La razionalizzazione delle infrastrutture ITUna metodologia di intervento: i CED di Ateneo

G.Russo, Università di Napoli Federico II

Proliferazione dei CED

Scelta in passato giusta, in quanto: Le reti di telecomunicazioni in Italia hanno

sempre stentato a decollare Non vi erano applicazioni web-based Non vi erano molti servizi centralizzati Non vi erano grosse banche dati centralizzate Non vi erano grosse esigenze per i CED

(pochi server, poca potenza elettrica, normale condizionamento ambientale)

Razionalizzazione dei CED

Scelta ora necessaria, in quanto: Le reti di telecomunicazioni in Italia stanno

decollando Vi sono molte applicazioni web-based Vi sono molte banche dati centralizzate Vi sono molti servizi centralizzati Vi sono grosse esigenze per i CED (molti

server, molta potenza elettrica, condizionamento ambientale non sufficiente)

La metodologia

Ripartire da zero, non basarsi sul passato Nuovo locale CED Solo macchine, 2 risorse per monitoraggio locale solo

hardware, H24 Altissima concentrazione: 300 server in 120 mq Server blade Monitoraggio remoto Gestione remota Paradigma del GRID computing Sistemi operativi: Open Source

LA DISPONIBILITA’ IT E’ LEGATA AL FUNZIONAMENTO DELL’INFRASTRUTTURA HARDWARE E DEI LOCALI SERVER

I GUASTI ALLA STRUTTURA IT COMPORTANO COSTI INGENTI PER UN ENTE E NORMALMENTE SONO CAUSATI DA UNA INADEGUATEZZA DELLA STESSA

Computer centre

Network

Server, storage

Operating system

Application

Fire detection, fire protection walls,access control

Cooling management, power management,access control,fire detection

Virus protection, data backup management,access management

Virus protection, intrusion detection,firewalls

Power supply, cooling systems,rack, cabling

Intrusion detection, firewalls

Infrastruttura Fisica CED

Critical business process

INFRASTRUTTURE INADEGUATE: Non è più consona una infrastruttura tradizionale in quanto porta notevoli costi iniziali di approntamento prevedendo l’espandibilità massima entro successivi 4/5 anni.

RACK: i tradizionali (con porte traforate ) non consentono un alto raffreddamento e quindi necessità di molti più rack per il contenimento delle macchine di calocolo = inadeguati con le nuove tecnologie BLADE SERVER.

Climatizzazione Ambientale: consente un raffreddamento di max 3/5Kw x rack non gestibile l’HOT SPOT = totalmente inadeguata con le nuove tecnologie BLADE SERVER e comporta alti costi iniziali e di esercizio .

UPS non trasformless e non modulari: non garantiscono il filtraggio della corrente di alimentazione in ingresso, i trasformatori dissipano parte della potenza a scapito del rendimento, non consentono una espandibilità in spazi ridotti, costi alti di esercizio

Razionalizzazione delle 5 aree di intervento !

1. SOLUZIONI CON Racks ad Alte Performance :

Riduzione degli Spazi per i CED Riduzione dei Costi di attrezzaggio

Alta concentrazione di calcolo Espandibilità Futura

3. SOLUZIONI INNOVATIVE PER L‘ENERGIA:

UPS modulari scalabili VFI-SS-111 Architettura Parallela Decentralizzata Espandibilità a Caldo Sistemi a FUEL CELL fino 200KW Costi ridotti di manutenzione e di esercizio

2. SOLUZIONI INNOVATIVE DI RAFFREDDAMENTO:

Sistemi LCP con scambiatori Aria Acqua , performance di raffreddamento 4 volte superiori all‘aria

Sistemi modulari espandibili a caldo Riduzione costi di manutenzione e di

esercizio

4. SICUREZZA :

Controllo Accesso ai Rack Controllo Temperatura Controllo Umidità Controllo Fumo Controllo Antincendio Controllo Alimentazioni Invio segnali di allarmi

5. MONITORAGGIO da REMOTO :

Monitoraggio e visualizzazione su di unica piattaforma di gestione dell‘intera infrastruttura fisica e di tutti gli allarmi potendoli tra loro correlare e fornire azioni di risposta

Razionalizzazione della infrastruttura ! Infrastruttura fisica indipendendente dall’ambiente esterno , scalabile, modulare e facilmente manutenibile. Progettata per potersi espandere in modo plug&play Hot swappable

Razionalizzazione degli spazi ! Rack universali ad alto contenimento di apparati svincolati dall’ambiente esterno(specialmente BLADE SERVER = minor manutenzione filtri apparati)

Climatizzazione indipendente ! Svincolarsi da sistemi di tipo ambientali e raffreddare i singoli rack con sistemi scambiatori di calore aria/acqua modulari hot swappable con potenze da 12Kw fino a 40 Kw per rack ( gestione immediata Hot Spot localizzati dei server = miglior rendimento ).

Nuovi sistemi di Energia e distribuzione ! Nuovi sistemi UPS secondo CEI 62040-3 VDE 0558 parte 530 VFI-SS-111, modulari scalabili hot swappable con architettura Parallela Decentralizzata (ciascun modulo è autonomo e indipendente dagli altri ma concorre alla efficacia finale) . Distribuzione secondaria agli armadi rack server attraverso quadri di distribuzione modulari precablati plug & play hot swappable ( riduzione di almeno il 30 % dei tempi di installazione e facilmente manutenibili e upgradabili) . Sistemi di alimentazione innovativi attraverso FUEL CELL fino a 200Kw.

Sicurezza completa ! Protezione fisica e ambientale della infrastruttura attraverso sistemi che controllando : accesso ai rack con schede magnetiche-tastierini-sistemi biometrici e transpoder, Temperatura, Umidità, Fumo , Sistemi Antincendio da Rack, Alimentazioni elettriche, Web Cam, Sistemi SMS per gli allarmi . Sistemi tutti plug & play facilmente manutenibili e upgradabili hot swappable.

Monitoraggio e controllo a distanza ! Attraverso il software di controllo che fornisce una rappresentazione grafica planimetrica di tutti i componenti fisici installati si possono gestire tutti i dati e le informazioni dell’intero impianto realizzato visualizzando le attività di controllo impostando ed incrociando azioni in risposta agli eventi. Tutti i dati importanti per la sicurezza vengono raccolti e documentati per le più disparate attività.

Alta Disponibilità =Modularità e scalabilità della infrastruttura

MTTR 0.5h 1h 2h 6h 12h 24h 36h 48h 72h 96h

MTBF=100’000 hMTBF=200’000 hMTBF=300’000 hMTBF=400’000 hMTBF=500’000 h

A = ___ MTBFUPS________

( MTBFUPS+ MTTR )

99.9900000%

99.9910000%

99.9920000%

99.9930000%

99.9940000%

99.9950000%

99.9960000%

99.9970000%

99.9980000%

99.9990000%

100.0000000%

A (Availability)

MINORE Mean Time To Repair (MTTR)ALTA DISPONIBILITA’!!!

MINORI COSTI di downtime

L’ MTTR è il vero fattore che influenza la DISPONIBILITA’

Avere una griglia di protezione a 360 gradi per i centri di elaborazione dati con un servizio esteso a 5 aspetti strategici: Rack, Power e distribuzione, Cooling, Monitoring e Remote Management.

sec.

management - Monitoring

Soluzione

coolingpowerrack security

Il progetto specifico: S.Co.P.E.

Riunificazione dei CED per il calcolo scientifico, con paradigma GRID

Costi: € 5.000.000 tutto compreso Numero server: 300 Automatismi nella allocazione delle risorse di

calcolo Automatismi nella allocazione dello spazio

disco Sistemi di autenticazione degli utenti

Problemi:

Spazi Energia elettrica Raffreddamento Rete telematica Persone Telecontrollo Monitoraggio Configurazione Diversificazione delle applicazioni Necessità di un middleware

Non-problemi:

Server IBM, DELL, HP etc tutti molto affidabili Management remoto non complesso Alta densità

Storage SAN: si, ma non sempre serve Database, ma non solo Molti file grandi, accesso sequenziale

Il paradigma del GRID

SE

WN

CE

YAIM

UI

GRID

UI

DGAS

TS

SAM

MS

LFC

II

VOMS

RB

Grid Service Center

Grid Site

Il Middleware

•Portali

• Accesso a dati memorizzati su file system remoti

• Autenticazione sicura sulla rete

• Gestione dell’esecuzione su risorse remote

Medium level

Low level

High level

•Strumenti di visualizzazione

•Librerie scientifiche ottimizzate per le specifiche applicazioni

•Monitoraggio dell’andamento delle prestazioni dell’applicazione

•Selezione delle risorse di calcolo più opportune

La rete LAN e WAN

LAN Dorsale di rete a 10 Gbit/sec Rete ridondata (2x Gbit/sec, 4x Gbit/sec) Rete a bassa latenza (1x infiniband) Rete separata per monitoraggio e management (1x

100 Mbit/sec)

WAN Collegamenti Intranet a 2.4 Gbit/sec, ridondati Collegamenti Internet a 1 Gbit/sec, ridondati

L’impiantistica

Ripartire da zero, non basarsi sul passato Nuova cabina elettrica 1 Mwatt Nuovo Gruppo Elettrogeno 1 Mwatt Rack della RITTAL, che consentono:

Raffreddamento ad acqua dei rack, con unità LCP e chiller esterno

Rack a tenuta stagna Impianto antincendio interno ai rack Monitoraggio e telecontrollo Sensori su tutto (apertura porte rack, tensione di ogni

presa, utilizzo ampere, etc)

collectivecollective10 srv

worker nodeworker nodeworker node

TIPO A 96

blade

worker nodeworker nodeworker nodeworker node

TIPO B 128

blade

Storage elementStorage element

10 srv

SCSI SATA

Computing element

UI & test nodeUI & test node10 srv

2 srv

Sw

itch

giga

bit

ethe

rnet

Sw

itch

fas

t et

her

net

Sw

itch

In

fin

iban

d

worker nodeworker nodeworker nodeworker node

Servizi collettivie di Infrastruttura Grid

Nodi di CalcoloBiprocessori ed SMP

Grid Storage Element

Sistemi di Storage

La rete metropolitana

Optical Fiber

SCIENZE

MEDICINA

LETTEREGIURISPRUDENZA

INGEGNERIA

Il vecchio CED

Il nuovo CED, il progetto

Il nuovo CED, il progetto

Il nuovo CED, in costruzione

Il prototipo

CONCLUSIONI

Non modifiche lente e graduali, ma grosse modifiche tutte insieme

Vedere i CED come un luogo “remoto”, virtualizzando tutta la gestione

Massima attenzione ai problemi di energia elettrica e di raffreddamento

Disponibilità di una rete LAN e WAN state-of-the-art (SPC del tutto inutile per questo)

Sicurezza dei dati, con replica remota