Infraestrutura de Data Centers

Os Data Centers são estruturas complexas que abrigam as aplicações e os sistemas de informação de uma empresa. Idealmente, suas instalações devem contemplar os componentes redundantes e sobressalentes necessários para eliminar os pontos de falha e aumentar seu nível de disponibilidade e confiabilidade. Diversos fatores têm impulsionado o surgimento de novos Data Centers, entre eles: o célere aumento das transações comerciais na Internet (comércio eletrônico), o avanço do processamento comercial de alto desempenho através da computação em nuvem e o crescimento dos provedores de software como serviço (SaaS – Software as a Service).

Atualmente, muitas das aplicações Web estão hospedadas em DCs: os sistemas de troca de mensagens instantâneas, as redes sociais, as aplicações de comércio eletrônico e os buscadores de conteúdo. Cada vez mais, os aparelhos domésticos (televisores, telefones, tablets, videogames, entre outros) acessam dados disponibilizados em um Data Center. Diferentes segmentos da atividade humana igualmente estão controlados por servidores instalados em Data Centers pulverizados em várias localidades, tais como: energia, iluminação, telecomunicações, tráfego urbano, instituições financeiras, sistemas de saúde, serviços de entretenimento e meios de transporte público e privado.

Estes oferecem aos seus usuários diversas vantagens, entre elas: a redução dos investimentos em recursos humanos e materiais, serviços de tecnologia da informação aderentes às necessidades do negócio, economias de escala em serviços de telecomunicações e redes de computadores, além da flexibilidade e rapidez na implantação e disponibilização de novos sistemas de informação.

Neste artigo, serão expostas as definições habitualmente encontradas para os Data Centers, bem como as diferenças entre as instalações mantidas por empresas privadas ou agências governamentais, e aquelas ofertadas por prestadores de serviços de telecomunicações. Serão contextualizados os serviços oferecidos pelos Internet Data Centers agrupados como Colocation e Hosting. Também serão abordadas as topologias e os padrões recomendados pela norma TIA-942, enfocando os principais componentes e seus aspectos de redundância para o dimensionamento de Data Centers com estruturas típicas, reduzidas e distribuídas. Será descrita a classificação comumente empregada nestas instalações, destacando as características consideradas em sua concepção, em termos da arquitetura, sistemas de telecomunicações, elétricos e mecânicos. Por fim, serão apresentadas as infraestruturas que são utilizadas pelos sistemas de computação em nuvem.

O que são os Data Centers?

Atualmente, existem diversas definições empregadas para descrever um Data Center. Alguns autores afirmam que é uma estrutura utilizada para armazenar todos os sistemas de informação (SI) de uma empresa. Outros contextualizam como uma infraestrutura com alta disponibilidade para os equipamentos e sistemas de tecnologia da informação (TI), a qual assegura seu funcionamento 24 horas por dia, 7 dias na semana e 365 dias por ano. Já a especificação TIA-942, Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers, os delineia como construções ou partes de um edifício cuja função primária é abrigar salas de computadores e suas áreas de suporte.

Os Data Centers podem ser categorizados em dois grupos: Private Data Center (PDC) e Internet Data Center (IDC). Um PDC é mantido por empresas privadas, instituições ou agências governamentais com o objetivo de armazenar os dados processados internamente e as aplicações que servem seus usuários na Internet. Já um IDC geralmente pertence aos provedores de telecomunicações, às operadoras comerciais das redes de telefonia ou a outros tipos de prestadores de serviços de telecomunicações. Segundo Pravin Ganore, em seu artigo How To Build Data Centers, habitualmente esta categoria de DC tem como propósito oferecer diversos tipos de serviços agrupados em duas principais classes: Colocation e Hosting.

Na modalidade de Colocation, os usuários contratam somente o espaço físico onde seus servidores e dispositivos de redes serão instalados. O IDC pode também oferecer racks (gabinetes projetados e padronizados para a montagem modular dos equipamentos), além do fornecimento da infraestrutura de climatização, energia elétrica, telecomunicações, sistemas de combate e prevenção de incêndio, e segurança física e lógica. Opcionalmente podem ser ofertados outros serviços, tais como:

· Monitoração e notificação proativa de eventos relacionados à rede de comunicação de voz e dados;

· Sistemas para resolução de nomes (Domain Name System – DNS), responsáveis pela tradução de nomes, como www.devmedia.com.br para o endereço IP (Internet Protocol) empregado na identificação do servidor onde a página Web está hospedada;

· Suporte técnico de especialistas nas diversas áreas de TI;

· Operadores para realização de tarefas locais, como inserção de mídias removíveis (por exemplo, CDs e DVDs) e reinicialização de servidores, roteadores, switches, firewalls e balanceadores de carga.

Entre as principais vantagens do Colocation, destacam-se: a redução de investimentos na infraestrutura, a economia de escala na compra de serviços de telecomunicações e operações de TI, a agilidade na implantação e disponibilização de novas aplicações de SI, e o suporte de profissionais e consultores altamente especializados e experientes.

Já no serviço de Hosting, toda infraestrutura de hardware e software do IDC é disponibilizada aos usuários que não desejam especializar-se na operação da tecnologia de informação. Assim, é possível escolher os servidores, sistemas operacionais, sistemas de banco de dados e softwares aplicativos conforme as necessidades e características de cada negócio. Diversos serviços com alto valor agregado são ofertados aos clientes, entre eles:

· Planejamento de capacidade e expansão para servidores e dispositivos de rede;

· Sistemas de detecção de intrusos (Intrusion Detection System – IDS) que visam monitorar os acessos não autorizados em uma rede de computadores, os quais podem indicar a ação de um cracker ou funcionários mal intencionados;

· Monitoração e notificação proativa de eventos relacionados à comunicação de dados;

· Controle e disponibilização de novas faixas de endereçamento IP para atribuição aos dispositivos conectados à Internet;

· Relatórios detalhados sobre a utilização e a capacidade total do hardware e do software de servidores, roteadores, switches, firewalls e balanceadores de carga;

· Servidores para relay de mensagens de correio eletrônico (serviço no qual as correspondências são encaminhadas para um servidor intermediário responsável por entregá-las aos destinatários finais);

· Sistemas para resolução de nomes (DNS);

· Suporte técnico de especialistas em TI, 24 horas por dia, 7 dias na semana e 365 dias por ano;

· Ponto único de contato (Service Desk), o qual possibilita o registro e o acompanhamento dos pedidos de suporte e manutenção;

· Operadores para realização de tarefas locais e reinicialização de servidores, roteadores, switches, firewalls e balanceadores de carga;

· Aplicação das correções de segurança (patches) disponibilizadas para os sistemas operacionais;

· Manutenção, substituição e atualização do hardware dos servidores;

· Backup total ou incremental dos dados e dos aplicativos;

· Infraestrutura completa para o armazenamento de grandes volumes de dados, por intermédio de SANs (Storage Area Networks);

· Expansão sazonal da capacidade de escoamento do tráfego para Internet, através da contratação de Gigabytes adicionais.

São os principais benefícios da contratação do Hosting: redução do investimento em ativos fixos e em pessoal técnico especializado em TI, serviços de TI aderentes às necessidades do negócio, atualização constante do software e hardware utilizados, know-how de consultores em TI, agilidade na implantação e disponibilização de novas aplicações de SI, e segurança física e lógica com altos padrões de desempenho e disponibilidade.

Topologias e padrões para os Data Centers

Segundo José Maurício S. Pinheiro, em seu artigo Ambiente de Data Center, um Data Center robusto é aquele projetado segundo padrões que estabelecem os requisitos que asseguram disponibilidade e confiabilidade. Um DC também deve suportar as tecnologias existentes e os avanços tecnológicos em processamento de dados, telecomunicações e armazenamento. Portanto, a construção de um Data Center depende da integração completa entre diversas áreas e sistemas, entre elas:

· Arquitetura;

· Climatização;

· Gestão das instalações prediais;

· Políticas de manutenção;

· Infraestrutura elétrica;

· Infraestrutura de telecomunicações;

· Segurança física e lógica.

A Figura 1 ilustra as principais áreas de um Data Center típico e como estas se relacionam entre si e com outros espaços externos, conforme a recomendação TIA-942.

Figura 1. Áreas presentes em um Data Center típico.

Esta norma também descreve as principais áreas funcionais que compõem a estrutura de um DC (Figura 2). São elas:

· Entrance Room (ER) – Sala de entrada: área na qual as instalações pertencentes às operadoras de telecomunicações promovem a interface com o cabeamento estruturado do Data Center. A ER abriga todos os equipamentos destas operadoras, que também disponibilizam enlaces de comunicação de dados aos seus clientes. Recomenda-se que esta sala esteja localizada fora do local onde estão os servidores e os dispositivos de rede, denominado sala de computadores (computer room), para aumentar a segurança (evita o acesso físico dos prestadores de serviço terceirizados). Os DCs podem ter múltiplas ERs para prover redundância e para evitar que sejam excedidos os limites de distância do cabeamento estruturado (fibras óticas e pares trançados – metálicos);

· Main Distribution Area (MDA) – Área de distribuição principal: este espaço compreende o Main Cross-Connect (MC), que é o ponto central de distribuição do sistema de cabeamento estruturado de um Data Center. Pode incluir também o Horizontal Cross-Connect (HC) para atender equipamentos instalados no local, como as centrais telefônicas, e os roteadores e switches de backbone (principais). A MDA geralmente está localizada dentro da sala de computadores, mas também pode estar em um espaço dedicado, a fim de aumentar a segurança física;

· Horizontal Distribution Area (HDA) – Área de distribuição horizontal: conecta as áreas de distribuição de equipamentos. Frequentemente, a HDA está situada na sala de computadores, porém, por questões de segurança, pode ser instalada em um local dedicado. A área de distribuição horizontal tipicamente inclui os switches LAN (Local Area Network), SAN (Storage Area Network) e KVM (Keyboard/Video/Mouse) usados pelos equipamentos terminais localizados nas EDAs. Os DCs podem ter várias salas de computadores, em diferentes andares, cada qual suportada por sua própria HDA. Já as infraestruturas menores não requerem necessariamente a área de distribuição horizontal, pois a sala de computadores pode ser atendida diretamente pela MDA;

· Zone Distribution Area (ZDA) – Área de distribuição da zona: ponto opcional de interconexão. Situado entre as áreas de distribuição horizontal e de equipamentos, possibilita flexibilidade ao Data Center, permitindo alterações rápidas na reconfiguração do cabeamento;

· Equipment Distribution Area (EDA) – Área de distribuição de equipamentos: espaço alocado para dispositivos terminais (servidores, unidades de armazenamento de dados, telefones, entre outros) e equipamentos de telecomunicações (roteadores, switches, firewalls e balanceadores de carga).

Figura 2. Principais áreas funcionais da topologia de um Data Center típico.

Topologias reduzidas para Data Centers

Segundo a norma TIA-942, as infraestruturas para DCs menores podem ser dimensionadas como uma topologia reduzida. Neste modelo, tanto o ponto central de distribuição do cabeamento estruturado (MC) quanto o cabeamento horizontal (HC) são consolidados na MDA (no extremo, em um único rack); por fim, a sala de entrada também pode ser agregada na área de distribuição principal (Figura 3). Esta arquitetura é muito utilizada no projeto de pequenos Data Centers, geralmente mantidos por empresas privadas. Habitualmente o espaço físico é limitado nestes DCs e as aplicações não justificam os investimentos em elevados níveis de disponibilidade, redundância, escalabilidade e modularidade.

Figura 3. Principais áreas de um Data Center com topologia reduzida.

Topologias distribuídas para Data Centers

Restrições relacionadas ao comprimento máximo do cabeamento podem demandar múltiplas salas de entrada em grandes Data Centers (Figura 4). As ERs estão conectadas às áreas de distribuição principal e horizontal por intermédio de fibras ópticas, pares trançados ou cabos coaxiais. A ER primária não deve ser interligada diretamente às HDAs, somente através da MDA. Já a ER secundária pode ser conectada às HDAs, embora não seja uma prática recomendada. Este modelo é implementado em grandes infraestruturas, frequentemente, Internet Data Centers. Duas salas de entrada possibilitam redundância na interface com as operadoras de telecomunicações, viabilizando a interconexão com diferentes equipamentos e infraestruturas de fibras óticas encaminhadas por caminhos físicos díspares (por exemplo, abordagens de entrada em logradouros distintos). Assim, os IDCs também oferecem aos seus clientes conexões de alta velocidade e capacidade com as principais operadoras de telecomunicações locais, ou seja, o tráfego originado nos servidores hospedados nas suas instalações será encaminhado diretamente para os destinatários finais conectados nestes provedores.

Figura 4. Principais áreas de um Data Center com topologia distribuída.

Classificação dos Data Centers

A recomendação TIA-942 afirma que os pontos únicos de falha devem ser eliminados do projeto de um Data Center para assegurar sua redundância e confiabilidade. Estes podem ocorrer em qualquer componente dos subsistemas de um DC, entre eles:

· Sistemas de climatização: os equipamentos podem sofrer falhas elétricas, hidráulicas ou mecânicas e não suportar o condicionamento do ar conforme as condições de temperatura e umidade dimensionadas; além disso, o sistema pode não suportar condições extremas de temperatura (por exemplo, dias muito quentes e úmidos);

· Infraestrutura elétrica: falhas ou manutenções programadas podem causar interrupções no fornecimento de energia elétrica, pois diversos e complexos dispositivos estão envolvidos, como painéis elétricos, redes internas de transmissão, baterias e geradores;

· Infraestrutura de telecomunicações: envolve equipamentos especializados e sofisticados para a transmissão dos dados e a interface com as operadoras de telecomunicações. As principais falhas estão relacionadas ao software e ao hardware dos equipamentos, ou seja, podem ocorrer inconsistências na alocação de memória, mau funcionamento nos módulos, nas portas de interconexão, nas fontes de alimentação e nos resfriadores dos gabinetes (ventiladores);

· Segurança lógica e física: incidentes de segurança podem causar suspensões no fornecimento dos serviços. Geralmente são provocadas por vírus, cavalos de troia, ataques de negação de serviço, falhas nos protocolos e nos sistemas operacionais. Também são comuns deficiências nas políticas de segurança, que deveriam limitar o acesso físico somente às equipes e usuários que prestam suporte aos dispositivos da infraestrutura do Data Center.

Desta forma, os DCs podem ser classificados segundo aspectos intimamente relacionados à maneira como foram concebidos: (i) arquitetura, (ii) telecomunicação, (iii) elétrico e (iv) mecânico. A partir destas características, foram criados quatro níveis de infraestrutura (também chamados Tiers):

· Tier 1 (Data Center básico);

· Tier 2 (Data Center com componentes redundantes);

· Tier 3 (Data Center que permite manutenção sem paradas);

· Tier 4 (Data Center tolerante a falhas).

As próximas seções descrevem brevemente as principais características de cada uma destas categorias de DCs, destacando o tempo máximo de indisponibilidade da infraestrutura (downtime) e os principais pontos de atenção.

Tier 1 – Data Center básico

Neste nível, a infraestrutura de telecomunicações será distribuída da sala de entrada para as áreas de distribuição principal e horizontal por meio de um caminho (duto) único, sem rotas alternativas físicas ou lógicas. Também não contempla a redundância na entrada da alimentação elétrica da concessionária fornecedora. Suporta um nível de distribuição de energia que atende somente a demanda prevista, sem carga elétrica adicional. Já o sistema de condicionamento de ar, mantém a temperatura e a umidade relativa das áreas críticas nas condições estabelecidas no projeto, igualmente sem capacidade ociosa.

Os DCs desta categoria são suscetíveis a interrupções planejadas (manutenções preventivas e corretivas, atividades para expansão da infraestrutura, atualizações de software, entre outras) e não previstas (falhas e incidentes). O tempo máximo de indisponibilidade da infraestrutura é de 28,8 horas por ano. Este valor é obtido por meio do cálculo da disponibilidade total prevista, ou seja, 99,671% das 8.760 horas anuais. Os principais pontos de atenção são:

· Falhas de alimentação elétrica no Data Center ou na Central da Operadora de Telecomunicações;

· Falhas nos dispositivos de redes, como roteadores, switches, firewalls, balanceadores de carga, entre outros;

· Eventos catastróficos nos caminhos de interligação ou nas áreas ER, MDA, HDA, ZDA e EDA.

Tier 2 – Data Center com componentes redundantes

Neste grupo, os equipamentos de rede e de telecomunicações possuem seus principais módulos de hardware redundantes, tais como:

· Fontes de energia;

· Placas processadoras de dados;

· Placas de gerenciamento;

· Portas para conexão com outros dispositivos.

O cabeamento das áreas de distribuição horizontal para os equipamentos de backbone deve ser composto por fibras ópticas ou pares trançados redundantes, suportando a interconexão com diferentes módulos dos dispositivos de redes e telecomunicações. Deve disponibilizar também duas caixas de acesso de telecomunicações e dois caminhos de entrada até a ER (separados minimamente por 20 metros e conectados a pontos opostos da sala de entrada).

Os DCs denominados Tier 2 ainda não contemplam a redundância na entrada da alimentação elétrica da concessionária fornecedora. Entretanto, os nós de baterias (Uninterruptible Power Supply – UPS) que suportam a operação até o acionamento dos geradores elétricos devem estar configurados como N+1. Neste cenário, N representa a quantidade de nós necessária para atender a carga elétrica total planejada; já na redundância N+1, existe um nó sobressalente que será ativado quando qualquer outro estiver indisponível. Também não há necessidade de geradores de energia elétrica redundantes. Por fim, os equipamentos condicionadores de ar devem ser projetados para operação contínua, 24 horas por dia, 7 dias na semana e 365 dias por ano, em configuração N+1.

A indisponibilidade máxima permitida é de 22,0 horas por ano (disponibilidade total prevista de 99,749%). Os principais pontos de atenção são relacionados às falhas nos sistemas de energia elétrica e climatização, que podem gerar incidentes em todos os demais componentes do Data Center.

Tier 3 – Data Center que permite manutenção sem paradas

Estes DCs são atendidos por duas ou mais operadoras de telecomunicações, que provisionam seus enlaces de dados por intermédio de infraestruturas totalmente independentes. Estas estarão distribuídas em duas salas de entrada, minimamente separadas por 20 metros, em lados opostos do Data Center. Estas ERs devem possuir sistemas de condicionamento de ar, energia elétrica, proteção contra incêndios e equipamentos de telecomunicações distintos.

Também estarão disponíveis caminhos redundantes entre as ERs, MDAs e HDAs, por intermédio de fibras ópticas ou pares trançados. Todos os dispositivos de rede e de telecomunicações estarão configurados em modo redundante, seja ativo-ativo (quando todos os nós estão operando simultaneamente e dividindo as transações a serem processadas) ou ativo-backup (neste modelo, um nó ocioso está disponível para entrar em operação somente no momento da ocorrência de um incidente). Desta maneira, poderão ocorrer manutenções e alterações no layout sem nenhuma indisponibilidade para os serviços do Data Center.

O sistema elétrico também deverá operar com contingenciamento N+1. Finalmente, os equipamentos condicionadores de ar serão dimensionados com equipamentos redundantes suficientes para suportar falhas ou manutenções planejadas em até um painel elétrico (neste caso, haverá interrupção no fornecimento de energia elétrica para todos os dispositivos do sistema de climatização conectados em circuitos alimentados por este quadro de distribuição elétrica), mantendo as condições de temperatura e de umidade relativa.

Neste nível, os DCs possuem downtime anual máximo de 1,6 horas (disponibilidade total prevista de 99,982%). O ponto crítico da infraestrutura são as áreas de distribuição principal e horizontal, pois qualquer incidente nestas poderá resultar na interrupção da operação.

Tier 4 – Data Center tolerante a falhas

Analogamente aos Data Centers do Tier 3, as instalações desta camada serão atendidas por duas ou mais operadoras de telecomunicações, que utilizam infraestruturas distintas. Estas estarão distribuídas em duas ERs, separadas por 20 metros, em lados opostos do DC. Ambas terão sistemas de climatização, energia elétrica, proteção contra incêndios e equipamentos de telecomunicações independentes.

Toda infraestrutura de cabeamento estruturado deverá ser redundante e instalada em dutos fechados. Além disso, é recomendada uma MDA secundária (em uma zona de proteção contra incêndio separada). O cabeamento das HDAs deverão seguir caminhos diferentes, um até a MDA principal, e outro até a MDA secundária. Os dispositivos de rede serão redundantes e serão alimentados por circuitos elétricos distintos, possibilitando o chaveamento automático para os equipamentos backup.

A instalação também deverá possuir duas alimentações de energia elétrica das concessionárias fornecedoras, conectadas em diferentes subestações para assegurar a redundância no fornecimento. O sistema elétrico estará configurado como 2(N+1), onde além de um componente sobressalente, toda estrutura elétrica será duplicada.

Já o sistema de climatização será concebido com os componentes redundantes necessários para suportar falhas ou manutenções planejadas em até um painel elétrico, mantendo as condições de temperatura e de umidade relativa. Estes equipamentos devem possuir duas ou mais fontes de energia elétrica, conectadas em circuitos independentes.

Os Data Centers deste Tier têm indisponibilidade anual máxima de 0,4 hora (disponibilidade total prevista de 99,995%). Nota-se que a probabilidade de interrupções nos serviços é baixa, desde que seguidas as recomendações de disponibilização das áreas de distribuição principal e horizontal secundárias.

Sumário dos níveis de infraestrutura dos Data Centers

Conforme exposto nas seções anteriores, os DCs podem ser classificados em diferentes tiers. A infraestrutura elétrica, os sistemas de condicionamento de ar e a arquitetura de cabeamento são mais complexos nas instalações em conformidade com os tiers mais altos. Além disso, os equipamentos de rede e telecomunicações também utilizam mais componentes redundantes e robustos, resultando em um maior índice de disponibilidade. Abaixo, estão sumarizados os principais aspectos apresentados previamente. Por fim, a Figura 5 ilustra graficamente o downtime anual para as instalações em diferentes tiers.

· Tier 1: a infraestrutura deste grupo possui numerosos pontos de falha, pois não dispõe de redundância elétrica, de climatização, de cabeamento e de equipamentos de rede e telecomunicações;

· Tier 2: equipamentos de rede e telecomunicações com módulos de hardware redundantes. Cabeamento encaminhado por caminhos distintos. Os sistemas de UPS e condicionamento de ar estão configurados com contingenciamento N+1. Não há abordagem dupla no fornecimento de energia elétrica pela concessionária, geradores redundantes e circuitos elétricos independentes para os equipamentos;

· Tier 3: dispositivos de rede e telecomunicações redundantes. Duas ou mais operadoras de telecomunicações instaladas em salas de entrada totalmente independentes, com cabeamento encaminhado por dutos distintos para as áreas de distribuição principal e horizontal. Sistema elétrico configurado com contingenciamento N+1. Já o sistema de climatização suporta falhas e manutenções planejadas em até um painel elétrico. Por fim, as MDAs e HDAs não são duplicadas, ou seja, incidentes nestas áreas podem causar a interrupção nos serviços;

· Tier 4: todos os equipamentos de rede e telecomunicações são redundantes e conectados em diferentes circuitos elétricos. O DC tem duas ou mais operadoras de telecomunicações instaladas em ERs independentes, com cabeamento redundante e encaminhados por dutos fechados. Existem áreas de distribuição principal e horizontal primárias e secundárias. A alimentação elétrica é fornecida a partir de subestações diferentes e o sistema elétrico está configurado como 2(N+1).

Figura 5. Downtime anual para cada um dos Tiers.

Qual o melhor Data Center?

Segundo Sri Chalasani, em seu artigo TIA-942: Data Center Standards, dependendo das características do modelo de negócios da empresa, diferentes infraestruturas podem ser utilizadas. Assim, o critério mais relevante na escolha de um Data Center é a dependência que uma empresa ou organização apresenta em relação aos sistemas de informação. Portanto, empresas que não realizam seus negócios diretamente pela Internet e cujas operações não necessitam ser processadas em tempo real, podem optar por investimentos em infraestruturas menos robustas e com menor disponibilidade. Já as companhias que possuem forte vínculo com a tecnologia da informação, como aquelas que praticam comércio eletrônico ou as instituições financeiras, devem escolher DCs com os menores índices de downtime. A lista abaixo ilustra alguns exemplos conforme os níveis descritos nas seções anteriores:

· Tier 1: Companhias pequenas, com presença limitada na Internet, pouca dependência da tecnologia da informação e que toleram a indisponibilidade momentânea dos serviços;

· Tier 2: Organizações que vendem alguns de seus produtos pela Internet, com sistemas de informação instalados em múltiplos servidores, dependentes de aplicações de correio eletrônico e voz sobre IP. Suportam apenas a indisponibilidade planejada de seus serviços;

· Tier 3: Empresas com presença mundial na Internet e amplamente conhecidas, com páginas Web de comércio eletrônico. Possuem alta dependência da tecnologia e dos sistemas de informação. Portanto, a interrupção dos serviços pode gerar um prejuízo significativo;

· Tier 4: Instituições e companhias que realizam transações de alto valor monetário através da Internet. Totalmente dependentes da TI e não tolerantes a nenhuma indisponibilidade na operação de seus serviços online.

Infraestrutura para computação em nuvem (cloud computing)

A computação em nuvem (cloud computing) é um tema atual e fortemente relacionado à infraestrutura dos Data Centers, pois estes últimos são a sua manifestação física. Segundo Fábio Verdi, Christian Rothenberg, Rafael Pasquini e Maurício Magalhães, em seu artigo Novas Arquiteturas de Data Center para Cloud Computing, a computação em nuvem é um conjunto de recursos virtuais facilmente usáveis e acessíveis, tais como hardware, plataformas de desenvolvimento e serviços. Sua estrutura é modular e flexível, possibilitando ser dinamicamente reconfigurada para se ajustar a uma carga variável, otimizando o uso dos recursos. Este conceito é ilustrado graficamente pela Figura 6.

Figura 6. Componentes da computação em nuvem.

Dependendo da infraestrutura física e da sua localização, os Data Centers que suportam a computação em nuvem podem ser classificados como mega, micro, nano ou baseados em contêineres:

· Mega Data Centers: são instalações com dezenas de milhares de servidores. Estas são construídas em locais próximos às subestações de fornecimento de energia elétrica, e com boa conectividade à Internet (oferecida por diferentes operadoras de telecomunicações). Habitualmente, são empregadas para aplicações em nuvem que analisam bases de dados ou outros sistemas que requeiram grandes volumes de memória, ciclos de processamento e espaço para armazenamento dos dados;

· Micro Data Centers: possuem milhares de servidores e geralmente são conhecidos como instalações satélites, pois estão localizadas em pontos próximos aos grandes centros populacionais para oferecer uma diversidade geográfica que minimiza a latência (atrasos na transferência dos dados) e os custos das comunicações com as operadoras de telecomunicações. Suportam aplicações interativas, como correio eletrônico, compartilhamento de documentos e distribuição de conteúdos;

· Nano Data Centers: este conceito surgiu da possibilidade de considerar os equipamentos dos usuários finais como uma extensão do Data Center, utilizando seus recursos para execução de tarefas de processamento e armazenamento de dados. Este novo paradigma evidencia os desafios de gerenciar um sistema com natureza distribuída e assegurar desempenho, confiabilidade e segurança;

· Data Centers baseados em contêineres: modelo que disponibiliza instalações modularizadas em contêineres com até 2.000 servidores, formando um bloco computacional que necessita apenas de energia elétrica, água (para refrigeração) e conectividade à Internet para iniciar sua operação. Este tipo de infraestrutura é uma opção para implantação em locais remotos ou temporários, como nas proximidades dos eventos culturais e esportivos.

É importante notar que, independentemente da classificação adotada pelas instalações que suportam a computação em nuvem, sua infraestrutura deve seguir a recomendação TIA-942 para assegurar que sejam reduzidos os pontos únicos de falha, especialmente aqueles relacionados aos aspectos elétricos, aos sistemas de climatização, à arquitetura de cabeamento, e aos equipamentos de redes e telecomunicações. Somente desta forma, será possível atingir os índices de disponibilidade, escalabilidade e confiabilidade apresentados para cada um dos tiers.

Conclusões

Os Data Centers são estruturas complexas porque envolvem a integração entre diversas áreas e sistemas, tais como: climatização, sistemas elétricos, infraestrutura de telecomunicações, dispositivos de combate e prevenção de incêndio, e políticas de segurança física e lógica. Suas instalações devem abrigar os equipamentos e os sistemas de tecnologia da informação de uma empresa 24 horas por dia, 7 dias na semana e 365 dias por ano. Podem ser Private Data Centers (mantidos por empresas privadas ou públicas) ou Internet Data Centers (providos por prestadores de serviços de telecomunicações). Estes últimos agrupam seus serviços em duas modalidades básicas: Colocation (fornecem somente o espaço físico a fim de permitir a instalação dos equipamentos de seus clientes) e Hosting (ofertam a infraestrutura completa de hardware e software).

A infraestrutura dos Data Centers deve suportar as tecnologias existentes e os avanços tecnológicos nas áreas de processamento de dados, telecomunicações e armazenamento. Para tanto, uma instalação típica é composta por cinco principais áreas funcionais: sala de entrada, área de distribuição principal, área de distribuição horizontal, área de distribuição da zona e área de distribuição de equipamentos. Também existem versões reduzidas e distribuídas, para acomodar infraestruturas menores e mais complexas, respectivamente.

Por fim, conforme o nível de disponibilidade e confiabilidade requerido pelo modelo de negócio de uma empresa, Data Centers em diferentes níveis ou Tiers podem ser selecionados. As instalações no primeiro nível possuem numerosos pontos de falha e atendem organizações pequenas, com presença limitada na Internet e pouca dependência de tecnologia da informação. Já os Data Centers classificados como Tier 4 empregam sofisticados e modernos componentes de redundância que resultam em uma indisponibilidade anual máxima de 0,4 hora. Com obviedade, tal infraestrutura tem um custo compatível somente com empresas que realizam um alto volume de negócios através da Internet, ou seja, que não toleram nenhum tipo de interrupção em seus serviços, pois haveria um prejuízo inestimável em transações perdidas e a sua própria imagem.

Links

Artigo “Ambiente de Data Center”, escrito por José Maurício S. Pinheiro.
http://www.projetoderedes.com.br/aulas/unifoa_topicos/unifoa_topicos_aula1.pdf

Artigo “How To Build Data Centers?”, escrito por Pravin Ganore.
http://www.esds.co.in/blog/how-to-build-data-centers

Artigo “Novas Arquiteturas de Data Center para Cloud Computing” escrito por Fábio Verdi, Christian Rothenberg, Rafael Pasquini e Maurício Magalhães.
http://www.dca.fee.unicamp.br/~chesteve/pubs/MC-DATA-CENTER-NETWORKS-SBRC2010.pdf

Artigo “TIA-942: Data Center Standards” escrito por Sri Chalasani
.http://www.merit.edu/events/mmc/pdf/2010_chalasani.pdf

Artigo “TIA-942 – Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers”, escrito por Telecommunications Industry Association.
http://www.tiaonline.org