UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA CARRERA DE INGENIERÍA EN INFORMÁTICA

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1 UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA CARRERA DE INGENIERÍA EN INFORMÁTICA ESTUDIO DEL DISEÑO DE LA AMPLIACIÓN DEL CENTRO DE DATOS NACIONAL IÑAQUITO PARA EL SECTOR ELÉCTRICO ECUATORIANO BASADO EN EL ESTÁNDAR ANSI/TIA/EIA-942 TIER III TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO INFORMÁTICO Autor: David Geovanni Flores Millingalle Tutor: Ing. Jorge Arturo Morales Cardoso QUITO ECUADOR 2015

2 DEDICATORIA Este proyecto de tesis está dedicado muy especialmente a mis padres, a mi familia quienes me han sabido apoyar incondicionalmente para la culminación de mi carrera profesional. A todos mis amigos, compañeros que me han apoyado en este proceso de grado. ii

3 AGRADECIMIENTO A Dios por concederme salud, sabiduría y fortaleza para cumplir una más de las metas propuestas en mi vida. A mis padres por su amor, apoyo incondicional y palabras de aliento en cualquier circunstancia de mi vida tanto personal, estudiantil y ahora en lo profesional. A mis hermanas preocupación. por poder contar con su apoyo incondicional, su amor y Un sincero agradecimiento a mi tutor y revisores por su apoyo y sobre todo por su paciencia en la elaboración de mi tesis. iii

4 AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL Yo, DAVID GEOVANNI FLORES MILLINGALLE en calidad de autor del proyecto de investigación realizada sobre el ESTUDIO DEL DISEÑO DE LA AMPLIACIÓN DEL CENTRO DE DATOS NACIONAL IÑAQUITO PARA EL SECTOR ELÉCTRICO ECUATORIANO BASADO EN EL ESTÁNDAR ANSI/TIA/EIA-942 TIER III, por la presente autorizó a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación. Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su reglamento. Quito, Mayo DAVID GEOVANNI FLORES MILLINGALLE C.C.: iv

5 CERTIFICADOS DE TUTOR v

6 vi

7 vii

8 viii

9 CONTENIDO PÁG. LISTADO DE TABLAS... xiii LISTADO DE FIGURAS... xiv RESUMEN... xvi CAPITULO 1: PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA FORMULACIÓN DEL PROBLEMA OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo General Objetivos Específicos ALCANCE Limitaciones JUSTIFICACIÓN... 5 CAPITULO 2: NORMAS PARA EL DISEÑO DEL CENTRO DE DATOS CENTRO DE DATOS NORMA TIA Estructura de un Centro de Datos Topología de Centro de Datos Topología de Centro de Datos Distribuido Cuarto de Cómputo Sistema de cableado del centro de datos Redundancia Centro de Datos Redundancia Niveles de Centro de Datos Norma ANSI/TIA-568-C ANSI/TIA-568-C ix

10 2.3.2 ANSI/TIA-568-C ANSI/TIA-568-C.2 (componentes de cableado UTP) ANSI/TIA-568-C.3 (Componentes de cableado de fibra óptica) Norma NFPA Norma IEC Norma ICREA TBB (Unión vertical para telecomunicaciones) Norma TIA-607-B TMGB (Barra principal de tierra para telecomunicaciones) TGB (Barras de tierra para comunicaciones) CAPITULO 3: DISEÑO ELÉCTRICO RED ELÉCTRICA PRINCIPAL Distribución eléctrica Principal GRUPO ELECTRÓGENO DE ENERGÍA DE RESPALDO Capacidad de Grupo Electrógeno SISTEMA DE ENERGÍA ININTERRUMPIDO (UPS) Redundancia paralelo N UNIDADES DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA (PDU) CAPITULO 4: SISTEMA DE MONITOREO GESTIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CENTRO DE DATOS AMENAZAS FÍSICAS SISTEMAS DE MONITOREO Alertas CAPITULO 5: DISEÑO ARQUITECTÓNICO ADECUACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA CUARTO DE ENERGÍA CUARTO DE CÓMPUTO Puesta a tierra Aire Acondicionado x

11 5.3.3 Pasillos de aire frio y caliente Sistema contra incendios Puerta de seguridad Piso Falso CAPITULO 6: SISTEMA MECÁNICO SISTEMA CONTRA INCENDIOS Sistema automático contra incendio Sistema de detección temprana de incendio Diseño del sistema contra incendio SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO Sistema de enfriamiento Criterios de diseño Equipos de refrigeración CAPITULO 7: SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES RACKS Y CABLEADO Racks Cableado EQUIPOS REDUNDANTES Servidores Sistemas de almacenamiento Equipo de telecomunicaciones CAPITULO 8: PROCEDIMIENTOS DE GESTIÓN DE CENTRO DE DATOS PROCEDIMIENTO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS Objetivo Alcance Limitaciones Responsabilidades Elementos del sistema contra incendios Desarrollo xi

12 8.2 PROCEDIMIENTO DEL SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL Objetivo Alcance Limitaciones Responsabilidades Desarrollo CAPITULO 9: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES RECOMENDACIONES GLOSARIO REFERENCIA BIBLIOGRAFÍA xii

13 LISTADO DE TABLAS Pág. Tabla 2-1: Distancia máxima del cableado vertical Tabla 2-2: Semejanzas y diferencias entre los niveles Tabla 2-3: Distancias soportadas por fibra óptica Tabla 2-4 Tasas de transmisión de datos Tabla 2-5: Parámetros de transmisión de fibra óptica Tabla 3-1: Características del Generador DEUTZ Tabla 3-2: Demanda estimada futura de infraestructura de TI Tabla 3-3: Demanda Eléctrica Proyectada Tabla 3-4: Características del grupo electrógeno Tabla 3-5: Especificaciones de los PDUs Tabla 4-1: Amenazas Físicas Distribuidas Tabla 4-2: Umbrales sugeridos para los sensores de temperatura y humedad 76 Tabla 6-1: Dimensionamiento del sistema de climatización Tabla 7-1: Especificaciones de los rack para servidores Tabla 7-2: especificaciones de los rack para comunicaciones Tabla 7-3: Topología de red del Centro de Datos Iñaquito Tabla 7-4: Cableado Vertical Nacional Tabla 8-1: Elementos del sistema contra incendio xiii

14 LISTADO DE FIGURAS Pág. Figura 2-1: Topología típica de un centro de datos Figura 2-2: Ejemplo de topología de centro de datos distribuido Figura 2-3: Unidades Rack Figura 2-4: Topología de cableado horizontal Figura 2-5: Diseño del Tier I (N) Figura 2-6: Diseño del Tier II Figura 2-7: Diseño del Tier III activa-pasiva; sin UPS en la vía pasiva Figura 2-8: Diseño de Tier IV, Dos vías simultáneamente activa Figura 2-9: UPS de conversión doble Figura 2-10: Diseño del sistema de Aterramiento Figura 2-11 : Puesta a tierra TMGB Figura 3-1: Diagrama de la distribución de la Red Figura 3-2: Tablero de distribución secundario 1000 A Figura 4-1: Ejemplo de la disposición de los sensores Figura 4-2: Captura de imagen cuando la puerta está abierta Figura 5-1: Cuarto de baterías Figura 5-2: Readecuación en el área del grupo electrógeno Figura 5-3: Infraestructura anterior del cuarto de cómputo Figura 5-4: Ubicación de los equipos en el centro de cómputo Figura 5-5: Malla de puesta a tierra Figura 6-1: Agente limpio HFC Figura 6-2: Ubicación de detectores de humo Figura 6-3: Ubicación detectores de humo Figura 6-4: Sistema de direccionamiento de incendio Figura 6-5: Diseño del sistema contra incendio-piso falso Figura 6-6: Diseño del sistema de detección de incendio sobre el tumbado xiv

15 Figura 6-7: Sistema de extinción de incendios piso falso y área de equipos Figura 6-8: Sistema de extinción de incendios tumbado Figura 6-9: Funcionamiento del aire acondicionado Figura 7-1: Cableado horizontal edificio Iñaquito Figura 7-2: cableado vertical de equipos del cuarto de cómputo Figura 7-3: Chasis Blade Center H Figura 7-4: Servidor Power E Figura 7-5: Chasis de un PureFlex Figura 7-6: Storwize V FIGURA 7-7: Sistema de almacenamiento XIV Figura 7-8: Cisco Catalyst 6500 E Figura 7-9: Switch HP serie Figura 8-1: Botón descarga sistema de extinción Figura 8-2: Botón de aborto sistema de extinción Figura 8-3: Panel de control xv

16 RESUMEN ESTUDIO DEL DISEÑO DE LA AMPLIACIÓN DEL CENTRO DE DATOS NACIONAL IÑAQUITO PARA EL SECTOR ELÉCTRICO ECUATORIANO BASADO EN EL ESTÁNDAR ANSI/TIA/EIA-942 TIER III Los centros de datos se han convertido en el activo de tecnologías de información (TI), más importante para las empresas en la era de la Información y telecomunicaciones donde se almacena, procesa gran cantidad de datos y ejecutan varias aplicaciones además que se requiere que el flujo de la información sea constante junto a la conectividad rápida de internet. Para diseñar el centro de datos, se ha considerado cuatros diseños importantes que son: eléctrico, mecánico, arquitectónico y de telecomunicaciones aplicando el estándar ANSI/TIA/EIA-942 TIER III y normas específicas por cada diseño desarrollado. En este trabajo realiza el estudio del Centro de Datos Nacional Iñaquito en el cual se realizará la readecuación y repotenciación que servirá para implementar nuevas tecnologías de la información. DESCRIPTORES: INFRAESTRUCTURA DE TIC/CENTRO DE DATOS NACIONAL IÑAQUITO/ NORMAS / ANSI/ EIA/TIA-942 xvi

17 ABSTRACT STUDY DESIGN CENTER EXPANSION OF NATIONAL DATA FOR ECUATORIANO IÑAQUITO ELECTRICITY SECTOR BASED ANSI / TIA / EIA- 942 TIER III Data center have become the asset of information tecnologies (IT) more important for companies in this information and telecomunications era, where is stored and processing big amount of data and running several aplications as well as is requered that the information flow is constant along with fast internet commectivity. To design the data centers, has been considered four relevant designs which are: electrical, mechanical, architectural, and telecomunications by applying the ANSI/TIA/EIA -942 TIER III standard and specific rules for each developed design In this work is the study of the center of Iñaquito Nacional data, which will be the remodeling and recovery to implement new information technologies. Key words: TIC INFRAESTRUCTURE/CENTER IÑAQUITO NACIONAL DATA/ TIC REGULATION/ANSI/EIA/TIA-942 xvii

18 CERTIFICADO xviii

19 xix

20 INTRODUCCIÓN Los centros de datos son instalaciones donde funciona la infraestructura de TIC de una empresa, dispone de los recursos necesarios para ejecutar software, base de datos, sistemas operativos y procesar y almacenar gran cantidad de información, indispensable para el funcionamiento de las organizaciones. Las Empresas Eléctricas Distribuidoras del País se suscriben al CONVENIO DE COOPERACIÓN INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO DEL SECTOR DE LA DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA, concibiendo que dentro de las políticas generales del Estado y específicamente del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER) se estableció como uno de los objetivos rectores el fortalecimiento de las empresas eléctricas del País para incrementar su eficiencia y eficacia mediante la implantación de un modelo de gestión que privilegie la homologación de procesos, procedimientos, estructuras y tecnología, aprovechando las mejores prácticas de cada una de las distribuidoras a nivel nacional. En consecuencia se toma la decisión transcendental de considerar el Centro de Datos de EEQ Iñaquito como Centro de Datos Nacional para el cual se debe desarrollar las actividades de diseño y repotenciación. 1

21 CAPITULO 1: PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER) y las empresas distribuidoras del país, dieron inicio a la ejecución del proyecto Sistema Integrado para la Gestión de la Distribución Eléctrica (SIGDE). Entre sus objetivos estratégicos está el fortalecimiento de la gestión tecnológica mediante la implementación de la tecnología de información para construir un sistema de información único a nivel nacional. Los sistemas que integrarán el SIGDE son: El Sistema SCADA/OMS-MWM/DMS adquirido para las empresas eléctricas de distribución del país. El nuevo Sistema de Información de Clientes (CIS) Gestor de Relación con el Cliente CRM. Se tiene previsto adquirir también a corto y mediano plazo las soluciones empresariales: Sistema de gestión de datos de medida (MDM), Gestión de Contenido Empresarial (ECM), Sistema de Información Geográfica (GIS), Sistema Gestión Empresarial ERP y Sistema de Gestión Activos (EAM). Para albergar estos sistemas informáticos se requiere realizar el Diseño de la ampliación del Centro de Datos de la Empresa Eléctrica Quito (EEQ) Iñaquito, aplicando los estándares ANSI/TIA/EIA-942 en el nivel TIER III que garantice la disponibilidad de los recursos, que permita construir el Centro de Datos Nacional 2

22 Principal en el sector eléctrico ecuatoriano con el fin de tener un sistema de información único a nivel nacional. 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA En base a los problemas planteados surgen las siguientes preguntas de investigación: Cuáles son las normas y estándares que se debe seguir para diseñar el centro de datos y repotenciarlo como TIER III? Cuáles son los sistemas que se van a considerar en el diseño de un centro de datos? Qué equipos intervienen en el funcionamiento de un centro de datos? 1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo General Realizar el estudio del Diseño de la ampliación del Centro de Datos Nacional Iñaquito en base a los estándares ANSI/TIA 942 TIER III con la finalidad de repotenciar y readecuar la infraestructura de TI y servicios de las soluciones informáticas SCADA/OMS-MWM/DMS, CIS-CRM, ECM, entre otros para el Sector Eléctrico Ecuatoriano. 3

23 1.3.2 Objetivos Específicos Aplicar normas y estándares para que el Centro de Datos cumpla con el nivel de TIER III. Definir las infraestructuras que se van a diseñar como los subsistema Eléctrico, Mecánico, Arquitectónico y de telecomunicaciones. Verificar cuales son los equipos se van a funcionar, que cumplan con los requerimientos de TIER III, y puedan satisfacer la demanda actual y futura. 1.4 ALCANCE Al finalizar el proyecto se tendrá un documento que contenga la información técnica y un plan de requerimientos técnicos, que permita la construcción del Centro de Datos Nacional Iñaquito basado en estándares internacionales con la finalidad de obtener una configuración TIER III de acuerdo al UPTIME INSTITUTE que satisfaga: La demanda actual Un factor de crecimiento del 30%, teniendo en cuenta una expectativa de crecimiento de 2 a 3 años. 4

24 1.4.1 Limitaciones El diseño de un Centro de Datos es un caso de estudio que no conlleva la instalación ni la implementación del Centro de Datos Nacional Iñaquito 1.5 JUSTIFICACIÓN El Centro de Control Iñaquito de la EEQ no cumple con los requisitos de infraestructura, equipos Informáticos, espacio físico, capacidad de energía eléctrica para que funcione como el Centro de Datos Nacional Iñaquito y pueda albergar los nuevos sistemas informáticos que contemplan. El Sistema SCADA/OMS-MWM/DMS adquirido para las empresas eléctricas de distribución del país. El nuevo Sistema CIS-CRM. Se tiene previsto adquirir también a corto y mediano plazo las soluciones empresariales: MDM, ECM, GIS Nacional, ERP y EAM. Para ello se requiere un estudio de la repotenciación y readecuación del Ambiente de Tecnología del Centro de Control Iñaquito que satisfaga la demanda actual y futura a tres años de los nuevos sistemas informáticos. 5

25 CAPITULO 2: NORMAS PARA EL DISEÑO DEL CENTRO DE DATOS 2.1 CENTRO DE DATOS Los centros de datos se han convertido el activo de tecnologías de información (TI) más importante para las empresas en la era de la Información y telecomunicaciones donde se almacena, procesa gran cantidad de datos y ejecutan varias aplicaciones además que se requiere que el flujo de la información sea constante junto a la conectividad rápida de internet. Los centros de datos se pueden definir como tres infraestructuras paralelas: TI, electricidad y refrigeración. Las tres infraestructuras tienen que ser perfectamente compatibles, estar armonizadas y optimizadas para lograr el funcionamiento perfecto de una instalación crítica (Glinkowski, 2013). La infraestructura de TI se compone principalmente de los equipos de TI con un software asociado de TI, los equipos se clasifican normalmente en tres categorías: servidores, computadores de red y espacio de almacenamiento (memoria) entre otros. La electricidad y la refrigeración son las dos infraestructuras necesarias para que funcionen los equipos de TI. La electricidad se adquiere principalmente de la red para la administración de la energía eléctrica se hace por medio de la topología de transformadores, generadores eléctricos, sistemas de alimentación interrumpida (UPS), barras de bus y computadores de transferencia automáticos. La electricidad bruta suministrada por la empresa se transforma, convierte, acondiciona y distribuye a los servidores en el armario de TI (Glinkowski, 2013). 6

26 Los centros de datos utilizan sistemas de refrigeración muy complejos y variados para controlar este entorno incluyendo refrigeración por líquido, refrigeración por aire, refrigeración por inmersión, pasillos calientes, pasillos fríos, acondicionadores de aire (CRAC) (TIA STANDARD, 2005). 2.2 NORMA TIA-942 La intención de esta norma es proporcionar información general sobre los factores que deben ser tomados en cuenta al planificar el diseño de un centro de datos como proporcionar el espacio que van a ocupar los elementos, la estimación de los equipos de telecomunicaciones, seguridad, conexión a tierra, el sistema de cableado, la demanda de energía y refrigeración actual como la proyectada. TIA-942 es un estándar desarrollado por la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA), para definir las directrices para los centro de datos de planificación y construcción, especialmente en materia de sistemas de cableado y diseño de red. Las referencias de especificaciones TIA-942, establece los diseños que se deben tomar en cuenta en la construcción de un nuevo centro de datos o ampliación los diseños a considerar son (Rouse, 2006): Arquitectura de red Diseño eléctrico Almacenamiento de archivos, copia de seguridad y archivado Redundancia del sistema Control de acceso de red y seguridad Gestión de base de datos Alojamiento web 7

27 La aplicación de hosting La distribución de contenidos Control ambiental Protección contra riesgos físicos (incendios, inundaciones, tormentas de vientos ) La administración de energía Las principales ventajas de diseño de centro de datos, de acuerdo con TIA-942 incluye la nomenclatura estándar, el funcionamiento a prueba de fallos, protección robusta contra desastres naturales o creadas por el hombre, y la fiabilidad a largo plazo, la capacidad expansión y escalabilidad (Rouse, 2006) Estructura de un Centro de Datos Elementos Principales Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), Los espacios de telecomunicaciones del centro de datos son: cuarto de entrada, área de distribución principal (MDA), área de distribución horizontal (HDA), área de distribución de zona (ZDA) y área de distribución de equipos (EDA). Cuarto de entrada. El cuarto de entrada es el espacio donde se ubica la interfaz entre el sistema de cableado estructurado del centro de datos y el cableado externo, también contiene equipos del proveedor de servicios y el punto de demarcación. 8

28 Este cuarto puede estar fuera del centro de cómputo para mejorar la seguridad ya que evita que técnicos de proveedores tengan acceso para entrar a la sala de ordenadores. Los centros de datos pueden tener varias salas de ingreso para proporcionar redundancia adicional o para evitar exceder las longitudes máximas de los cables. La sala de entrada se conecta con la sala de computación a través del área de distribución. Área de Distribución Principal Incluye la conexión cruzada principal (MC), que es el punto central de distribución para el sistema de cableado estructurado del Centro de Datos, también puede incluir una conexión cruzada horizontal (HC) cuando las áreas de equipo se sirven directamente desde esta área. Este espacio se encuentra dentro de la sala de cómputo y por lo menos existe uno en el centro de datos este espacio deberá tener al menos un área de distribución principal en esta área se encuentran routers de núcleo, switches Red de Área Local (LAN), switches red de área de almacenamiento (SAN). La principal área de distribución puede servir a uno o más áreas de distribución horizontal o equipos áreas de distribución dentro del centro de datos y una o varias salas de telecomunicaciones. 9

29 Área de Distribución Horizontal Es utilizada para servir a las áreas de equipos cuando (HC) no se encuentra en el área de distribución principal. Por lo tanto, cuando se usa el área de distribución horizontal puede incluir la HC, que es el punto de distribución para el cableado de las áreas de distribución de equipos. El área de distribución horizontal incluye típicamente switch LAN, switch SAN, y teclado/video/ratón (KVM), switch para el equipo final situadas en las zonas de distribución equipo. Un cetro de datos pequeño no requiere áreas de distribución horizontal, ya que toda la sala de ordenadores puede ser capaz de ser apoyo desde el área de distribución principal. Área de Distribución de Equipos Es el espacio asignado para el equipo final (sistema de almacenamiento, servidores) incluyendo sistemas informáticos y equipos de telecomunicaciones. Estas áreas no podrán servir a los propósitos de una sala de entrada al área de distribución principal o área de distribución horizontal Topología de Centro de Datos En centro de datos típico se puede encontrar un único cuarto de entrada uno o más cuartos de telecomunicaciones, un área de distribución principal y varias áreas de distribución horizontal (TIA STANDARD, 2005). 10

30 Figura 2-1: Topología típica de un centro de datos Fuente: (TIA STANDARD, 2005) Topología de Centro de Datos Distribuido Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), se puede necesitar áreas de soporte y varios cuartos de telecomunicaciones para centro de datos con oficinas grandes o muy separadas. Cuartos de entradas adicionales pueden conectarse al área de distribución principal y a áreas de distribución horizontal que admiten el uso de cables de para trenzado, cables de fibra óptica y cables coaxiales. 11

31 El cuarto de entrada principal no tendrá conexión directa con las áreas de distribución horizontal, en caso de existir cuartos de entrada secundarios para evitar superar las longitudes máximas de cableado se les permitirá tener cableado directo a las áreas de distribución horizontal. (TIA STANDARD, 2005) Figura 2-2: Ejemplo de topología de centro de datos distribuido Fuente: (TIA STANDARD, 2005) 12

32 2.2.4 Cuarto de Cómputo Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), el cuarto de cómputo es un espacio que permite alojar servidores, equipos de alojamiento web y cableado, directamente relacionado con sistemas informáticos y de comunicaciones. La distribución de la planta debe ser coherente con la necesidad de equipos y de las instalaciones tales como: Requisito de suelo, equipos, cables, cables de conexión y medios de comunicación. Requisitos de espacios libres, flujo de aire, alimentación de corriente, longitud de la conectividad de los equipos. Localización. Al seleccionar el sitio del centro de datos hay que evitar lugares que estén restringidos para la construcción componentes que limitan la expansión como por ejemplo ascensores. La sala de informática no deberá tener ventanas exteriores., ya que aumentan el calor y reduce la seguridad y deberán estar alejadas de interferencias magnéticas como de motores, generadores entre otros. 13

33 Diseño de su arquitectura En su diseño se debe estar dimensionado para satisfacer las necesidades conocidas de los equipos específicos también debe incluir el futuro proyectado. Equipos de control eléctrico, tales como la distribución de energía o sistemas de aire acondicionado y sistema de alimentación interrumpida hasta 100KVA son permitidos dentro de la sala de cómputo para mayores a esta carga es recomendable una habitación separada. La altura mínima en la sala informática será de 2.6 m (8.5 pies) desde el piso terminado a cualquier obstrucción tales como rociadores, dispositivos de iluminación o cámara. Las puertas deberán tener un mínimo de 1 metro de ancho y 2.13 m de alto Diseño Ambiental La habitación tiene que estar protegido de contaminantes de acuerdo con la norma ANSI/TIA-569-B. Una sala de cómputo no es reconocido como tal por el autoridad competente (AHJ) al menos que tenga un sistema de suministro calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) principal dedicada. HVAC debe operar en 24/7/365 y funcionar con redundancia. Operación de parámetros: la temperatura y humedad se controlan, para proporcionar rangos de operación continua, a continuación se describen estos rangos. Temperatura: 20 C a 25 C Humedad relativa: 40% a 55% 14

34 Máxima rango de cambio 5 C por hora Los equipos de humidificación y deshumidificación puede ser necesarios dependiendo las condiciones ambientales. La temperatura ambiente y la humedad se miden después de que el equipo esté en funcionamiento. Las mediciones se realizarán desde una distancia de 1,5 m sobre el nivel de suelo cada 3 a 6 m a lo largo de la línea central de los pasillos fríos y en cualquier ubicación. Diseño eléctrico El centro de cómputo tendrá tomacorrientes dúplex (120 V 20 A) para herramientas eléctrica, equipos de limpieza entre otros equipos que se conectarán a enchufes múltiples. Los tomacorrientes no deben estar en las mismas unidades de distribución de energía (PDU) o paneles eléctricos como los circuitos eléctricos utilizados para las telecomunicaciones y equipos de cómputo. Los tomacorrientes deben tener una separación de 3,65 m de distancia a lo largo de la sala de ordenadores, paredes o más cerca si es especificada por las ordenanzas locales. Los cuartos eléctricos del cuarto de entrada deben ser apoyados por el sistema de generador del reserva del cuarto de cómputo si hay uno instalado; en caso de que no existiera uno se lo deberá ser conectado al generador eléctrico del edificio. 15

35 Racks y Gabinetes Los rack son muebles donde se colocan o sujetan equipos de hardware los gabinetes son lo mismo que los rack sino que poseen puertas delanteras y traseras y frecuentemente equipados con cerradura. Unidades rack Esta medida se llama unidad de rack o comúnmente U y describe la altura de los equipos montados sobre los rack de 19 o 23 pulgadas de ancho (48,26 cm, 58,42 cm), 1U de rack es igual a 44,45 mm. Una unidad de rack se expresa como 1U, dos unidades de rack como 2U como se indica en la figura 2-3 Figura 2-3: Unidades Rack Fuente: (Wikipedia, 2015) 16

36 Espacio horizontal: La distancia horizontal entre las filas verticales de los agujeros se especifica mediante EIA-310 en 465,1mm. Apertura del rack: La abertura en el bastidor se especifica como un mínimo de 450 mm. Panel frontal ancho: la única dimensión en un bastidor que realmente mide 19 (482,60 mm) es la anchura del panel frontal del equipo. Pasillos calientes y fríos Los racks y gabinetes se colocarán con un patrón alternativo frente a frente entre sí en una fila para crear pasillos calientes y fríos. En los pasillos fríos esta frente a frente con los racks y gabinetes debajo de estos pasillos se coloca los cables de distribución de alimentación. En los pasillos calientes están detrás de los bastidores o gabinetes los cable de telecomunicaciones deben estar situados debajo de estos pasillos ya que los equipos traen las conexiones en la parte posterior Ventilación en los Gabinetes Los gabinetes deberán proporcionar una ventilación adecuada para el equipo que alojara la ventilación se puede lograr mediante el uso de: la utilización del flujo de aire entre pasillos calientes y fríos atreves de aberturas en el piso, ventilación de la puerta delantera y trasera de los armarios. 17

37 Para cargas de calor moderado se debe utilizar cualquiera de las siguientes prácticas de ventilación. La ventilación a través de ranuras o perforaciones de puertas delanteras y traseras de los armarios. La ventilación a través de ventiladores de flujo de aire correctamente colocados como son las rejillas de ventilación y el espacio suficiente entre las puertas de los equipos y de RACK. Para las cargas de alta temperatura, flujo de aire natural no es suficiente se requiere un flujo de aire forzado para proporcionar refrigeración Sistema de cableado del centro de datos Cableado Horizontal Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), el cableado horizontal es la porción del sistema de cableado que se extiende del área de trabajo, a través de los cables en la pared, techo, suelo y luego al panel de conexiones en la sala de telecomunicaciones. El sistema también incluye los cables de conexión al área de trabajo a los cables de conexión en la sala de telecomunicaciones. La siguiente lista parcial de los sistemas y servicios comunes deberían considerarse cuando se está diseñando el cableado horizontal. 18

38 Redes de área local (LAN) Redes de área amplia (WAN) Redes de área de almacenamiento Comunicación de datos Conexiones KVM teclado, video, mouse Topología El cableado horizontal debe ser instalado en una topología estrella, siendo cada salida de la zona de trabajo conectado a través del cable horizontal a la sala de telecomunicaciones. Figura 2-4: Topología de cableado horizontal Fuente: (TIA STANDARD, 2005) 19

39 Distancias Cableado Horizontal Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), la distancia del cable horizontal es la longitud del cable que va desde la terminación mecánica de los medio de comunicación a la conexión cruzada del área de distribución horizontal o del área de distribución principal a la terminación mecánica de los medios de comunicación en el área de distribución de equipos. La distancia horizontal máxima será de 90 m, independientemente del tipo de medios. La distancia máxima de canales, incluyendo los cables del equipo será de 100 m. La distancia máxima de cableado en un centro de datos que no contiene área de distribución horizontal y para un canal de fibra óptica incluyendo los cables de los equipos será de 300 m, para el cable de cobre con exclusión de los cables del equipo 90 m e incluyendo el cable de los equipos será de 100 m. Longitudes máximas de cableado de cobre: los cables de cobre utilizados en las salidas de las áreas de trabajo y área de distribución de zona, deberán cumplir con los requisitos ANSI/TIA-568-B.2, su longitud máxima se determinará en función de: C = 102 H 1 + D z = C T 22 m para 24 AWG UPT or 17 m para 26 AWG ScTP ScTP 20

40 Dónde: C: longitud máxima combinada del cable de área, cable del equipo, and patch cord. H: es la longitud m del cable horizontal (H + C 100 m) D: factor de corrección según el tipo de cable de conexión (patch cord) (0,2 por 24 AWG UTP / 24 ScTP y 0,5 para 26 AWG ScTP). Z: longitud máxima (m) del cable del área de trabajo. T: longitud total de cables de red y equipos. Cables reconocidos: Cables de UTP (4 pares) de 100 ohm de par trenzado sin blindar o par trenzado apantallado (ScTP). Dos o más cables de fibra óptica multimodo, ya sea de 62.5/125 o 50/125 Cables de STP de 150 ohm par trenzado blindado es un tipo de cable que no es recomendado para las nuevas instalaciones de cableado. Todos los puentes, cables de conexión, cables del equipo deberán cumplir todas las normas aplicables como especificadas en la norma ANSI/TIA/EIA 568-B.2 y B.3. (TIA STANDARD, 2005) 21

41 Cableado vertical Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), cableado vertical proporciona interconexiones entre salas de telecomunicaciones, salas de equipos e instalaciones de entrada. Consiste en el cableado de cobre, fibra, terminaciones, patch cords, cables jumper. Se espera que el cableado de vertical sirva para las necesidades del usuario durante 3-10 años basándose en las necesidades actuales y futuras. Topología Será expuesto en una topología estrella jerárquica de manera que cada conexión horizontal en un cuarto de telecomunicaciones está cableada a una conexión principal o una conexión intermedia y de ahí a conexión principal. No deberá haber más de dos niveles jerárquicos de conexión en el cableado vertical. Cables reconocidos. Cable de par trenzado de 100 ohm Cable de fibra multimodo de 50/125 o de 62.5 /125 Fibra de monomodo Todos los patch cord, jumpers, hardware de conexión 22

42 Tabla 2-1: Distancia máxima del cableado vertical Tipo Conexión Conexión Conexión horizontal intermedia horizontal e principal principal intermedia UTP 800 m 500 m 300 m Fibra multimodo 2000 m 1700 m 300 m Fibra monomodo 3000 m 2700 m 300 m Fuente: (TIA STANDARD, 2005) Redundancia Centro de Datos Los centros de datos que están equipados con diversas instalaciones de telecomunicaciones puede ser capaces de continuar con su función bajo condiciones catastróficas. Este estándar incluye cuatro niveles relacionados con diversos niveles de disponibilidad de la infraestructura de las instalaciones del centro de datos (TIA STANDARD, 2005) Redundancia Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), los tipos de redundancia son: 23

43 Requisito base N El sistema cumple con los requisitos básicos no tiene redundancia. Redundancia N+1 Proporciona una unidad adicional un módulo, una ruta, o un sistema, además de lo estrictamente necesario para satisfacer el requisito básico. El fracaso o el mantenimiento de cualquier unidad, módulo, o de la ruta no va a interrumpir las operaciones. Redundancia N+2 Proporciona dos unidades adicionales, módulos, rutas, o sistemas además de lo estrictamente necesario para satisfacer el requisito básico. El mantenimiento o fracaso de cualquiera de las unidades individuales, los módulos, o los caminos no interrumpen las operaciones. Redundancia 2N Proporciona dos unidades completas, módulos, rutas o sistemas para cada uno que requiere de un sistema base. El fracaso o el mantenimiento de una unidad entera, módulo, ruta, o del sistema no interrumpirán las operaciones. Redundancia 2(N+1) Ofrece dos unidades completas de redundancia (N+1), módulos, rutas o sistemas. Incluso en caso de falla o mantenimiento de una unidad, módulo, ruta, o sistema ciertas redundancias se proporcionarán y las operaciones no se interrumpirán. 24

44 2.2.8 Niveles de Centro de Datos Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), los cuatro niveles que define el Uptime Institute, para clasificar la disponibilidad de la infraestructura de un centro de datos. Cuanto mayor sea la disponibilidad mayor será el número de niveles de infraestructura que debe tener. La cantidad de infraestructura requerida para soportar n servidores, o equipos de red que estén funcionando en un centro de datos se denomina capacidad N o identifica los componentes básicos de un centro de datos. N es el nivel más bajo para el cual se diseña un centro de datos. Tabla 2-2: Semejanzas y diferencias entre los niveles Número de vías de Tier 1 Tier II Tier III Tier IV suministro Componentes redundantes N N+1 N+1 2(N+1) Vías de distribución Solo una Solo una Una activa, una pasiva Dos activas Vías de Backbone No No Si Si redundante Cableado horizontal No No No Opcional redundante Tiempo de inmovilización 28.8 h 22,0 h 1,6 h 0,4 h anual de TI Disponibilidad 99,67% 99,749% 99,982% 99,995% Fuente: (TIA STANDARD, 2005) 25

45 Tier I: Básico Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), un centro de datos con Nivel I es susceptible a las interrupciones de la actividad planeada, tiene distribución de equipos de energía y de aire acondicionado y no puede tener un piso elevado, un UPS o un generador eléctrico; si posee UPS o generador estos pueden no tener redundancia y existir varios puntos de falla. El centro de datos debe dejar funcionar por lo menos una vez al año por razones de mantenimiento o reparaciones. Situaciones de urgencia puede motivar paradas más frecuentes y errores de operación o fallas en los componentes de su infraestructura. tiempo de inactividad de 28.8 horas al año. Disponibilidad del %. Requiere de una parada completa al menos una vez al año para realizar tareas de mantenimiento. No existen componentes redundantes(n). (TIA STANDARD, 2005) Figura 2-5: Diseño del Tier I (N) Fuente: (Glinkowski, 2013) 26

46 Tier II: Componentes Redundantes Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), los centro de datos con componentes redundantes son menos susceptibles a interrupciones, tanto planeadas como las no planeadas la diferencia entre un Tier I y Tier II es la presencia de un generador eléctrico y un UPS más esto proporciona en el dispositivo cierto grado de redundancia de los componentes más críticos, pero están conectados a una sola línea de distribución eléctrica su diseño es (N+1), lo que significa que existe un duplicado de cada componente de infraestructura. El mantenimiento de las rutas críticas de energía y otras partes de la infraestructura requieren de un proceso de shutdown. Tiempo de inactividad 22 horas al año. Disponibilidad % El mantenimiento de algunas partes de la infraestructura requiere una interrupción del servicio. Incluyen componentes redundantes (N+1). Figura 2-6: Diseño del Tier II Fuente: (Glinkowski, 2013) 27

47 Tier III: Concurrentemente mantenible Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), se define como una topología de infraestructura del sitio mantenible de manera concurrente. La capacidad de un centro de datos Tier III permite realizar cualquier actividad planeada sobre cualquier componente de la infraestructura sin interrupción en la operación. Actividades Planeadas incluyen mantenimiento preventivo y programado, reparaciones o remplazos de componentes, agregar o eliminar elementos y realizar pruebas de componentes o sistemas entre otros. Para infraestructura que utilizan sistemas de enfriamiento por agua requieren doble conjunto de tuberías. Deberán existir suficientes capacidades y doble línea de distribución de los componentes, de forma que sea posible realizar mantenimientos o pruebas en una línea, mientras otras atienden a la totalidad de la carga. En este nivel, actividades no planeadas como errores de operación o fallas espontáneas en la infraestructura pueden todavía causar una interrupción del centro de datos. Disponibilidad % Tiempo de inactividad de 1.6 horas al año. Incluye suelo elevado y suficiente capacidad para soportar toda la carga en una línea de distribución mientras se realiza tareas de mantenimiento. Múltiples líneas de distribución de potencia y refrigeración, pero solo una activa. Incluye componentes redundantes (N+1). 28

48 Figura 2-7: Diseño del Tier III activa-pasiva; sin UPS en la vía pasiva Fuente: (Glinkowski, 2013) Tier IV: Tolerante a fallas Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), un centro de datos nivel 4 tiene varias rutas de distribución de potencia y refrigeración debido a que al menos dos caminos son normalmente activos, la infraestructura proporciona un mayor grado de tolerancia de fallos. Este centro de datos ofrece capacidad para realizar cualquier actividad planeada sin interrupciones en las cargas críticas, pero además la funcionalidad tolerante a fallas le permite a la infraestructura continuar operando aun ante un evento crítico no planeado. Este requiere dos líneas de distribución simultáneamente activa, típicamente en una configuración system + system, eléctricamente esto significa dos sistemas de UPS independientes, cada sistema con un nivel de redundancia N+1 29

49 Existe un nivel de exposición a fallas, esto puede ser por el inicio de una alarma de incendio o porque una persona inicie un proceso de apagado de emergencia. Disponibilidad %. Tiempo de inactividad 0.4 horas al año. Las interrupciones planificadas no afectan al servicio. Múltiples líneas de distribución de potencia y refrigeración. Incluyen múltiples componentes redundantes (2(N+1)). Vías de distribución dos activas Figura 2-8: Diseño de Tier IV, Dos vías simultáneamente activa Fuente: (Glinkowski, 2013) 30

50 Telecomunicaciones Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), la infraestructura de telecomunicaciones deberá cumplir con todos los requisitos de esta norma para tener una calificación de al menos el nivel 1. Tier I Cableado, Rack, gabinetes que cumplan las especificaciones TIA Las comunicaciones entre las salas se lo realizara a través de una sola vía de distribución física. Panel de Conexión, enchufes deberán ser etiquetados según ANSI/TIA/EIA-606-A. Router y switch no son redundantes. Cualquier evento catastrófico en la sala de entrada, área de distribución principal puede interrumpir todos los servicios de telecomunicaciones. Tier II Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), la infraestructura de telecomunicaciones deberá cumplir con los requisitos de nivel 1, para tener una calificación de nivel 2. Además de equipos de telecomunicaciones críticos equipos de proveedores de acceso, routers, switches LAN y SAN debe tener componentes redundantes. 31

51 Router, switch LAN, switch SAN, equipos de proveedores de acceso deberán tener componentes redundantes (fuentes de alimentación y procesadores). Hardware de conmutación de distribución redundante ubicado en el área de distribución horizontal, conectado a la misma distribución eléctrica y el apoyo de los componentes de climatización individuales o sistemas. Tier III Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), la infraestructura de comunicaciones deberá cumplir con todos los requerimientos de Tier II para calificar como nivel III además de las siguientes características: Servicios de Proveedor de acceso redundantes por lo menos dos. Deberá tener vías verticales redundantes entre las salas de entrada, áreas de distribución principal y las áreas de distribución horizontal. Un cuarto de entrada secundaria. Multiples Router y Switch redundantes. Tier IV Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), la infraestructura de comunicaciones deberá cumplir con todos los requerimientos de Tier III para calificar como nivel IV además de las siguientes características: 32

52 Cableado de backbone redundante. Área de distribución secundaria opcional. Aborda cualquier vulnerabilidad de la infraestructura del cableado. Sistema Arquitectónico Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), el sistema arquitectónico deberá cumplir con las siguientes características para calificar cada nivel. Tier I No es requerido Tier II Protección mínima de eventos críticos. Puertas de seguridad. Tier III Acceso controlado por los sistemas de identificación y autentificación. Muros exteriores sin ventanas en los cuartos. No hay ventanas en el perímetro de la sala de cómputo. 33

53 La construcción tiene protección contra radiación electromagnética. Separación Física entre otras áreas al data center. Tier IV Protección contra desastres naturales como inundaciones, es decir control sobre todos los aspectos de sus instalaciones. Edificios separados. Requerimientos antisísmicos según la zona. Sistema Eléctrico Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), el sistema eléctrico deberá cumplir con las siguientes características para calificar a cada nivel. Tier I Dispone de un grupo electrógeno. Piso falso, UPS y generador (opcional) sin redundancia. Tiene una ruta de distribución. Sistemas de tierra con requerimientos mínimos. El sistema de monitoreo es opcional. 34

54 Automático supresor de fuego. Tier II Posee redundancia N+1 a nivel de componentes principales de respaldo de energía y en el sistema de aire acondicionado. UPS separados de panel de distribución, equipos informáticos y de telecomunicaciones. PDUs redundantes, preferiblemente alimentados de sistemas de UPS separados. Una cadena de batería por módulo. Generador individual por sistema. Tier III Redundancia N+1 en los componentes de respaldo de energía transformadores de la subestación, posee dos rutas de distribución de energía; una estará activa y la otra será el respaldo. El generador a full de capacidad tiene una duración de 72 horas. Los sistemas tienen que permitir el mantenimiento concurrente. Infraestructura de conexión a tierra en la sala de cómputo. 35

55 Los PDU deberán alimentar a todos los equipos de telecomunicaciones y computadoras. Sistema de Control y Monitoreo para monitorear la mayoría de los equipos eléctricos. Doble entrada de alimentación eléctrica. Tier IV Redundancia 2(N+1) en los componentes de respaldo de energía y varias rutas activas de distribución de energía. Cableados de energía en canalizaciones distintas por lugares separados. Todos los equipos deberán admitir doble entrada de alimentación. Los UPS deberán contar con bypass para mantenimiento o falla. El Centro de Datos debe contar con una entrada de servicios dedicada y aislada de otras facilidades no críticas. Dos UPS y generadores de prueba. 36

56 Mecánico Según el estándar TIA-942 (TIA STANDARD, 2005), el sistema mecánico deberá cumplir con las siguientes características para calificar cada nivel. Tier I No es requerido un generador eléctrico con redundancia. Unidades de aire acondicionado no redundantes. Sistema detección de fuego no requerido. Tier 2 Sistema de aire acondicionado con la capacidad de refrigeración. Los sistemas de aire acondicionado deberán contar con redundancia. Las unidades de aire acondicionado deberán ser redundantes una por cada área crítica. Fuentes redundantes en el sistema de climatización, UPS, equipos eléctricos. 37

57 Tier III Múltiples caminos de energía eléctrica a los equipos. El sistema de aire acondicionado debe ser diseñado para un funcionamiento continuo 7/24/365. El sistema de climatización incluye varias unidades de aire acondicionado para mantener la temperatura crítica y la humedad relativa. El equipo de refrigeración con redundancia N+1, N+2, 2N, 2(N+1) Tier IV El sistema de climatización varias unidades de aire acondicionado. El sistema o sistemas de tuberías son de doble ruta por lo que el fallo o mantenimiento de una sesión de tubería no causará la interrupción del aire. 2.3 Norma ANSI/TIA-568-C La norma ANSI/TIA-568-C es una familia de una serie de estándares con sus documentos individuales propios los cuales son: (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011) ANSI/TIA-568-C.0: Cableado de telecomunicaciones genérico para instalaciones de clientes 38

58 ANSI/TIA-568-C.1: Estándar de cableado de telecomunicaciones para edificios comerciales. ANSI/TIA-568-C.2: Componentes para el cableado de par trenzado y balanceado ANSI/TIA-568-C.3: Componentes para el cableado en fibra óptica ANSI/TIA-568-C.0 Cableado de telecomunicaciones genérico para instalaciones de clientes define la infraestructura general para el cableado de cobre o fibra (ANSI/TIA/EIA, 568- C2 and C3, 2011). La categoría 6A se ha añadido como un medio reconocido. Requisitos de la prueba enlace de fibra óptica se trasladaron a este documento. 39

59 Tabla 2-3: Distancias soportadas por fibra óptica Aplicación Wave Distancia máxima soportada (m) (ANSI/TIA/EIA, lengh Multimodo Singlemodo 568-C2 and C3, 2011) (nm) 62.5/125 50/ nm laser Optmized 10/100BASE- SX No estándar Gigabit Ethernet 1000BASE-SX No aplicable No aplicable 1000BASE-LX No aplicable G Ethernet 10GBASE-S No estándar 10GBASE-L 1310 No No No estándar estándar estándar 10GBASE-E 1550 No No No estándar estándar estándar 10GBASE-LX No estándar 10GBASE-LX No aplicable No aplicable No aplicable Fuente: (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011) 40

60 2.3.2 ANSI/TIA-568-C.1 Estándar de cableado de telecomunicaciones para edificios comerciales Según el estándar TIA-942 (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011), establece los requisitos de diseño detallado para el cableado horizontal y vertical y distribución de instalaciones. Categoría 6A es reconocida. Se acepta el uso de fibra óptica 50/125µm en 850nm, para la implementación de cableado vertical. La distancia máxima de 90 metros se aplica a la transmisión de datos UTP en un ancho de banda de 5-16 MHz para la categoría 3, MHz para la categoría 5e y MHz para la categoría 6. Área de trabajo: es el extremo terminal de la red de cableado estructurado. Este es el espacio para la interacción de las personas con las computadoras, teléfonos, terminales de datos, y otros dispositivos de una red local LAN (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011). El mínimo dos conectores de telecomunicaciones requerido por cada área de trabajo (categoría 5e, 6 es recomendado, cable de fibra óptica de 62.5/125 µm y conectores: SC,ST-style, o SFF recomendados ) La longitud máxima de cables del área de trabajo es de 5m Cada área de trabajo deberá tener 100ft 2 (30,48 m 2 ) de espacio. 41

61 2.3.3 ANSI/TIA-568-C.2 (componentes de cableado UTP) Según el estándar TIA-942 (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011), este estándar especifica los requisitos eléctricos de cable UTP que se instalarán y la conexión para cada categoría reconocida. Se recomienda cableado de categoría 5e para el apoyo de aplicaciones de 100MHz. El cableado horizontal no debe superar los 90 metros. Tabla 2-4 Tasas de transmisión de datos Categoría Frecuencia Velocidad Categoría 3 16 Hz 10 Mbit/s Categoría 5e 100 MHz 100 Mbit/s Categoría MHz 1 Gbit/s Categoría 6A 500 MHz 10 Gbit/s Fuente: (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011) ANSI/TIA-568-C.3 (Componentes de cableado de fibra óptica) Este estándar incorpora requisitos de mantenimiento óptico, mecánico y ambiental para cables y conectores de fibra óptica instalados. 42

62 La construcción del cable de fibra óptica estará compuesta por 50/125um, 62,5/125um para fibra de multimodo o 9/125um fibras ópticas monomodo. Tabla 2-5: Parámetros de transmisión de fibra óptica Tipo de cable de Longitud de Max. Atenuación Ancho de banda fibra óptica onda (nm) (db/km) (MHz-Km) 50/125µm 850 3,5 500 Multimodo , /125µm 850 3, Optimizada por ,5 500 láser 62,5/125µm 850 3,5 160 Multimodo ,5 500 Singlemodo N/A Singlemodo ,5 N/A Fuente: (ANSI/TIA/EIA, 568-C2 and C3, 2011) 2.4 Norma NFPA Asociación Nacional de protección contra el Fuego (NFPA) es una organización para crear y mantener las normas, estándares, prácticas recomendadas y guías para la prevención contra incendio y otras cuestiones de seguridad (ICREA, 2014). 43

63 Sus estándares recomiendan las prácticas seguras desarrolladas por personal experto en el control de incendios NFPA 75 Estándar para la protección de equipos de tecnología de información (ITE) y sus respectivas áreas tiene como propósito: establecer los requerimientos mínimos para la protección de los equipos de tecnología de información y sus áreas de daños por incendio o de sus efectos asociados como el humo, corrosión, calor y agua (NFPA75, 2014). Riesgos y consideraciones Según el estándar NFPA 75 (NFPA75, 2014) establece los siguientes riesgos y consideraciones: Factores de análisis de riesgo de incendio, la construcción determinará el tipo de análisis de riesgo que se debe implementar en la protección y detección de incendio. Evaluar el potencial daño y la interrupción de la perdida de información, la evaluación de riesgo se llevara a cabo sobre el impacto de la pérdida de datos y comunicaciones (NFPA75, 2014). Requerimientos de construcción Según el estándar NFPA 75 (NFPA75, 2014) establece los siguientes requerimientos de construcción. 44

64 La protección para el edificio que alberga el área de equipos de tecnología de información se facilitará siempre que estén sometidas a daños de la exposición externa. El área de equipo de tecnología de información no deberá localizarse encima, a bajo o adyacente de áreas peligrosas al menos que dispongan de sistemas de seguridad aprobados. El área de tecnología de información deberá tener restringido el paso a personas no autorizadas. La apertura de los cables de los suelos deben ser niveladas e irán protegidas de manera que evite la posibilidad daños en los cables. El acceso a sesiones de piso falso, deberá ser accesibles, además tener las herramientas necesarias para acceder dentro del piso. Todos los conductos de aire y aberturas deberán pasar por una construcción resistente al fuego. Los componentes detección y supresión deberán estar calificados para las temperaturas previstas en los pasillos clientes. Se deberá implementar sistemas de detección de humo y de incendio automáticos 45

65 Materiales y equipos permitidos en el área de tecnología de información Según el estándar NFPA 75 (NFPA75, 2014) establece los siguientes Materiales y equipos permitidos en el área de tecnología de información. Únicamente equipos de tecnología de información y de soporte deberán permitirse en el cuarto de tecnología de información. Solo los registros que son esenciales para las operaciones de los ITE se permitirá que se mantenga en la sala de equipos. (NFPA75, 2014) Equipo de protección y detección de incendio Según el estándar NFPA 75 (NFPA75, 2014) establece los siguientes equipo de protección y detección de incendio. En el cuarto de tecnología de información y en las áreas localizados los equipos de tecnología de información deberán tener sistema automático de rociadores o sistema de extinción de fuego. Cuando el sistema de extinción de incendio proviene dentro del piso elevado el sistema de gas deberá ser dióxido de carbono o gas inerte. Cuando el sistema de extinción proviene del cielo raso se deberá proveer de un sistema de extinción de fuego de agente limpio. Se instalará un equipo detección automática para proporcionar una alerta temprana de incendios. 46

66 Se instalará un sistema automático detección de incendios y de humo y se proveerá una alerta temprana de incendios este sistema se ubicará en a lo largo del techo, debajo del piso falso donde se encuentran los cables. Las alarmas y señales de problemas de detección automática y sistemas de extinción estarán dispuestos a enunciar la alerta constantemente. Utilidades Según el estándar NFPA 75 (NFPA75, 2014) establece las siguientes utilidades. Los conductos de aire que pasan a través de la sala de tecnología de información deberán tener válvulas de mariposas contra incendio. Los filtros de aire para su uso en el sistema de aire acondicionado deberán cumplir con los requisitos de ANSI/ UL 900. Los circuitos y cables deben estar marcados con etiquetas de suficiente durabilidad y resistencia. Procedimientos de emergencia y recuperación Según el estándar NFPA 75 (NFPA75, 2014) establece los siguientes procedimientos de emergencia y recuperación. Se deberá contar con un plan de emergencia contra incendio, aprobado por escrito, con fecha y deberá ser aprobado anualmente además de la descripción de los equipos que se encuentran en la construcción y la forma que se alimentan de energía. 47

67 Se deberá contar con un plan de procedimientos de recuperación y un plan de control de daños, que deberán estar aprobados, escritos anualmente. (NFPA75, 2014) 2.5 Norma IEC La norma IEC clasifica cualquier tipo de UPS atendiendo a unos criterios bien definidos para normalizar sus características. Esta norma determinar que topología es la más adecuada para una determinada aplicación (IEC , 1999). La clasificación de los UPS atendiendo a tres pasos bien definidos basados en el comportamiento operativo de la tensión de salida (IEC , 1999). Paso 1: Dependencia de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada. Paso 2: La forma de onda de la tensión de salida del UPS. Paso 3: Las curvas de tolerancia dinámica de la salida de UPS En este apartado se determina cómo la tensión de entrada y sus variaciones condicionan la tensión de salida. Un UPS puede ser VFI (Tensión y frecuencias independientes): cuando la frecuencia y la amplitud de la tensión de salida son independientes de la frecuencia y la amplitud de la tensión de entrada (Glinkowski, 2013). 48

68 VI (voltaje independiente): cuando la frecuencia de la tensión de salida dependen de la frecuencia de la tensión de entrada pero su amplitud permanece dentro de unos límites establecidos mediante métodos de regulación pasivos y/o activos. VFD (Tensión y frecuencia dependientes de la red): cuando tanto la frecuencia como la amplitud de la tensión de salida dependen de la frecuencia y amplitud de entrada. SS: el factor de armónicos totales de la tensión de salida es menor que 0,08(IEC ) con todas las cargas lineales y las no lineales referenciadas. 111: se refiere a tres curvas de tolerancia que describen los límites de la tensión de salida en función de la duración en situaciones dinámicas. El primer dígito muestra la actuación en el cambio del modo de operación, por ejemplo, modo normal-modo de energía almacenada-modo de bypass; el segundo dígito corresponde a las cargas lineales escalonadas; y el tercer dígito a la carga no lineal escalonada. Solo cuando esta parte del identificador es 111 puede el usuario estar seguro de que las cargas críticas estarán óptimamente protegidas (Glinkowski, 2013) 2.6 Norma ICREA En la norma Internacional Computer Room Expert Association (ICREA) es una asociación internacional sin fines de lucro formada por ingenieros especializados en el diseño, construcción, administración, mantenimiento, adquisición, instalación y auditoria de centro de cómputo. (ICREA, 2014) 49

69 Según la norma ICREA 2011 (ICREA, 2014), enfocado su análisis a las instalaciones eléctricas de un ambiente de TI. La instalación eléctrica de un ambiente de Tecnología de Información (TI) sirve para proporcionar energía independiente a otras cargas, equipos de cómputo, comunicaciones y a sus correspondientes equipos de soporte. Alimentadores eléctricos Deberán satisfacer los lineamientos INEC para mantener un alimentador eléctrico seguro y la disponibilidad eléctrica. Cada centro de datos debe contar con un tablero principal de este tablero se derivan todas las cargas, pero una de ella debe ser directa para alimentar un tablero de transferencia automática y de esta a un generador eléctrico. Canalizaciones Las canalizaciones tienen que ser tanto en el interior como en el exterior, resistentes a la oxidación y corrosión. Un PDU (Sistema modular de distribución de energía) debe estar certificado mediante un organismo internacional, contar con equipos de medición, un transformador de aislamiento en lo posible, un sistema de monitoreo y una alarma de sistema eléctrico. Planta generadora de energía eléctrica Dimensionada para satisfacer el 125% de la carga proyectada de los equipos de cómputo, comunicaciones, sistemas contra incendios, aires acondicionados e iluminación. Se debe considerar el sistema de escape de gases con tubos resistentes a la corrosión del CO2, el CO y el O2, el tubo de escape no podrá estar en contacto directo al techo, pisos o muros. 50

70 Los tanques de combustible necesitan estar al lado contrario de donde la planta descarga su calor por radiador, no se aconseja que la planta use gas como combustible. (ICREA, 2014) Sistemas de energía Interrumpida UPS. UPS directos o de doble conversión que pertenecen a la categoría VFI (tensión y frecuencias independientes) para lo cual la tensión de salida es independiente de las variaciones de tensión de la red y las variaciones de frecuencia son controladas por este dispositivo, dentro de los límites estándar prescritos por las normas se caracteriza por las siguientes modalidades. En condiciones de funcionamiento normales, en presencia de la tensión de red, la carga es alimentada por la propia red a través de UPS. En condiciones de emergencia (ausencia de red), la potencia de la carga es suministrada por la batería y el inversor (alimentación de red separada con la UPS desconectada de la red). En caso de mantenimiento, debido por ejemplo a un fallo en la UPS, la carga se alimenta por la red a través de un interruptor manual con paso directo, renunciando temporalmente a la disponibilidad de la alimentación de potencia de emergencia. Estos dispositivos eliminan los picos, las subidas las bajadas de tensión el ruido y los armónicos. En caso de falla total de la alimentación suministra energía desde baterías u otros sistemas de almacenamiento un generador eléctrico de reserva ayuda cuando el suministro de electricidad sea prolongado. 51

71 Según la norma todos los UPS modulares y no modulares deberán ser true On- Line Doble conversión y contar con mínimo con cierto parámetro de entrada y salida. Tener en cuenta el lugar de la instalación adecuado, protegido de polvo y con aire acondicionado de precisión. Solo se permite la instalación de un UPS en el interior de un centro de datos. Es necesario hacer mantenimiento de las baterías, temperatura de diseño, mantener los rangos adecuados de las propiedades químicas y eléctricas por celda de batería. Las canalizaciones, alimentadores y protección deberán estar sujetas a normas. Existen tres principales tecnologías de UPS en espera, de línea interactiva y de conversión doble el más utilizado es el último, en que toda la corriente que circula a través del UPS se rectifica de CA a CC, se vuelve a transformar a CA totalmente acondicionada y limpia de todas las perturbaciones, transitorios bajadas de tensión. (ABB SACE, 2007): 52

72 Figura 2-9: UPS de conversión doble Fuente: (Glinkowski, 2013) TBB (Unión vertical para telecomunicaciones) Es un conductor que interconecta todas las TGBS con los TMGB, es un conductor aislado, conectado a un extremo al TMGB y en el otro a un TGB, instalado dentro de las canalizaciones de telecomunicaciones. El diámetro mínimo de este cable es de 6AWG (13,30 mm 2, 4,11 mm) no puede tener empalmes en ningún punto de su recorrido. 53

73 Figura 2-10: Diseño del sistema de Aterramiento Fuente: (Arango, 2013) 2.7 Norma TIA-607-B-1 En abril de 2012 ha sido publicado el estándar TIA-607-B el que fue actualizado en enero del 2013 como TIA-607-B-1. Tiene como propósito brindar los criterios de diseño e instalación a tierra adecuada configurada e instalada y el sistema de aterramiento para edificios comerciales, con o sin conocimiento previo acerca de los sistemas de telecomunicaciones que serán instalados (TIA-607-B-1, 2013) TMGB (Barra principal de tierra para telecomunicaciones) Los aterramientos para los sistemas de telecomunicaciones parten del aterramiento principal del edificio. Desde este punto, se debe tender un conductor de tierra para telecomunicaciones hasta la Barra principal de tierra para telecomunicaciones. Este conductor de tierra debe estar forrado 54

74 preferentemente de color verde, y debe tener una sección mínima de 16 mm 2. Asimismo debe estar correctamente identificado mediante etiquetas adecuadas. Es el punto central de tierra para los sistemas de comunicaciones, se ubica en las instalaciones de entrada o en la sala de equipos. (TIA-607-B-1, 2013). La TMGB debe ser una barra de cobre, con perforaciones roscadas debe tener como mínimo 6 mm de espesor, 100 mm de ancho y largo adecuado para la cantidad de perforaciones roscadas necesarias para alojar a todos los cables que lleguen desde las otras barras de tierra de telecomunicaciones. Deberán tener perforaciones para los cables necesarios en el momento del diseño y para futuros crecimientos. (TIA-607-B-1, 2013). Figura 2-11 : Puesta a tierra TMGB Fuente: (RI CASHE STANDARD, 2012) 55

75 2.7.2 TGB (Barras de tierra para comunicaciones) Esta barra de tierra debe ubicarse en la sala de cómputo o en la sala de comunicaciones es el punto central de conexión común para los sistemas de comunicaciones. La norma establece que la TGB debe ser una barra de cobre, con perforaciones roscadas como mínimo 6mm de espesor, 50 mm de ancho y largo adecuado para la cantidad de perforaciones roscadas necesarias para alojar a todos los cables que lleguen desde los equipos de telecomunicaciones cercanos al cable de interconexión con el TMGB. (TIA-607-B-1, 2013). 56

76 CAPITULO 3: DISEÑO ELÉCTRICO 3.1 RED ELÉCTRICA PRINCIPAL El Centro de Datos Iñaquito y el Centro de Control SCADA de la EEQ tiene el soporte de una infraestructura eléctrica que contiene una acometida eléctrica principal (capacidad 72 KW) que proviene de un transformador de la Empresa Eléctrica Quito de 250 KVA de capacidad eléctrica, la acometida eléctrica principal llega a un tablero de Transferencia Automático (TTA) a este tablero se conectará a dos generadores eléctrico en configuración STAND BY de 220 KVA de potencia, el cual proveerá de energía en caso de falla de suministro de energía Distribución eléctrica Principal Los tableros eléctricos se aplican a cualquier sistema de distribución de energía y circuitos derivados en un ambiente TI, la distribución eléctrica está diseñada con dos vías de suministro en los cuales se colocarán componentes redundantes. La acometida eléctrica comercial llega al TTA, este hace la conmutación entre la energía principal y el grupo electrógeno, la energía proveniente del TTA pasa al tablero de distribución principal (TDP) que conecta a las dos vías de suministro, por medio de un segundo TTA, este a vez a un tablero de distribución secundaria TDS que distribuirá la energía a los componentes de centro de datos y al tablero de servicios generales. 57

77 En la figura 3-1 se muestra el diseño eléctrico, con dos vías de suministro y los demás componentes redundantes como TTA, TDP, TDS, grupo electrógeno y una segunda acometida de energía comercial. Figura 3-1: Diagrama de la distribución de la Red Fuente: (Raza, 2014) 58

78 Tablero de transferencia automática (TTA) Realiza la conmutación eléctrica de la red externa y pone en marcha al generador eléctrico en forma automática o manual. En caso de falla de la energía comercial, el sistema de control debe permitir configurar el tiempo, para que arranque del grupo electrógeno además del sincronismo de los parámetros de velocidad, frecuencia y voltaje antes de conectar la carga. El tablero deberá tener una capacidad mínima de 1100 amperios. Cálculo de la capacidad: I(A) = (1000 S (KVA) )/V I(A) = ( ) 220v = 1136,364 A Funciones de los tableros de distribución automática. Verificar el voltaje de alimentación. Dar la señal de arranque al grupo electrógeno cuando el voltaje baje o falte. Realizar la transferencia de la carga a la red comercial al grupo electrógeno y viceversa. Permite realizar la transferencia en forma manual. 59

79 Simula un corte de energía y realiza un ciclo completo de operación de transferencia y re-transferencia. Una vez que arranque el grupo electrógeno el control del tablero verifica que el voltaje y la frecuencia sean los correctos. Figura 3-1: Tablero de transferencia automática Fuente: (Autor) Tablero de distribución principal De este tablero está conectado al TTA, permiten distribuir la energía eléctrica a dos TTA secundarios que están conectados a las dos vías de suministros y hacia un TDS de servicios generales. 60

80 Estos equipos pueden clasificarse en: tableros de baja tensión aquella que es menor o igual a 1000 V en corriente alterna; tableros de media tensión aquella que es de 1000 V a y tablero de alta tensión los que superan estos rangos. Para el proyecto se requiere dos tableros con capacidad mínima de 1100 amperios en base al cálculo anterior de los TTA. Por ello se instalaron dos TDP con una capacidad de Figura 3-2: Tablero de Distribución Principal 1250 A Fuente: (Autor) Tablero de distribución secundario Estos tableros son alimentados directamente desde el TTA por lo general poseen una unidad de entrada y de numerosas unidades de salida. Deberá tener una capacidad mínima de 800 amperios. 61

81 Para el proyecto se instalaron dos TDS con una capacidad de 1000 A que conectara a los equipos de Aire Acondicionado A/A, UPS, PDUs, y hacia los equipos del centro de cómputo. Figura 3-2: Tablero de distribución secundario 1000 A Fuente: (Autor) 3.2 GRUPO ELECTRÓGENO DE ENERGÍA DE RESPALDO El grupo electrógeno permite abastecer de energía al edificio Iñaquito de la EEQ, y al Centro de Datos Principal Iñaquito en caso de exista un fallo en el suministro eléctrico principal o comercial, garantizando que no exista la interrupción de los servicios. El grupo electrógeno que funcionaba anteriormente en el centro de datos tenía las siguientes características que se detallan en la siguiente tabla, no cumplía 62

82 con la demanda actual, por ello se instalarán dos nuevos equipos en redundancia N+1 que satisfagan la demanda actual y futura. Tabla 3-1: Características del Generador DEUTZ Datos del Generador Marca Modelo Potencia Revoluciones DEUTZ BF4M1013FC 122 KW 1500 rpm Fuente: (Autor) Capacidad de Grupo Electrógeno El generador eléctrico debe satisfacer el 125% según la norma ICREA de la carga eléctrica proyectada. Esta carga deben incluir todos los equipos del centro de datos como son: servidores, unidades de almacenamiento, switch, router, aire acondicionado, UPS, controles de acceso, sistemas de monitoreo, alarmas y sistemas contra incendios e iluminación. Además de las áreas que funcionan en el edificio; servicios generales, centro de control local SCADA, cuarto de UPS y equipo de energía. Para el estudio de la demanda eléctrica se considera la demanda actual que es de 9.70 KW, con la instalación de los nuevos equipos la demanda aumentará en un KW y se prevé instalar una plataforma futura de servidores, unidades de almacenamiento y librerías el consumo de energía será 29,20 KW, sumado 63

83 estas cantidades y teniendo en cuenta el factor de crecimiento de en un 30 % con una expectativa de crecimiento de tres años, la demanda eléctrica proyectada es de 68,94 KW. A continuación se detallan la siguiente información, sobre la demanda eléctrica actual y proyectada. Tabla 3-2: Demanda estimada futura de infraestructura de TI DEMANDA CDN-Quito (KW) CC-Local (KW) Actual Nuevo Equipamiento Scada Plataforma Futura Sub Total Consideraciones de Crecimiento (30% ) Fuente: (Raza, 2014) Considerando el factor de crecimiento de un 30% a la demanda eléctrica actual se tiene la potencia eléctrica a ser considerada para la infraestructura de TI es de KW. EEQ ha considerado la siguiente información según la demanda eléctrica proyectada para la repotenciación y readecuación del ambiente de tecnología del Centro de Datos Nacional Principal Iñaquito y como servicios generales que a continuación se detallan: 64

84 Tabla 3-3: Demanda Eléctrica Proyectada D Cantidad Consumo consumo Descripción de la demanda unitario(kw) total(kw) EQUIPOS DEL CENTRO DE COMPUTO SERVICIOS GENERALES Equipos CDN-Quito Equipos CC-Local Computadoras Iluminación oficinas Microondas Impresoras Otros (2%) EQUIPOS DE ENERGÍA A/A tipo mochila 36 Kbtu/h A/A tipo mochila 24 Kbtu/h Aires acondicionado de precisión 43 KW Iluminación centro de datos y Sala de Energía UPS 70 KW Subtotal % Norma TOTAL Fuente: (Raza, 2014) 65

85 La tabla 3-2, muestra que el grupo electrógeno debe tener una potencia total efectiva mínima de KW para satisfacer la demanda actual y la proyectada. Cumpliendo con la demanda proyectada se instalarán dos grupos electrógenos que tienen las siguientes características: Tabla 3-4: Características del grupo electrógeno. Características Potencia 220 KVA (176 KW) Frecuencia 60 Hz Voltaje 220 V RPM 1800 Norma ISO 8528 Fuente: (Autor) 3.3 SISTEMA DE ENERGÍA ININTERRUMPIDO (UPS) El Centro de Datos Iñaquito anteriormente contaba con un sistema de energía de interrumpido (UPS) de doble conversión en configuración redundante N+1 de 30 KVA, 24 KW, trifásico, para abastecer la demanda actual de servidores Para el estudio de la ampliación del centro de datos se ha tomado encuentra el factor de crecimiento cuya información se encuentra en la tabla 3-3. En base a estos datos se requiere que la capacidad de potencia mínima de los UPS sea de 80 KVA y cumplan con la norma ISO 9001, ISO

86 En base al estudio se instalarán dos UPS con una potencia de 100/120 KVA y con un voltaje de salida/entrada de 120/220 voltios, para satisfacen la demanda proyectada y configurado en redundancia N+1. Cada UPS cuenta con su respectivo banco de baterías, que soportara un mínimo de diez minutos a full carga Redundancia paralelo N+1 Para el estudio se ha considerado la configuración redundante paralelo N+1, dos UPS conectados con la misma tensión de capacidad y frecuencia en donde es aceptable el fallo de un módulo UPS, permitiendo que el otro UPS asuma la carga y de esta forma, no se vea interrumpida la salida de la carga eléctrica hacia los equipos de TI. Esta configuración requiere que los dos UPS tengan la misma capacidad y del mismo fabricante. A continuación se muestra un diagrama en donde se configuran dos UPS en modo normal paralelo y en base a este esquema se configurarán los dos UPS en el Centro de Datos Iñaquito. 67

87 Figura 3-3: Configuración de UPS modo normal paralelo Fuente: (Delta, 2015) 3.4 UNIDADES DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA (PDU) Se instalarán dos PDUs de 150 KVA que van a distribuir energía eléctrica a los rack que contienen a los equipos de TI, en donde se encuentran los servidores y equipos de redes; los protegen y miden la potencia de carga que llega a cada equipo. La energía que llega a los PDUs proviene de los UPS, a continuación las especificaciones de los PDUs que funcionarán en el centro de datos 68

88 Tabla 3-5: Especificaciones de los PDUs Potencia máxima KVA Frecuencia 60 Hz Voltaje de salida 208/120 Vac nominal Rango de voltaje de entrada 600 Vac, 480 Vac, 400 Vac, 208 Vac Temperatura operativa 40 C Fuente: (Autor) Se instalará un PDU en cada fila de rack, con el propósito de que cada PDU tenga una sección a la cual provea de energía y puedan trabajar en redundancia. 69

89 CAPITULO 4: SISTEMA DE MONITOREO 4.1 GESTIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CENTRO DE DATOS Un sistema de gestión de la infraestructura de los centro de datos (DCIM) debe supervisar a todos los activos físicos y los recursos que se encuentran en las instalaciones de TI por ejemplo sistemas eléctricos, mecánicos, aire acondicionado, servidores, equipos de redes de telecomunicaciones entre otros. El sistema debe ser capaz de monitorear local y remoto el funcionamiento en caso de falla de los equipos, tener planes de emergencia a ser desarrollados para permitir una respuesta rápida a las condiciones de alerta. Para llevar a cabo la gestión de la infraestructura se tiene que colocar sensores inteligentes, controles de medición estratégicamente ubicados en él espacio físico. A continuación se detallan los equipos que se van a ser gestionados. Sensores de temperatura Detección de fugas de líquidos. Control inteligente de refrigeración de precisión Control inteligente de energía critica Monitoreo de la carga de las baterías Gestión de alertas y alarmas Monitoreo de la eficiencia de la energía El seguimiento y la gestión en forma remota Un DCIM precisa instrumentación para recopilar y normalizar las mediciones, analiza esos datos y proporciona información utilizable sobre la gestión del centro de datos. 70

90 4.2 AMENAZAS FÍSICAS Entre las amenazas físicas a los equipos del centro de cómputo se encuentran los problemas de alimentación de energía, mal funcionamiento del aire acondicionado, errores humanos (actividades maliciosas, mala operación de los equipos, uso inadecuado de la sala de cómputo), temperaturas altas o bajas, humedad entre otras. Cada sistema que conforma el centro datos debe ser monitoreado para garantizar la disponibilidad de la infraestructura. Los sistemas de UPS se monitorean la calidad de energía, la carga e integridad de las baterías PDUs monitorean los voltajes de entrada y salida, el factor de potencia, frecuencia. Aire acondicionado monitorean la temperatura, humedad y el estado de los filtros. El sistema contra incendios monitorean el exceso de calor, humo y el posible conato de un incendio, En el grupo electrógeno se monitorea el estado de combustible, que se encuentre en modo automático, para que inicie inmediatamente después del fallo de suministro de la red comercial. 71

91 Estos dispositivos pueden alertar sobre errores que muestren en sus componentes o cualquiera de las eventualidades expuestas en las amenaza físicas, por medio de alertas visibles en los equipos; mensajes sobre los errores que son registrados, interpretados, analizados por medio de un software de monitoreo y alarmas sonoras que advierten sobre los eventos que se produjeran. Amenazas físicas monitoreadas: Este tipo de monitoreo se lo realiza por medio de software que recolectan información, registran e interpretan y muestran la resultados para que sean analizados y se pueda tomar decisiones que ayuden a mitigar el riesgo. Amenazas físicas distribuidas: Este tipo de amenazas requieren una evaluación, toma de decisiones y planificación para determinar el tipo, la ubicación y la cantidad de sensores de monitoreo. La falta de conocimiento y especialización a la hora de diseñar una estrategia de monitoreo eficaz puede redundar en negligencia (Cowan & Gasking, 2006). Este tipo de amenazas puede estar distribuido en cualquier sector del centro de datos en distintas ubicaciones según la disponibilidad de la sala y la ubicación de los equipos. A continuación se detallan en la tabla 4-1 las amenazas físicas a las cuales están expuestos los centros de datos 72

92 Tabla 4-1: Amenazas Físicas Distribuidas Amenazas Impacto en Centro de Datos Tipos de sensores Ubicación de los sensores Temperatura Fallas en los equipos y Sensores de Rack del aire disminución de su vida útil temperatura debido a temperaturas mayores de las especificadas Humedad Falla en los equipos debido a Sensores de Uno por cada la acumulación de electricidad humedad pasillo frio en la estática en los puntos de baja parte frontal humedad. del RACK Formación de condensación en puntos de humedad alta Filtraciones Daños en los pisos, el Sensores de Sala alrededor de Líquidos cableado y los equipos cables y de cada causados por los líquidos. puntuales sistema CRAC Inicios de problemas en la Unidad CRAC de filtraciones bajo los pisos elevados Error humano Daños a los equipos y pérdida Cámara Sala puntos de y acceso del de los datos. Tiempos de digitales de entrada, salida personal inactividad de los equipos, video, y tener buena robo o sabotaje. sensores de vista de todos movimiento, los pasillos Humo Falla en los equipos, Detectores Rack incendio pérdida de bienes y datos de humo Fuente: (Cowan & Gasking, 2006) 73

93 Se colocarán diversos tipos de sensores en toda la sala, con el fin de poder monitorear y controlar los eventos que se suscitarán, con estas medidas se pretende reducir o eliminar el impacto de la amenaza a los cuales están sometidos los centros de datos. Los sensores serán colocados en lugares estratégicos como muestra la figura 4.1. Figura 4-1: Ejemplo de la disposición de los sensores Fuente: (Cowan & Gasking, 2006) 74

94 4.3 SISTEMAS DE MONITOREO Los centros de datos usan software de monitoreo para supervisar, servidores, redes de comunicaciones, aplicaciones, generadores eléctricos, UPS, tableros eléctricos, PDUs, sistema contra incendios y sistemas de aire acondicionado. En el caso del aire acondicionado permita llevar un control de la temperatura, humedad e indicará cuando exista una alerta, si la temperatura está por debajo o encima del lumbral permitido, la cantidad de agua que se encuentra en las tuberías entre otras alertas. Los UPS son monitoreados para observar la existencia de fallas en sus componentes, la calidad de la energía, carga e integridad de las baterías, en este caso se determina el tiempo de remplazo de las mismas. En los PDUs se monitorea los voltajes de entrada y salida, el factor de la potencia, frecuencia. En el sistema contra incendios se monitorea la presencia de humo o el exceso de calor en áreas específicas. Estos dispositivos funcionan con un software que permite el manejo de video IP sensores diversos y control de accesos por medio de este sistema se puede observar la fecha y descripción de las incidencias o alertas además de la visualización de forma gráfica de los procesos (enfriamiento, calentamiento, ventilación, humidificación, des-humidificación). Para el control de acceso a las instalaciones del centro de datos se dispondrá en sus instalaciones con sistemas biométricos que estarán colocados en cada 75

95 puerta de ingreso, con estos dispositivos se controla las personas que estarán autorizadas para el ingreso Alertas Es necesario tener en cuenta tres parámetros para establecer los umbrales de alarma (en qué valor o valores se debe activar las alarmas), los métodos de alerta (cómo se debe enviar la alerta y a quién) y el escalamiento. Umbrales de alarma: Para cada sensor, se deberán determinar condiciones de funcionamiento aceptables y configurar umbrales para generar alarmas cuando las mediciones excedan esas condiciones operativas. En condiciones ideales, el sistema de monitoreo debería ser lo suficientemente flexible para configurar múltiples umbrales por sensor para alertar en los niveles de información, de advertencia, de alarma y de falla. Tabla 4-2: Umbrales sugeridos para los sensores de temperatura y humedad Sensor Umbral superior Umbral inferior Temperatura de Aire 25 C (77 F) 20 C(68 F) Humedad 55% de humedad relativa 40 % de humedad relativa Fuente: (Cowan & Gasking, 2006) 76

96 Figura 4-2: Captura de imagen cuando la puerta está abierta Fuente: (Autor) En la Figura 4-2 se observa la captura de la imagen cuando la puerta está abierta, este suceso es reportado por medio del sistema de monitoreo al correo de las personas encargadas de la sala, el sistema registra la hora, fecha de ingreso y de la persona que uso su acceso. La sala se encuentra expuesta a la siguiente amenaza, a que ingresen personas que no están autorizadas, y realicen actividades que interrumpan el funcionamiento de los equipos, robos de información entre otros riesgos. 77

97 CAPITULO 5: DISEÑO ARQUITECTÓNICO El centro de cómputo deberá estar dimensionada para satisfacer las necesidades actuales conocidas y proyectadas de los equipos, donde se incluye espacios adecuados para rack, UPS, PDU, generadores eléctricos, aire acondicionado, sistema de control de incendios entre otros elementos. El centro de datos estará separado por, el cuarto de cómputo, el cuarto de energía, el área del grupo electrógeno, cuarto de baterías y el centro de administración. Dentro de la sala de cómputo se encuentra ubicadas las siguientes áreas según la norma TIA; cuarto de entrada en donde se encuentra los equipos del proveedor, el área de distribución principal en esta sesión se ubica switch core este es el punto de distribución de todo el cableado. 5.1 ADECUACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA Según la norma TIA-942 para equipos de control eléctrico, tales como la distribución de energía o sistemas de aire acondicionado y sistema de alimentación interrumpida hasta 100 KVA son permitidos dentro de la sala de cómputo para mayores a esta carga es recomendable una habitación separada. La EEQ tiene el cuarto de energía se ubicado en la plata baja en la parte de detrás del edificio Iñaquito, el cuarto del centro de cómputo está ubicado en el segundo piso a continuación se diseña estas áreas, de forma que puedan albergar a los nuevos equipos que se van adquirir tomando en cuenta las características y recomendaciones expuestas en la norma TIA

98 5.2 CUARTO DE ENERGÍA En el cuarto de energía funcionaban anteriormente dos UPS en configuración redundante de N+1 de 30 KVA, cada UPS cuenta con sus respectivos bancos de baterías externos, un tablero de bypass que cumple la función de transferir la carga del UPS a energía normal, con la finalidad de realizar trabajos de mantenimiento o de reparación. Los dos distribuidores eléctricos con transformador de aislamiento de 30 KVA de modelo FPC que sirven para administrar la energía eléctrica regulada al tablero de distribución del centro de datos llamado T-PDU serán reutilizados en el la repotenciación del data center. El cuarto de energía, cuenta con un sistema de climatización tipo mochila instalado de descarga directa que consiste en dos unidades de aire acondicionado (AA) con una capacidad total de 30.7 KBTU/h. A continuación de muestra el diseño del cuarto de baterías: 79

99 Figura 5-1: Cuarto de baterías Fuente: (Autor) En el área que muestra la figura 5-1, se observa el cuarto de energía con su aire acondicionado y un grupo electrógeno. En este lugar se realizará la readecuación para instalar dos grupos electrógenos, se adecuará el cuarto de baterías, se ubicarán los tableros eléctricos TTA, TDP y TDS a continuación se muestra en la figura los cambios mencionados: 80

100 Figura 5-2: Readecuación en el área del grupo electrógeno Fuente: (Autor) 81

101 Cuarto de batería. El cuarto de batería de UPS se ubicará a lado del cuarto de energía se tendrá que realizar la instalación de ductos para los cables de interconexión entre los UPS y los bancos de baterías. En este espacio tendrá que considerarse el aire acondicionado tipo mochila que se instalara. Para la seguridad de la sala, y se instalará una puerta metálica con cerradura electromagnética con control de acceso. Cuarto de Administración El cuarto de administración será ubicado en el segundo piso, a lado del cuarto de cómputo. Área del grupo electrógeno Se realizará la readecuación del área del grupo electrógeno en el patio trasero del edificio, se construirá dos base de hormigón para los generadores eléctricos con una longitud de 2.30 m cada uno, con la construcción de los dos generadores se cumple con el estándar de TIER III que el exista redundancia en caso de que exista un fallo del suministro eléctrico. Las cámaras de seguridad serán ubicadas en las siguientes áreas cuarto de baterías, sala de UPS y en el área del grupo electrógeno. 82

102 5.3 CUARTO DE CÓMPUTO En el anterior centro de cómputo consta de 6 rack, dos unidades evaporadoras del sistema de aire acondicionado, un tablero de PDU y un sistema contra incendios. A continuación se muestra en la figura 5.3 el diseño anterior del centro de cómputo. Figura 5-3: Infraestructura anterior del cuarto de cómputo Fuete: (Autor) 83

103 La sala de informática deberá ser dimensionada para satisfacer las necesidades conocidas y proyectadas de los equipos, teniendo en cuenta estos requerimientos, se ha elaborado un plano en el cual incluye la readecuación y reubicación de los equipos teniendo las siguientes consideraciones: La ubicación de los nuevos equipos del sistema de aire acondicionado. Las dimensiones de los rack para que sean ubicados por su tamaño. Construcción de pasillos calientes y fríos que mejore la climatización en la sala. Los pisos deberán tener condiciones antiestáticas. La altura mínima recomendada por la norma TIA 942 es 2,6 m. a cualquier obstáculo. Los accesorios de iluminación no deberán ser alimentados desde el mismo panel de distribución eléctrica con que funcionan equipos de telecomunicaciones. La puerta debe tener como mínimo un metro de ancho, 2,13 m de alto como recomienda la norma TIA 942, se tiene que considerar la señalización. La ubicación del sistema contra incendios que permita la detección y extinción de incendios automática. La capacidad de carga tiene que ser suficiente para soportar tanto la carga distribuida como la carga concentrada de los equipos instalados con el cableado y los medios asociados. 84

104 En la figura siguiente se muestra el nuevo diseño y la ubicación de los nuevos equipos. Figura 5-4: Ubicación de los equipos en el centro de cómputo Fuente: (Autor) 85

105 5.3.1 Puesta a tierra Un sistema puesta a tierra permite proteger a los equipos de corriente indeseable, electricidad estática. Bajo el piso falso del centro de cómputo he existe un sistema de puesta a tierra de alta frecuencia con un aproximado de 15 m que cumpla la norma TIA- 942, incluye acople a malla de puesta a tierra existente. El cable de puesta a tierra es de color verde que estará conectado a sus terminales TGB, el cable para los rack debe ser de calibre de 0-6 AWG Figura 5-5: Malla de puesta a tierra Fuente: (Autor) Este sistema de construcción de puesta a tierra deberá estar unido directamente a todos los equipos que funcionarán en el centro de datos como: tableros 86

106 eléctricos, PDUs, sistemas de UPSs, baterías, sistema de climatización, transformadores, grupo electrógeno, rack entre otros Aire Acondicionado Se instalará cuatro equipos en redundancia 2N para el aire acondicionado en cada extremo como se muestra en la figura 5:4. Los dos equipos antiguos no se moverán de su posición, los nuevos equipos se colocaran al frente de los equipos antiguos y funcionarán en forma alternada un aire acondicionado nuevo con un antiguo por un intervalo de tiempo Pasillos de aire frio y caliente Para favorecer a la circulación del aire se lleva a cabo la construcción de pasillos fríos y calientes de la siguiente forma, los rack de los equipos se colocan en filas alternas de pasillos calientes y fríos. En el pasillo frío los rack se los coloca frente a frente y el pasillo caliente los rack están espalda contra espalda, lo cual permite la remoción de calor de manera más eficiente. Las baldosas perforadas en el piso elevado de los pasillos fríos permiten que llegue aire frío al frente de los equipos. Este aire llega al equipo envuelve al aire caliente y lo lleva a los pasillos calientes. En los pasillos calientes no se instalan baldosas perforadas, que provocarían una mezcla del aire caliente y frío, produciendo la disminución de la eficiencia del sistema de refrigeración de la sala. 87

107 5.3.4 Sistema contra incendios Se instalarán dos cilindros contenedores de agente limpios estarán ubicados como se muestra en la figura 5-4. Además un sistema de detección por zonificación permitiendo la descarga en las zonas en la cual los sensores lo determinen, el volumen aproximado de las tres zonas es de 195,34 las zonas a considerar con sus respectivos volúmenes son: bajo el piso falso 22,8 m 3 sala de equipos TI 139,9 m 3 sobre el cielo raso 32,64 m 3 El sistema debe ser capaza de extinguir el 100% del incendio que permita la protección de todos los factores de riesgo, personas, equipos, información, interrupción del negocio Puerta de seguridad Las dimensiones de la puerta será de 1.40 m de ancho y 2,20 m de altura deberá ser de un material no combustible; contará con control de acceso biométrico según lo establece la norma TIA 942 para el ingreso Piso Falso Se instalará piso falso modular y removible estructura sismo resistente, antiestético y anti fuego, metálico con revestimiento de laminado de alta presión. 88

108 CAPITULO 6: SISTEMA MECÁNICO 6.1 SISTEMA CONTRA INCENDIOS El centro de datos deberá estar preparado para prevenir amenazas de fuego, tanto internas como externas por ello debe tener un sistema de detección y de supresión de incendio Sistema automático contra incendio Un sistema automático contra incendios permitirá realizar una detección temprana de un incendio por medio de los sensores que se colocan en lugares estratégicos dentro del centro de datos. Se instalará un nuevo sistema contra incendio de detección temprana, anunciación y supresión de incendio, con sus debidos componentes de monitoreo, supervisión control local y remoto estos sistemas deberán ser capaces de extinguir el 100% de un conato de incendio y su posible reignición Sistema de supresión de incendios Este sistema está diseñado para cuando sea activado, cubra toda la habitación, incluidas las áreas de piso falso y del cielo raso. Agente limpio Un agente limpio es un agente extintor de incendio, volátil, gaseoso, no conductivo de la electricidad, no produce problemas respiratorios y no deja 89

109 residuos posteriores a la extinción. Su principal ventaja está en que puede penetrar en los equipos informáticos, equipos electrónicos entre otros elementos del centro de cómputo para extinguir fuegos profundos. Este agente permitirá que el fuego se extinga sin alterar contra los otros equipos que no estén afectados por el fuego de esta forma se tendría un limitante de equipos afectados por el incendio. El agente limpio que se implemente en el centro de datos tiene que cumplir con la norma NFPA. Tipos de gases Existen diversos tipos de agentes limpios que se pueden utilizar en la extinción de incendio en el centro de datos. Novec1230 Es un agente limpio es un líquido que no daña el medio ambiente y se transforma en gas durante la descarga es de baja toxicidad, no deja residuos es de baja toxicidad lo que hace que sea ideal para espacios ocupados tiene una alta eficiencia en extinción está diseñado para proteger equipos de electrónicos, equipos críticos entre otros. (ANSUL, 2010) Dióxido de carbono o CO2 Es un gas seguro, incoloro, inodoro, no es corrosivo y no conductor de la electricidad. Al aplicar CO2 provee de una capa pesada de gas que reduce el nivel de oxígeno a un punto donde la combustión no puede ocurrir, es perfectamente adecuado para proteger áreas normalmente desocupadas o inoculables ya que puede resultar perjudicial para las personas porque produce un efecto asfixiante. (ANSUL, 2010) 90

110 Se ha considerado utilizar este tipo de elemento en el cuarto de baterías y en el área del grupo electrógeno debido a que este lugar que normalmente pasan desocupadas. Halocarburos HFC Son agentes limpios más extendidos como sustitutos del halón, se emplea en concentraciones relativamente bajas el tiempo de descarga para las aplicaciones de inundación total es inferior a 10 segundos; entre los inconvenientes esta que afecta al medio ambiente. Los más utilizados son de los HFC son: HFC-227ea (FM-200), HFC-23 (FE-13), HCFC Mezcla A (NAF S-III), HCFC mezcla C (ANSUL, 2010). Gases Inertes Son productos con otro tipo de agentes limpios, que no afectan al medio ambiente y están formados por gases o mezcla de gases que no intervienen en la reacción, de combustión bajando el nivel de oxígeno, además no son conductores de electricidad. (ANSUL, 2010) Agente limpio HFC-125 Es un agente extintor de incendios que se encuentra en gas comprimido almacenado en estado líquido y descargado como vapor, no es eléctricamente conductivo. Cumple con la norma NFPA (ANSUL, 2010) Se usarán dos tanques de agentes limpios HFC-125 cumpliendo las normas de redundancia en los centro de datos como señala el estándar de TIER III 91

111 Figura 6-1: Agente limpio HFC-125 Fuente: (Autor) Sistema de detección temprana de incendio Estos sistemas están dirigidos por detectores de respuesta temprana mediante aspiración de humo, que tiene como principal característica; constantemente realizan un muestreo del aire con el objeto de detectar la presencia de humo. Por tanto, los sistemas de detección de alerta temprana son esenciales para evitar los daños y perjuicios que pueden producirse durante las etapas iniciales del incendio. 92

112 Detectores de incendios Los detectores de incendios son dispositivos que se instalan normalmente en el techo o en la parte más alta del cuarto de cómputo que son los puntos a los cuales se desplaza el humo. Según López Aguilera (López, 2010), los detectores de incendio pueden ser: Ópticos. Dotado de tecnología fotoeléctrica que generan un haz de rayo luminoso, cuando el humo penetra en el detector de humos, se produce un oscurecimiento del haz de la luz y se activa la señal de peligro. Iónicos. Perciben las partículas procedentes de la combustión de materiales. Al penetrar el humo en las rendijas del detector, disminuye la ionización del aire, con lo que se corta la pequeña corriente eléctrica que se producen entre sus dos electrodos, lo que activa la señal acústica que avisa el peligro del incendio. De temperatura o térmicos. Programados para avisar de los cambios bruscos de temperatura en el cuarto o para que disparen la alarma a partir de un número de grados. Los sensores de temperatura, iónicos y ópticos serán colocados bajo y sobre él cielo raso y dentro del piso falso, en los racks. Cada dispositivo tiene circuitos de líneas de señales que le permite ser identificado por el controlador del sistema y por los otros dispositivos para facilitar la operación del sistema. Estos sensores de dirección inteligente se conectan y reciben su energía de operación del panel de control mediante los circuitos de líneas de señales del panel. 93

113 Ubicaciones de los sensores. Detectores de humo Los dispositivos de detección de humo tienen un radio de 7,5 m de cobertura estos radios deben superponerse para asegurar que no hay puntos ciegos. Por lo tanto la cobertura individual puede ser representada por un cuadrado de 10,6 m dando una cobertura de área real 112 m 2 por dispositivo. (López, 2010) Figura 6-2: Ubicación de detectores de humo Fuente: (López, 2010) Pulsadores: manuales deben ser ubicados a 1, 4 m desde el nivel del suelo. Dispositivos acústicos: Deben dar un mínimo nivel sonoro de 65 db (A). Funcionará a 500 Hz a 1000 Hz. 94

114 Detectores de calor Estos dispositivos tienen una cobertura individual de 5,3 m de radio. Sin embargo estos radios deben sobreponerse para asegurarse que no hay puntos ciegos. Por lo tanto, la cobertura individual puede ser representada por un cuadrado 7,5 m dando una cobertura de área de m 2 Figura 6-3: Ubicación detectores de humo. Fuente: Fuente: (López, 2010) Sistema de incendio Direccionable Se implementará un sistemas de incendio direccionable que permita tener una mejor identificación del lugar o área donde se produzca el incendio, llevarán un mejor control sobre cada punto por medio de elementos inteligentes direccionable como sensores, detectores, dispositivos de notificación. Con este sistema lo que se tendrá es una zonificación del área permitiendo tomar acciones de extinción mediante los elementos inteligentes direccionable, 95

115 únicamente en el área en el cual los sensores lo determinen las zonas a considerar son: bajo el piso falso, área de equipos de TI, sobre el cielo raso. Figura 6-4: Sistema de direccionamiento de incendio Fuente: (Fire alarm installations, s.f.) A cada detector de le asigna un identificador único de dirección que permite ser identificado por el tablero de control y los demás dispositivos que se encuentran en el circuito de líneas de señales Los sensores de dirección inteligente se conectan y reciben su energía de operación del panel de control mediante los circuitos de línea de señales del panel. Un lazo del sistema direccionable soporta hasta 254 dispositivos de dirección Diseño del sistema contra incendio 96

116 Sistema de detección de incendios Diseño del sistema de detección de incendios- bajo piso falso En el diagrama se puede observar la ubicación de los sensores fotoeléctricos que serán instalados debajo del piso falso. Figura 6-5: Diseño del sistema contra incendio-piso falso Fuente: (Autor) 97

117 Diseño del sistema detección de incendios sobre el tumbado: La conexión de los cables se lo realiza por medio de una tubería empotrada de 3/4 de diámetro. Figura 6-6: Diseño del sistema de detección de incendio sobre el tumbado. Fuente: (Autor) 98

118 Sistema de extinción de incendios En este diseño se indica donde se ubicará los supresores de incendio y los tanques que contienen el agente limpio en los diferentes lugares del cuarto de cómputo. Figura 6-7: Sistema de extinción de incendios piso falso y área de equipos Fuente: (Autor) 99

119 Diseño del sistema de extinción de incendios tumbado: Figura 6-8: Sistema de extinción de incendios tumbado Fuente: (Autor) 100

120 6.2 SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO La refrigeración en el centro de datos implica eliminar el calor fuera de la sala de cómputo, el calor se transporta fuera de los bastidores de servidores mediante aire frío y es expulsado al medio ambiente. El sistema de refrigeración es importante por los diversos cambios sensibles de temperatura o humedad que hay en un centro de datos este cambio pueden provocar diversos problemas, desde procesar mal la información hasta provocar el cierre total de los sistemas Sistema de enfriamiento Una sala de cómputo a diseñarse deberá considerarse un sistema de aire acondicionado este sistema permite tener el control de la temperatura, humedad y la distribución del aire. El sistema de aire acondicionado es el proceso de enfriamiento de aire y hacer que se disipe a través de un piso elevado. Permite que el aire suba a través de las sesiones perforadas del piso elevado, formando pasillos fríos, el aire frio fluye a través de los bastidores donde recoge el calor antes de salir de la parte trasera de los bastidores, lo lleva hacia las chimeneas y posteriormente a los aires acondicionados. En los pasillos de aire frío los rack se encuentran frente a frente y usa baldosas perforadas en su piso, en espacios no utilizados se utiliza baldosa sin perforaciones, al igual en los pasillos de aire caliente en donde los rack se encuentran dorso contra dorso. Es recomendable que ninguna bandeja de cables deberá ser colocado en los pasillos fríos. 101

121 Figura 6-9: Funcionamiento del aire acondicionado Fuente: (Graham, 2013) Criterios de diseño Densidad de carga En una sala informática puede alcanzar niveles hasta cinco veces a los de una oficina típica, los sistemas deberán estar diseñados para manejar esta densidad de carga extrema. Densidad de carga sala Informática: vatios/m2 Temperatura y Humedad. (America Power Conversión, 2003) Las condiciones objetivo del diseño deberían ser de F (22-24 C) 102

122 Cantidad de Aire La alta tasa de flujo de aire que caracteriza a los sistemas de precisión contribuyen a brindar un alto factor de calor sensible, mejorar la distribución de aire y aumentar las tasas de filtrado. (America Power Conversión, 2003) Pureza del aire La presencia de filtros impide que el polvo suspendido en el aire dañe los equipos. Para lograr un nivel de eficiencia entre medio y alto, los filtros deberán ser de tipo plegado y deberán cambiarse periódicamente. (America Power Conversión, 2003) Barreras contra el vapor Como prácticamente todos los materiales de construcción son permeables a la humedad, una sala informática bien diseñada debe incluir una barrera contra el vapor. Sin ella la sala informática perderá humedad en el invierno y la absorberá en el verano. (America Power Conversión, 2003) Para crear una barrera eficaz contra el vapor, debe cerrarse el cielo raso con una película de polietileno, las paredes deberán cubrirse con una pintura de base plástica o caucho, las puertas deberán cerrarse herméticamente, y todas las entradas de cables y cañerías deberán estar selladas. (America Power Conversión, 2003) 103

123 Redundancia La redundancia se logra mediante el funcionamiento de equipos adicionales que proveen el 100% de la capacidad de refrigeración requerida aun después del cierre de una unidad o falla de una o más unidades. Para que los equipos de reserva se consideren redundantes deberán funcionar de manera alternada y contar con una interfaz de controles que brinde una puesta en marcha automática. Seguridad La seguridad de los sistemas de refrigeración es tan importante como el hardware de la sala de informática, debido a que el hardware no puede funcionar sin refrigeración. Las unidades interiores deberán colocarse dentro de la sala de informática y aplicarse las mismas restricciones de acceso que al hardware. Los equipos de rechazo de calor del exterior deben ubicarse sobre un techo u otra área segura dentro de la instalación Equipos de refrigeración Equipo de refrigeración que funciona en el Centro de Datos Iñaquito es de dos torres de enfriamiento marca LIEBERT DS que ofrece un flujo descendente KW a 60 Hz que proporciona compresores de redundancia de componentes, motores y sopladores. Para el dimensionamiento del sistema de refrigeración se ha considerado la siguiente información. 104

124 Tabla 6-1: Dimensionamiento del sistema de climatización DEMANDA CDN-QUITO (KW) Actual 9.70 Nuevo equipamiento Plataforma futura Subtotal Consideraciones de crecimiento (30%) Fuente: (Raza, 2014) El diseño de refrigeración debe ser adecuado por ello es fundamental el cálculo de la capacidad sensible que debe tener el sistema de climatización. La unidad de medida que se utiliza para medir la cantidad de energía que se requiere para elevar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en condiciones atmosféricas normales es BTU. Cálculo de capacidad sensible en unidades BTU: 1 KW = BTU/hr P (BTU/hr) = BTU/hr * P (KW) P(BTU/hr)= *68.94 = KBTU/hr Se considera que el sistema de climatización tenga una capacidad sensible de al menos KBTU/hr los equipos mencionados poseen una capacidad 105

125 sensible de KBTU/hr en sus especificaciones por ello se considera la reutilización de estos equipos. Además de la instalación de dos nuevos equipos de aire acondicionado que trabajen con la redundancia 2n se utilizará una configuración en donde se alterne el funcionamiento de los equipos. Topología El sistema de climatización del centro de datos tendrá una topología 2n esto permitirá dar mantenimiento a cualquier elemento del sistema sin la necesidad de suspender la operación en el centro de cómputo Accesorios de los equipos de aire acondicionado Ventiladores de condensación Tarjeta Ethernet web server para supervisión mediante protocolo SNMP. Sensores de presencia de agua, temperatura y agua Detector de filtros sucios Medición del caudal de agua y visualización de la capacidad frigorífica. Control de caudal de aire automático y regulable mediante el controlador 106

126 CAPITULO 7: SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES 7.1 RACKS Y CABLEADO Racks Es una estructura metálica que alberga equipos de TIC, estas estructuras deben estar diseñados para encaminar, organizar gran cantidad de cables que faciliten la administración de los servidores y de los equipos. Los rack están equipados con rieles, cubiertas laterales, pies niveladores puerta frontal como posterior, canales para direccionar cables desde la parte frontal a la parte posterior del armario además están frecuentemente equipadas con cerraduras Recomendaciones de instalación de rack Los armarios deberán tener perforadas la puerta frontal y las puertas posteriores que permita el flujo de aire. Los bordes deberán tener orificios y espacios libres según lo establece EIA-310-D. Verificar que exista suficiente espacio detrás de la parte posterior del rack para un correcto direccionamiento y gestión de cables. Paneles de relleno para bahías no ocupadas 107

127 deberá permitir el acceso desde el piso que facilite el ingreso de cableado de red y de poder. Deberá tener un diseño modular que ofrezca la máxima flexibilidad en opciones de cableado. Contar con ducto de ventilación o chimenea Contar con cubiertas para mantener y retener protegidos los cordones de equipos. Rack que se instalarán en la EEQ Se instalarán en el centro de cómputo cuatro racks para servidores que deben tener las siguientes características: Tabla 7-1: Especificaciones de los rack para servidores. Dimensión Capacidad Accesorios Altura 2016 mm Unidades rack 42U 2 Organizadores verticales Ancho 600 mm Capacidad de carga estática mínima 1300 kg Profundidad 1000mm 2 Organizadores horizontales 1 barra de tierra y kit puesta a tierra, ducto de ventilación Fuente: (Autor) 108

128 Además de los cuatro racks para los servidores se instalarán dos para comunicaciones en los cuales se podrá incrustar el paso interrumpido de patch cords y jumper entre gabinetes a través de organizaciones verticales y horizontales. Tabla 7-2: especificaciones de los rack para comunicaciones Dimensión Capacidad Accesorios Altura: 2016 mm Unidades de rack 42U Ancho: 800 mm Capacidad de carga estática mínima 1300 Kg Profundidad 1000mm Organizadores verticales Organizadores horizontales 1 barra de tierra y kit puesta a tierra, ducto de ventilación Fuente: (Autor) Cableado La norma TIA-942 establece que el cableado de telecomunicaciones para centro de datos no debe ser encaminado a través de espacios accesibles, al menos que los cables estén en conducto cerrado u otras vías seguras. El cableado en un centro de datos permite la interconexión de comunicación de sistemas que se alojarán en su interior el cableado deberá cumplir con las siguientes especificaciones de la norma ANSI/TIA

129 Cableado horizontal El cableado horizontal se extiende desde el cuarto de telecomunicaciones hasta el área de trabajo y viceversa en el edificio donde se encuentra ubicado el centro de datos existen áreas de trabajo, tanto en el primero como en el segundo piso. Los cables están dirigidos cada área de trabajo por medio de canaletas la distancia máxima no supera los 20 metros de largo a continuación se muestran las áreas de trabajo en la figura siguiente. Figura 7-1: Cableado horizontal edificio Iñaquito Fuente: (Autor) 110

130 Rutas y espacios Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir, soportar cableado horizontal, realizar la conexión entre la salida del área de telecomunicaciones y el área de trabajo. Desde el cuarto de cómputo hacia las áreas de trabajo que existen en el edificio Iñaquito se extiende el cable UTP categoría 5e, el cable es transportado sobre el cielo raso usando canaletas hacia las tomas doble de datos. En el área de administración se cuenta con seis tomas dobles para datos, cable UTP categoría 5e Cableado vertical El cableado vertical se lo puede implementar con cables UTP categoría 6 A o fibra óptica, tiene como función la interconexión entre armarios de telecomunicaciones y los equipos. El diseño de un cableado vertical deberá prever las posibles ampliaciones el crecimiento futuro dejando lugar en el diseño de las canalizaciones. Este cableado debe seguir una topología en forma de estrella. El estándar ANSI/TIA/EIA 568-C.1 admite los siguientes cables para Backbone: Cables UTP de 100 ohm (par trenzado sin mallas) Cables de fibra óptica multimodo de 50/125 µm Cables de fibra óptica multimodo de 62.25/125 µm Cables de Fibra de óptica monomodo 111

131 Cable STP-A de 150 ohm (par trenzado con malla ) Cableado vertical equipos En el centro de datos se encuentran ubicados los gabinetes de comunicaciones, que serán conectados a los servidores por medio de cable UTP 6 A o fibra óptica multimodo con una velocidad de 8 Gb y 16 Gb. En la figura se observa la conexión vertical de algunos equipos que se implementarán en la sala de cómputo. Figura 7-2: cableado vertical de equipos del cuarto de cómputo Fuente: (Autor) 112

132 Topología de la red interna El Centro de Datos Nacional Iñaquito albergará a los servidores del SCADA nacional, local y los nuevos servidores con los sistemas informáticos de misión crítica del proyecto SIGDE estarán conectados por medio de fibra óptica a una velocidad de conexión de 10 Gbps. Cumpliendo con la norma TIA-942 los proveedores de internet deben estar en redundancia por ellos se ha contratado el servicio de: Transelectric, CNT y Telconet para proveer de internet. A continuación se observa la topología de red del centro de datos. Tabla 7-3: Topología de red del Centro de Datos Iñaquito Fuente: (Autor) 113

133 Cableado vertical Nacional Se ubicarán centro de datos de alta disponibilidad en Quito y Guayaquil a los cuales accederán todas las empresas distribuidoras del país para consumir los sistemas informáticos del proyecto SIGDE que está conformado por los representantes: MEER, EEQ, CNEL, EEPG, CELEC EP, TRANSELECTRIC, CONELEC Y CENTRO SUR. Esto implica la necesidad de contar con una red nacional de telecomunicaciones. A continuación se indica el diagrama de red cableado vertical Nacional. Tabla 7-4: Cableado Vertical Nacional Fuente: (MEER) 114

134 7.2 EQUIPOS REDUNDANTES En cumplimiento con la normativa Tier III los equipos que se instalen, deberán tener redundancia tanto en sus módulos de fuentes de alimentación, discos y tarjetas de red. Entre estos elementos que se implementarán están servidores, unidades de almacenamiento y elementos de comunicaciones. A continuación se muestra el esquema de las conexiones de los equipos que funcionaran en el centro de cómputo. Figura 7-1: Esquema de conexiones de los equipos de centro de cómputo Fuente: (Autor) 115

135 7.2.1 Servidores Los nuevos servidores ejecutaran los nuevos sistemas del proyecto SIGDE entre otros servicios a implementarse, a continuación se detalla los servidores: Chasis Blade center H Figura 7-3: Chasis Blade Center H Fuente: (Redbook IBM, 2015) Características: Hasta 14 bahías para servidores Blade. Cuatro fuentes de alimentación redundantes. Tipo de conectividad Ethernet, Fibre channel, FCoE, iscsi and SAN. 116

136 Existe redundancia entre las bahías de entrada, bahía 3 con la bahía 5 y la bahía 4 con la bahía 6. Servidor Power E 880 Figura 7-4: Servidor Power E 880 Fuente: (IBM, 2015) Características Dispone cuatro fuentes de alimentación redundantes, se les puede sacar en caliente. Cada nodo posee cuatro sockets de procesadores para procesadores Power 880. Poseen switch LAN redundantes, procesadores, switch SAN (agrupa una red de alta velocidad de canal de fibra o iscsi). 117

137 Poseen dos procesadores de servicio redundante permitiendo el funcionamiento en caso de fallo. PureFlex System. Figura 7-5: Chasis de un PureFlex Fuente: (IBM, 2015) Características El chasis posee 6 módulos de fuentes de poder en redundancia, 10 bahías de ventiladores. Posee 14 bahías para servidores. Incluye una amplia variedad de soluciones de redes Ethernet, fibre Channel de 8 a 16 Gb, FCoE and inifiband con cuatro módulos de entrada. Servidores o nodos que se pueden instalar x220, p260, x240, Flex System Manager, V7000 storage nodo. 118

138 Los p260 poseen hasta 8 núcleos de procesadores power7, a una velocidad de 3,55 GHz y 32 MB L3 cache, con una memoria máxima de 512 GB. Sistemas operativos IBM AIX, IBM i, and Linux Sistemas de almacenamiento IBM Storwize V7000 Figura 7-6: Storwize V7000 Fuente: (IBM, 2015) Características de Storwize V7000 Chasis de montaje en bastidor de 2U. 24 bahías de unidades de 2,5 o 12 bahías de unidades de 3,5 119

139 Hasta 24 TB de almacenamiento físico por módulo con unidades de disco SAS. Dos controladoras activas redundantes. Fuentes de alimentación y componentes de refrigeración duales. XIV FIGURA 7-7: Sistema de almacenamiento XIV Fuente: (IBM, 2015) 120

140 Características: El sistema de almacenamiento XIV incorpora totalmente automatización de los procesos de recuperación. Permite la redistribución de los datos después de añadir un nuevo hardware o quitar debido a un potente algoritmo de distribución. Posee dos módulos de fuente de poder, tres UPS, un switch de transferencia automática para una fuente de poder externa. Unidades de disco duro con cifrado automático de 1TB, 2 TB, 3TB, 4TB, ancho de banda máximo de caché a disco 480Gbps. La reconstrucción de discos rápida tiene lugar en minutos por TB, con impacto insignificante en el rendimiento Equipo de telecomunicaciones Entre los equipos de telecomunicaciones que funcionan con redundancia se encuentran dos Cisco Catalyst 6500 E, un Switch HP 5500 con doble redundancia, que está conectado a la red del proyecto SIGDE entre otros elementos. 121

141 Cisco Catalyst 6500 E Figura 7-8: Cisco Catalyst 6500 E Fuente: (Cisco, 2015) Este equipo proporciona una amplia gama de opciones de configuración maneja interfaces para redes LAN, WAN y MAN, puede disponer de un número variables de puertos desde 48 a 576 puertos Ethernet de 10/100/1000 Mbps. Protocolos de interconexión de datos Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet. Redundancia Dos fuentes de alimentación. Switch redundantes. Bandeja de ventiladores remplazables. Dos supervisores. 122

142 Switch HP serie 5500 Figura 7-9: Switch HP serie 5500 Fuente: (HP, 2015) Switch proporciona seguridad y soporte de servicios múltiples en la capa del extremo de las redes de grandes campus y sucursales. Características. Admite hasta 4 puertos modulares de 10 Gb modular. Modelo SPF de 24 puertos para implementación flexible. Compatible con RIP, OSPF, BGP; IS-IS,ACL e Ipv6 123

143 CAPITULO 8: PROCEDIMIENTOS DE GESTIÓN DE CENTRO DE DATOS 8.1 PROCEDIMIENTO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS Objetivo Conocer el funcionamiento del sistema de detección y supresión de incendios para proceder en caso de que surgiera un siniestro, mediante medidas preventivas que se van aplicar en el Centro de Datos Nacional Iñaquito para mitigar los riesgos Alcance El proceso que se describe, pretende ser una guía útil para el personal del Departamento de Administración de Sistemas Estratégicos y Data Center, con el fin de proceder de forma rápida y apropiada en caso de que exista un conato de incendio o se active una alarma Limitaciones Este procedimiento se basa en el sistema de detección y supresión de incendio existente en las instalaciones en el Centro de Datos Nacional Iñaquito y se lo empleará en este sitio conforme a los elementos que se encuentran funcionando en este lugar. 124

144 8.1.4 Responsabilidades Es responsabilidad de los técnicos y personas que trabajan en el Departamento de Administración de Sistemas Estratégicos y Data Center aplicar los procedimientos en caso de un conato de incendio Elementos del sistema contra incendios Tabla 8-1: Elementos del sistema contra incendio Elemento Cilindro de agente limpio Agente limpio HFC-125 Actuador válvula de impulso Panel de control Sensores de humo Módulo de control Módulo de relé Alarma fire Especificación Estos cilindros se emplean en sistemas de extinción de incendios para almacenar el agente. Es un efectivo extintor de incendio que tiene una pureza orgánica muy alta y cumple con la norma NFPA 2001 Provee los medios para activar los cilindros de agente limpio tanto manual como eléctricamente Controlan a los dispositivos mediante de circuitos de líneas de señales de panel, soporta hasta 254 dispositivos de dirección Usa el principio de la luz para detectar el humo además de la cámara de sensibilidad foto eléctrica El módulo monitorea la entrada de energía externa por la pérdida de energía y señales del panel de control Controla la operación a través de un lazo direccionable inteligente. Son de baja intensidad, notificación alta en decibeles Fuente: (Autor) 125

145 8.1.6 Desarrollo En el momento que hay un conato de incendio se encenderán las luces intermitentes y empezarán a sonar las alarmas. La campana únicamente sonara, cuando exista un cruce de información entre los sensores a este hecho se le llama alarma cruzada, se produce cuando dos sensores ya han detectado humo en dos ubicaciones diferentes en el centro de datos. Antes de realizar alguna acción frente a un conato de incendio se deberá verificar visualmente si es controlable o no. A continuación se describen los pasos que se deben seguir para actuar en caso de un conato de incendio que no es controlable. Primero: identificar el pulsador color rojo que se encuentra ubicado al ingreso del centro de datos y quitar el seguro que está ubicado en la parte inferior del pulsador. Figura 8-1: Botón descarga sistema de extinción Fuente: (Autor) 126

146 Segundo: Pulsar el botón y evacuar inmediatamente el área se tiene 30 segundos antes que empiece la descarga del agente limpio Tercero: Una vez realizada la descarga girar la llave para volver a la posición normal. Nota: El sistema de detección y supresión de incendios realizará la descarga en 60 segundos automáticamente cuando se detecta un incendio En caso que sea una falsa alarma o un incendio controlable se realizará las siguientes acciones. Primero: Para cancelar la única forma es presionando el botón aborto y se gira la llave al lado derecho. Nota: el aire acondicionado se apagará y las puertas quedarán habilitadas cuando exista una alerta de incendio. Figura 8-2: Botón de aborto sistema de extinción Fuente: (Autor) 127

147 Segundo: en el panel de control presionamos primero la tecla silence y después reset para que se vuelva activar el aire acondicionado y las puertas. Figura 8-3: Panel de control Fuente: (Autor) Tercero: Giramos la llave a la posición normal en el pulsador de aborto. En caso de que sea un conato de incendio controlable se usará el extintor que se encuentra ubicado dentro del centro de datos y se aplicará los pasos antes mencionados para la opción de falsa alarma para detener la descarga del agente limpio. Métricas de los detectores Voltaje de operación: 15 a 30 VDC Rango de temperatura: de 0 0 a 49 0 C 128

148 Rango de velocidad: 1219m/min Métricas de agente limpio Temperatura crítica: 66,25 0 C Vida atmosférica: 32,6 años Viscosidad de vapor: (lb/ft-hr): 0,013 Presión crítica, bar: 36 Densidad crítica: kg/m3: Rango de temperatura: 4,4 0 C a 32,2 0 C Pureza por peso: 99% Min Residuo, % por volumen 0,01 Aprobaciones del agente limpio El agente limpio HFC- 125 cumple con la norma NFPA 2001 Listado UL- Ex 4623 Aprobado FM

149 Diagrama de Flujo Inicio Evento Alarma de incendio Apagado Sistema de enfriadores y desactiva puertas NO Abortar alarma SI Revisión visual Eventos Evento controlable SI NO Oprimir el botón de color rojo Aborto OFF Autocontrol 60 seg.para disparo Sistema contra incendio Resetear Sistema contra incendios Extincion del incendio con gas limpio ECARO-25 encendido Sistema de enfriadores y desactiva puertas FIN 130

150 8.2 PROCEDIMIENTO DEL SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL Objetivo Definir las actividades y tareas que se deben llevar acabo en el proceso de monitoreo y control de tal manera que se pueda realizar acciones preventivas y correctivas en el Centro de Datos Nacional Iñaquito Alcance El proceso que se describe, las actividades y tareas que van realizar los técnicos del Departamento de Administración de Sistemas Estratégicos y Data Center Limitaciones El monitoreo y control está enfocado en los sistemas informáticos, equipos y redes informáticas que forman parte del funcionamiento del Centro de Datos Nacional Iñaquito Responsabilidades Son responsables del monitoreo y control los técnicos del Departamento de Administración de Sistemas Estratégicos y Data Center. 131

151 8.2.5 Desarrollo En el monitoreo y control se tendrá un plan de trabajo que se realizarán de manera que se pueda tomar acciones preventivas y correctivas apropiadas en caso de que ocurra errores, fallos en la infraestructura de TI de la empresa, para ello se utilizará software de monitoreo para: redes de comunicaciones LAN y WAN, servidores físicos y lógicos, aplicaciones, base de datos, aire acondicionado, tableros eléctricos, grupo electrógeno, sistema contra incendio, entre otros. Cada incidente se registrará en un formato establecido por Departamento de Administración de Sistemas Estratégicos y Data Center y será informado al personal encargado. Los operadores que realizarán la función del monitoreo y control deben informar sobre las novedades ocurridas en el turno, en cada cambio de horario de trabajo. A continuación se detallan las tareas que deben realizar los operadores que laboran en el Centro de datos Nacional Iñaquito. Registrar las actividades de monitoreo y novedades en formatos establecidos por el Departamento de Administración de Sistemas Estratégicos y Data Center Revisar los procedimientos, manuales técnicos, informes para poder actuar en un incidente en base a los problemas identificados en dichos documentos. Documentar las diferentes acciones correctivas, preventivas aplicadas y las lecciones aprendidas. 132

152 Realizar procedimientos detallados sobre las capacitaciones, cursos recibidos. Informar sobre incidentes que se efectuarán en el centro de datos al personal responsable para que evalúen la situación y solucionen el incidente. Llevar un registro de las personas que ingresan al centro de datos bajo el siguiente formato CONTROL DE ACCESO AL CENTRO DE CÓMPUTO Fecha Hora Ingreso Firma Autorizado Hora Salida Firma Salida Persona Identificación Motivo AA MM DD HH MM Ingreso por HH MM Fuente: (Autor) 133

153 Actividades de control y monitoreo que se debe realizar en el centro de datos: Monitoreo y control Base de datos Redes de telecomunicaciones Servidores UPS, Grupo electrógeno, Tableros, sistema contra incendio, A/A Actividades Monitoreo y afinamiento de queries por medio de la herramienta Grid12c de las siguientes base de datos: dbfin (financiera), dbsid1 y dbsid 2 (comercial), dbsdi1 y dbsdi 2 (distribución), dbsidgye (Sucumbíos). Monitorear de las redes LAN, WAN, MAN que pertenecen al proyecto EEQ y SIGDE por medio de las herramientas del WhatsUp Gold, Hp Inteligent Management Center. Monitoreo de la disponibilidad de los servidores físicos y lógicos, espacio de los discos, utilizando Nagios, IBM Tivoli Monitoring Se realiza el monitoreo físicamente como remotamente de los equipos mediante su interfaz gráfica 134

154 Diagrama de Flujo Monitoreo y control Software de monitoreo Verificar los equipos físicamente Incidentes si Revisar procedimientos no Informar a personal encargado Llamada telefonica Registro sobre las actividades de monitoreo Correo electronico Fin 135