms, fournisseurs Internet et

autres groupes informatiques en ont besoin pour répondre aux demandes de plus en plus fortes des particuliers comme les entreprises.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

« L’impact du COVID-19 a fondamentalement accéléré le concept de “mission critique”, a déclaré Jeff Schnitzer, président d’ABB. Du jour au lendemain, les entreprises sont devenues de plus en plus dépendantes du

cloud pour permettre les opérations, les processus et la collaboration à distance. Cette transition immédiate n’aurait pas été possible sans des Datacenter soutenus par des systèmes d’alimentation efficaces et fiables. »

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Pour stocker leurs données, les entreprises peuvent choisir entre différentes solutions, généralement en fonction de la quantité et de la sensibilité des données concernées. Avoir leurs serveurs sur site, utiliser des services de cloud public ou privé ou opter pour un hébergement en colocation dans un datacenter, en d’autres termes louer de

l’espace pour leurs serveurs dans un datacenter existant. Comment choisir la solution convenant le mieux à votre entreprise ?

On commence par calculer le TCO (Total Cost of Ownership). Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Qu’est-ce que le TCO ? Le sigle TCO (Total Cost of Ownership) c’est le Coût Total de Possession. Dans le

domaine du stockage de données, le concept renvoie à une évaluation de l’ensemble des coûts engagés par votre entreprise autour de l’achat, de l’installation, de

l’exécution et de la maintenance de votre infrastructure IT. Le TCO peut englober les coûts matériels et logiciels, les frais de gestion et de

main-d’œuvre, les coûts associés à la capacité de stockage et aux ressources de calcul, sans oublier les éventuelles opportunités manquées au cours des périodes d’arrêt.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Pourquoi effectuer une analyse du TCO ? En règle générale, l’analyse du TCO intervient avant toute dépense d’investissement de grande ampleur, par exemple pour l’achat d’un nouveau serveur, d’un réseau de

stockage (SAN) ou d’un périphérique NAS. Si la valeur ajoutée d’un nouvel actif dépasse son TCO sur une période donnée ou sur l’ensemble de son cycle de vie, vous pouvez investir dans cet actif en ayant la garantie que votre décision d’achat se

justifie sur le plan économique. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

2. Construction d'un nouveau Datacenter Le développement de la standardisation et de la modularité, ainsi que les systèmes

de gestion des infrastructures de datacenter, sont des facteurs importants qui simplifient le déploiement et l'exploitation des data centers.

Ces technologies et ces démarches ont pour résultat d’avoir une infrastructure d'alimentation et de refroidissement plus intégrée, influent sensiblement sur les

délais de mise en place, les coûts, l'efficacité et la prévisibilité des data centers. Lorsque les systèmes sont préassemblés et intégrés en usine, le travail sur le terrain devient beaucoup plus simple, plus rapide et moins cher, à la fois à l'achat et en coûts d'exploitation. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

La construction d'un datacenter avec des modules techniques d'alimentation et de refroidissement évolutifs, préassemblés et intégrés, se traduit par des économies de

30 % sur le coût total de possession (TCO) par rapport à une infrastructure classique d'alimentation et de refroidissement bâtie dans le datacenter. Exemple de construction d'un datacenter standardisé, modulaire et évolutif

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Les principaux coûts pour la construction d’un Datacenter sont les suivants :  Coûts d'investissement pour la conception, l'ingénierie, la mise en œuvre du projet.  Coûts d'investissement dans le système d'infrastructure physique du datacenter.  Coûts d'énergie et de bande passante.

 Personnel de l'installation.  Frais d'entretien.

 Coûts de l'immobilier ou de location. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

3. Externalisation vers un datacenter de colocation Un datacenter de colocation se définit comme suit :  Le prestataire d'hébergement possède et gère l'intégralité de l'infrastructure physique (mesures anti-incendie, sécurité, alimentation et refroidissement).  L'espace est généralement loué au rack, à la cage ou à la salle selon l'étendue des besoins.  Le locataire (utilisateur final) possède et gère son équipement informatique. Dans

certains cas, du personnel technique à distance peut être mis à disposition.  La colocation éveille de plus en plus l'intérêt des entreprises, essentiellement pour sa capacité de déploiement rapide et pour l'expertise métier du prestataire dans les data centers opérationnels. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 L'intérêt est de disposer d'un espace sécurisé à forte disponibilité, avec des économies d'échelle qui peuvent aider à conserver des coûts compétitifs.

 Comme pour toute décision professionnelle, l'analyse financière des diverses options est un élément clé pour décider s'il faut mettre à niveau le datacenter, en

construire un nouveau ou l'externaliser vers un datacenter de colocation.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

les principales variables de la structure de prix d'un prestataire de colocation sont les suivantes :

 Facturation de l'espace : souvent calculée par rack ou par cage.  Facturation des circuits : un circuit de 20A coûte moins cher qu'un circuit de 30A.  Facturation de la bande passante : une ligne T1 coûte moins cher qu'une ligne T3  Facturation de services à distance : frais supplémentaires pour les services de base d'un technicien informatique.  Facturation de réservation d'espace futur : il existe différents modèles de coûts pour la réservation d'espace en vue d'une croissance future. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

4. Comparaison de coûts: Construction où Externalisation d’un Data Center Exemple de comparaison des coûts de construction et d'exploitation d'un nouveau

Data Center d'1MW par rapport aux coûts d'externalisation d'une charge informatique de même puissance chez un prestataire de colocation.

On supposera que le nouveau Data Center utilisera pour sa construction une infrastructure évolutive, modulaire et standardisée afin d'optimiser les coûts

d'investissement et les frais d'exploitation (les dépenses sont évitées ou différées jusqu'à ce qu'elles deviennent nécessaires selon le plan de croissance).

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Les deux options supposent une charge initiale de 200 kW et une charge finale d'1MW. Vous noterez que ce scénario de construction suppose également que le

câblage des outils de commutation et les tuyauteries d'eau seront installés dès le premier jour pour la capacité maximale d'1 MW.

Le coût d'investissement du projet est estimé à 11$/watt. Le TCO correspondant à la construction et à l'exploitation du nouveau Data Center sur 10 ans s'élève à

30$/watt, à comparer avec celui qu'entraînerait la colocation de la même charge évolutive dans le datacenter d'un prestataire, qui s'élève à 43$/watt.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

La figure montre les frais d'exploitation cumulés de ce nouveau Data Center par rapport au coût de l'externalisation. Le seuil de rentabilité pour la construction se

situe en général à 3 ans.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Selon ces hypothèses, si la durée de vie attendue du Data Center est inférieure ou égale à 5 ans, il est financièrement plus logique de l'externaliser. Si cette durée de

vie attendue est supérieure à 5 ans, la logique financière penche alors en faveur de la construction d'un nouveau datacenter.

Sur une durée de vie de 10 ans, l'externalisation coûte 30 % de plus que la construction d'un nouveau datacenter.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 La construction de Data Center représente un lourd investissement initial, auquel s'ajoutent les frais d'exploitation pour le personnel, la maintenance, la bande

passante et l'énergie consommée par les équipements (infrastructure physique et informatique), ainsi que les coûts de construction ou de location.

 Lorsque le Datacenter doit évoluer selon les prévisions de profil de charge (avec une infrastructure modulaire évolutive), les coûts d'investissements initiaux

diminuent et les investissements suivants interviennent régulièrement au cours des années de croissance. Il s'agit là de la meilleure façon de construire un datacenter.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 D'un autre côté, les modèles de coûts pour la colocation comportent en général une dépense mensuelle, composée d'un coût par rack (ou par mètre carré), à

laquelle s'ajoutent un coût par circuit et des coûts supplémentaires de travail à distance ou de réservation d'espace futur.

 Cette solution est attractive pour les entreprises qui préfèrent des dépenses mensuelles régulières à des coûts d'investissement et des frais d'exploitation

fortement variables pour construire et exploiter un datacenter en interne.  Il en sera de même pour les entreprises qui ne disposent tout simplement pas du capital nécessaire.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Ce modèle de coûts est également intéressant lorsque l'entreprise a également d'autres projets d'investissement à financer.

Modèle de coûts caractéristique de la construction d'un datacenter ou de l'externalisation vers un datacenter en colocation (hors coûts informatiques) Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Il existe des outils qui permettent d’analyser les différences financières entre la construction d'un datacenter et la colocation. La figure suivante présente un outil qui

permet à l'utilisateur d'ajuster les variables et les hypothèses en fonction de ses besoins spécifiques.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Les facteurs stratégiques de prise de décision Le tableau suivant présente les facteurs stratégiques clés pouvant influer sur la

décision de mettre à niveau ou de construire plutôt que d'externaliser. Le tableau est présenté sous forme de matrice de notation afin d'aider à évaluer chaque option pour

décider plus facilement. Plus le score s'approche de 10 (le minimum), plus cela indique que les charges informatiques devraient être situées dans une installation

interne. Plus il s'approche de 100 (le maximum), plus cela signifie qu'elles devraient se trouver dans une installation en colocation.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

III. Principaux organismes de Data Centers 1. Les normes et organismes de normalisation

Bon nombre d’indicateurs de performance énergétique et environnementale des Data centers sont issus de normes.

 Une norme est un document de référence rédigé par un ensemble de parties prenantes et publié par un organisme de normalisation.

 Les normes définissent des exigences, des spécifications, des lignes directrices ou des caractéristiques à utiliser systématiquement pour assurer l’aptitude à l’emploi des matériaux, produits, processus et services. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Ces outils permettent d’avoir un langage commun entre les pays et les organisations car les normes sont généralement le fruit d’un consensus à

l’échelle de plusieurs pays.  Il existe des normes techniques décrivant des exigences s’appliquant à des

équipements ou installations et des normes de management s’appliquant au fonctionnement de l’organisation.

 Les normes sont d’application volontaire, sauf dans le cas où elle sont mentionnées dans des exigences réglementaires, elles deviennent alors d’application obligatoire

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 La certification est la preuve de la conformité à un référentiel, elle est obtenue suite à une vérification (audit) par un organisme de certification qui est un tiers

expert neutre.  Une marque est la propriété d’une organisation, l’attribution de la marque se fait

suite à des vérifications par des experts neutres de la conformité par rapport à un référentiel.

 Une entreprise peut faire certifier ses produits ou systèmes de management soit par rapport à une norme comme ISO 27001 soit par rapport à une marque comme NF, sous réserve qu’un organisme de certification ait validé la conformité au référentiel. La certification est une garantie permettant d’accéder à des marchés. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

2. Les organismes de normalisation Les principaux organismes de normalisation et leurs connexions à l’échelle

internationale, européenne et française sont représentés dans le schéma suivant.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 Il existe évidemment d’autres organismes de normalisation (USA, Chine….) et dans certains cas ces organismes peuvent gérer les normes s’appliquant aux Data

centers comme c’est le cas pour les systèmes de refroidissement dont les normes de référence sont éditées par l’organisme américain ASHRAE.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

2. La norme EIA/TIA  Le sigle EIA/TIA désigne deux organismes. Electronics Industry Alliance et Telecommunications Industry Association.

 Les normes de l'EIA/TIA concernant les câblages réseaux, elles standardisent un ensemble de niveaux de performances que les câbles doivent offrir ou dépasser.  Les niveaux de performances sont données comme des catégories. Elle sont

numérotées dans un ordre croissant : de 1 à 7. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

3. La norme ISO ISO (International Organization for Standardization) est un organisme crée en 1947, et situé à Genève en Suisse. C’est le plus grand organisme de normalisation au monde. Fin 2018, ISO compte environ 22 467 normes actives. 4. La norme Cenelec CENELEC (Comité Européen de Normalisation ELECtrotechnique) promulgué par le conseil Européen comme organe de normalisation pour les domaines

électrotechniques en Europe. Il interagit dans le domaine des infrastructures de câblage mais aussi bien pour toute normalisation relative à la conception de câblage

générique que sur la conception des bâtiments qui doivent accueillir ce câblage, mais encore la mise en œuvre et l’exploitation. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

5. La norme IEEE IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers ou IEEE est une organisation

à but non lucratif qui compte plus de 380.000 membres répartis dans sept conseils techniques.

 La bibliothèque normative de l’IEEE comprend plus de 1 300 normes.  IEEE exprime surtout les besoins d’un point de vue produits actifs et protocoles

de communications associés. Les produits actifs (commutateurs, Routeurs, ..) et l’infrastructure de câblage doivent par conséquent être compatibles entre eux, chacun ayant besoin de l’autre.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

6. BICSI La publication BICSI 001-2017 « Information and Communication Technology Systems Design and Implementation Best Practices for Educational Institutions and

Facilities » (bonnes pratiques liées à la conception et à la mise en œuvre de systèmes relatifs à la technologie de l’information et des communications pour les installations et les établissements d’enseignement).

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 En août 2017, BICSI a annoncé de nouvelles normes concernant les bâtiments intelligents.

La

publication

ANSI/BICSI

007-2017

«

Information

Communication Technology Design and Implementation Practices for Intelligent Buildings and Premises » fournit des conseils pour la conception et l'installation

de systèmes de câblage structuré et des informations, entre autres, sur l'éclairage connecté, les systèmes d'automatisation et l'alimentation par Ethernet.

Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA

 En février 2018, BICSI a publié une nouvelle édition du Outside Plant Design Reference Manual (OSPDRM, manuel de référence pour la conception des installations extérieures). La nouvelle 6e édition comprend de nombreuses mises

à jour, notamment des modifications aux exigences en matière de mise à la terre et de mise à la masse, des renseignements supplémentaires sur l'installation des câbles à assistance pneumatique et des informations sur les câbles optiques

OM5. Infrastructure Data Center

Dr. Mohamed TEKAYA