Zasadnicze wymagania dotyczące zarządzania infrastrukturą NCPI nowoczesnych centrów danych

Transkrypt

1 Zasadnicze wymagania dotyczące zarządzania infrastrukturą NCPI nowoczesnych centrów danych Ted Ives White Paper 14 1

2 Streszczenie Zarządzania infrastrukturą fizyczną w centrach danych nie można już rozważać niezależnie od architektury zarządzania IT. Aby możliwe było zarządzanie zmianami i uzyskanie pożądanych poziomów dostępności przy jednoczesnej kontroli kosztów, kierownicy działów IT nie mogą opierać się na jednostkowych, realizowanych pod kątem określonego zastosowania rozwiązaniach do zarządzania, które były stosowane w przeszłości. Rozwiązania tego typu nie są już skuteczne i powinny zostać zastąpione przez systemy oparte na otwartych standardach zarządzania IT i zintegrowane z nimi. Biorąc pod uwagę tę kwestię, w tym artykule opisano wymagania wobec zarządzania infrastrukturą fizyczną sieci o znaczeniu krytycznym (NCPI) następnej generacji. 2

3 Wstęp Kluczem do zarządzania infrastrukturą fizyczną sieci o znaczeniu krytycznym (NCPI) jest zastosowanie tych samych strategii, które są używane do zarządzania serwerami, pamięcią masową, przełącznikami i drukarkami. Podstawowe kwestie związane z utrzymywaniem dostępności systemu oraz zarządzaniem problemami i zmianami są podobne, choć każde urządzenie może charakteryzować się specyficznymi problemami wynikającymi z jego indywidualnych cech. Do najważniejszych kategorii zarządzania infrastrukturą NCPI zalicza się zarządzanie wypadkami, zarządzanie zmianami, zarządzanie pojemnością oraz zarządzanie dostępnością. Wdrożenie proponowanych strategii przyczyni się do skutecznego zastosowania struktury ITIL do wszystkich aspektów działania centrum danych. NCPI Fizyczna infrastruktura sieciowa o znaczeniu krytycznym Infrastruktura NCPI stanowi fundament, na którym opierają się sieci informatyczne i telekomunikacyjne. Infrastruktura NCPI obejmuje: Zasilanie Chłodzenie Szafy i struktura fizyczna Okablowanie Zabezpieczenia fizyczne i ochrona ppoż. Systemy zarządzania Usługi Przedstawione w tym artykule systematyczne podejście do rozpoznawania i klasyfikowania problemów użytkowników daje wyobrażenie na temat natury i charakterystyki zarządzania infrastrukturą NCPI w instalacjach o znaczeniu krytycznym następnej generacji. Co to jest zarządzanie? Przy każdym omawianiu problemów związanych z zarządzaniem należy najpierw zdefiniować samo pojęcie zarządzania. Zagadnienie zarządzania jest bardzo szerokie i łatwo się w nim pogubić, jeśli do jego omówienia nie zostanie przyjęta określona struktura logiczna. ITIL (Information Technology Infrastructure Library) jest jedną z takich struktur, która w opinii wielu klientów i dostawców urządzeń może pomóc w zrozumieniu różnych aspektów zarządzania. ITIL jest zbiorem przewodników definiujących modele, służące do planowania i dostarczania usług IT oraz zarządzania nimi. Został stworzony przez Brytyjski Instytut Normalizacji (British Standards Institute) i należy do brytyjskiej agencji rządowej Office of Government Commerce. ITIL nie jest standardem, lecz strukturą, której celem jest udostępnienie organizacjom IT narzędzi, technik i najlepszych rozwiązań, które pomogą w dopasowaniu świadczonych przez nie usług informatycznych do celów biznesowych. Organizacje IT zwykle wybierają i wdrażają te elementy, które najbardziej przyczyniają się do rozwiązania ich problemów biznesowych. Kategorie i zalecenia zdefiniowane przez strukturę ITIL mogą być wyjątkowo przydatne przy określaniu i osiąganiu celów zarządzania usługami informatycznymi, a wielu producentów z branży IT, takich jak HP, IBM i Microsoft, wykorzystało ITIL jako model struktury działania. Modele Obsługi serwisowej i Dostarczania usług w strukturze ITIL składają się z wielu procesów. Choć w prezentacjach wprowadzających są one często przedstawiane jako modele o prostej organizacji z niewielką 3

4 liczb po cze (na przyk ad na rysunku 1), po szczegó owym zapoznaniu si z dokumentacj ITIL staje si jasne, e wszystkie te procesy s wzajemnie po czone ogromn liczb cie ek przep ywu procesów. wypadkami wypadkami problemami problemami zmianami zmianami wersjami y poziomami Rysunek 1 Procesy ITIL usùug usług wersjami kon konfiguracjami dostæpnoúcià dostępnością pojemnością pojemnoúcià dostæpnoúcià pojemnoúcià y poziomami usùug finansami w w branýy branży grupami IT IT serwisowymi IT finansami w branýy IT poziomami grupami serwisowymi usług IT Procesy Obsługi Obsùugi serwisowej ITIL ITIL (na (napotrzeby użytkowników uýytkowników koñcowych) końcowych) konfiguracjami Procesy Obsługi Obsùugi serwisowej ITIL ITIL (na potrzeby właścicieli) wùaúcicieli film) Procesy Obsùugi serwisowej ITIL (na potrzeby uýytkowników koñcowych) Procesy Obsùugi serwisowej ITIL (na potrzeby wùaúcicieli film) Chocia procesy ITIL s powi zane ze sob na ró ne sposoby nie jest konieczne analizowanie Chocia procesy ITIL s powi zane ze sob na ró ne sposoby, nie jest konieczne analizowanie ca ego spektrum procesów i przep ywów. Zidentyfikowanie kluczowych procesów dotycz cych zarz dzania infrastruktur NCPI pomo e w osi gni ciu sukcesu w warstwie zerowej hierarchii centrum danych. ITIL to struktura obejmuj ca wiele elementów, a jej pe ne przedstawienie wykracza oby poza zakres tego artyku u. W celu uzyskania dalszych informacji na temat samej struktury ITIL zaleca si odwiedzenie witryny W tym artykule zostan okre lone najwa niejsze procesy zarz dzania zdefiniowane w strukturze ITIL dotycz ce zarz dzania infrastruktur NCPI. Przedstawione zostan równie podstawowe problemy i wymagania z zakresu skutecznego zarz dzania infrastruktur NCPI w ka dej dziedzinie. Podstawowe procesy ITIL dotycz ce zarz dzania infrastruktur fizyczn sieci o znaczeniu krytycznym Chocia wi kszo metodologii ITIL zawiera przydatne zalecenia i opisuje ró ne powi zane procesy, najwa niejsze z nich, które nale y wzi pod uwag przy zarz dzaniu infrastruktur fizyczn sieci o znaczeniu krytycznym, zosta y przedstawione na rysunku 2. Pozosta a cz tego dokumentu dotyczy najwa niejszych wyzwa z zakresu zarz dzenia, które s zwi zane z ka dym z tych procesów American Power Conversion. Wszelkie prawa zastrze one. adna cz niniejszej publikacji nie mo e by u ywana, reprodukowana, fotokopiowana, transmitowana ani zapisywana w jakimkolwiek systemie przechowywania informacji bez pisemnej zgody w a ciciela praw 4

5 Rysunek 2 Podstawowe procesy ITIL dotycz ce zarz dzania infrastruktur fizyczn sieci o znaczeniu krytycznym dostæpnoúcià dostępnością wypadkami wypadkami zmianami zmianami pojemnością pojemnoúcià Wyzwania z zakresu zarz dzania infrastruktur NCPI w instalacjach o znaczeniu krytycznym Korzystaj c z modelu procesowego ITIL, wyzwania i podstawowe problemy w warstwie infrastruktury NCPI zosta y przedstawione w czterech tabelach odpowiadaj cych czterem podstawowym procesom zarz dzania ITIL z rysunku 2. Zarz dzenie zdarzeniami Ten proces dotyczy przywracania normalnego poziomu us ug (zdefiniowanego dzia ania gwarantuj cej wysoki poziom us ug SLA okre lonego mi dzy grup IT i w a cicielem wewn trznego procesu biznesowego) tak szybko, jak to jest mo liwe, z minimalnym wp ywem na dzia alno biznesow organizacji i u ytkownika. Infrastruktura fizyczna sieci o znaczeniu krytycznym, podobnie jak sprz t IT, powinna by monitorowana, a zdarzenia przekazywane poprzez system zarz dzania infrastruktury NCPI lub narz dzie do zarz dzania ogólnego przeznaczenia, takie jak system zarz dzania sieci lub system zarz dzania budynkiem American Power Conversion. Wszelkie prawa zastrze one. adna cz niniejszej publikacji nie mo e by u ywana, reprodukowana, fotokopiowana, transmitowana ani zapisywana w jakimkolwiek systemie przechowywania informacji bez pisemnej zgody w a ciciela praw 5

6 Wyzwania związane z zarządzaniem zdarzeniami Wyzwanie Podstawowe problemy Wymagania wobec systemu zarządzania Identyfikacja fizycznego położenia problemu oraz jego wpływu logicznego Ustalenie osoby odpowiedzialnej za rozwiązanie problemu Hierarchizacja zdarzeń Podjęcie właściwych działań zaradczych w celu przywrócenia normalnych poziomów usług systemu Infrastruktura fizyczna sieci o znaczeniu krytycznym składa się z różnorodnych, ale połączonych elementów. W przypadku pojawienia się problemu określenie miejsca jego wystąpienia może być trudne (np. w przypadku, gdy problem wystąpi gdzieś w torze zasilania między głównym panelem i przełącznikiem w szafie). Odpowiedzialność za dostępność infrastruktury NCPI jest często dzielona, co może potencjalnie doprowadzić do nadmiarowych i sprzecznych prób rozwiązania problemów. Różne osoby są odpowiedzialne za różne lokalizacje o różnych porach dnia lub w różnych dniach tygodnia. W przypadku systemów o znaczeniu krytycznym, takich jak systemy infrastruktury NCPI, istnieje często ścieżka przekazywania odpowiedzialności. Nie jest możliwe skuteczne rozwiązywanie problemów, które nie zostały uszeregowane według ważności. Może to doprowadzić do przestoju, jeśli problemy o wyższym priorytecie nie zostaną rozwiązane. Ponadto niektóre zdarzenia (takie jak pozostawienie zasilacza UPS w trybie obejściowym po zakończeniu konserwacji lub filtr klimatyzacyjny pomieszczenia komputerowego, który wymaga wymiany) nie muszą być pilne, ale powinny mieć wysoki priorytet. Infrastruktura fizyczna sieci o znaczeniu krytycznym obejmuje takie elementy, jak zasilanie, chłodzenie i okablowanie sieciowe. W przypadku wystąpienia zdarzenia jedna osoba może nie mieć wystarczających kompetencji, aby rozwiązać wszystkie problemy. Obraz poziomu systemowego wskazujący relacje między połączonymi elementami i identyfikujący wpływ problemów związanych z poszczególnymi elementami. System zapewniający możliwość określania i przypisywania ról użytkowników dla celów powiadamiania oraz odpowiedzialności za wypadek i jego rozwiązanie. Narzędzie do zarządzania, które powiadamia odpowiedzialne osoby w określonym czasie, a jeśli problem nie zostanie rozwiązany, przekazuje powiadomienie do osoby znajdującej się wyżej w hierarchii. Narzędzie do zarządzania, które alarmuje użytkownika, informując go o wpływie, pilności i priorytecie poszczególnych zdarzeń zagrażających dostępności systemu. System przedstawiający zalecane działania i oferujący pomoc w celu przywrócenia normalnego działania systemu. 6

7 dostępnością dostępnością jest związane z systematycznym porównywaniem wymagań w zakresie dostępności i niezawodności z rzeczywistym działaniem systemu. W razie potrzeby konieczne jest wprowadzenie ulepszeń, dzięki którym organizacja będzie mogła osiągnąć i utrzymać optymalną jakość usług IT przy uzasadnionych kosztach. Po ustanowieniu wymagań wobec infrastruktury NCPI konieczne jest monitorowanie poziomów usług, a szczególną uwagę należy zwracać na potencjalne przestoje, które mogą być wynikiem awarii poszczególnych elementów i ich wpływu na cały system. Wyzwania związane z zarządzaniem dostępnością Wyzwanie Podstawowe problemy Wymagania wobec systemu zarządzania Raport gotowości Odbiór zaawansowanych ostrzeżeń o zbliżających się awariach Tworzenie oraz śledzenie wskaźników dostępności może być trudne i czasochłonne. Jest to jednak konieczne w celu śledzenia rezultatów w zakresie osiągania poziomów usług, które zostały uzgodnione między działem IT i wewnętrznym klientem biznesowym. Problemy z infrastrukturą NCPI, które łatwo rozwiązać, często pozostają niezauważone aż do momentu wystąpienia awarii. Narzędzie udostępniające raporty na temat czasu pracy i przestojów, podsumowania przestojów (dla infrastruktury fizycznej sieci o znaczeniu krytycznym i niekrytycznym), przyczyn przestojów oraz nadmiarowości systemu, z uwzględnieniem poszczególnych wypadków, znaczników czasowych oraz czasu trwania przestoju i czasu przywrócenia działania. System zapewniający alarmy i globalne progi dotyczące czasu pracy zasilacza UPS, obciążenia listwy zasilającej według fazy, stanu akumulatora oraz temperatury i wilgotności szafy. Informacje przedstawiane w sposób łatwy do zrozumienia, który nie wymaga szkolenia lub wiedzy eksperta. zaplanowanymi przestojami i minimalizowanie ich wpływu Zaplanowane przestoje są niezbędne w wielu centrach danych, ale korzystanie z narzędzi, które nie biorą pod uwagę zaplanowanych przestojów, może mieć dwa negatywne skutki: 1. Fałszywe alarmy prowadzące do wykonywania nieprawidłowych czynności przez personel. 2. Urządzenia pozostawione w trybach konserwacji po zakończeniu obsługi (na przykład zasilacz UPS pozostawiony w System umożliwiający zaplanowanie okresów konserwacji. System usuwa alarmy zgłoszone w tym czasie oraz alarmuje użytkownika o nieusuniętych stanach konserwacyjnych po zakończeniu prac. 7

8 Ciągłe zwiększanie dostępności infrastruktury centrum danych trybie obejściowym lub wyłączone urządzenie chłodzące). Struktura ITIL zaleca wprowadzanie ciągłych ulepszeń w planach dostępności i infrastrukturze, lecz do osiągnięcia wyższych poziomów dostępności często brakuje wystarczających kompetencji. Narzędzia do zarządzania, które zapewniają ocenę ryzyka, takich jak niewystarczający czas pracy, opcje pozwalające zwiększyć nadmiarowość chłodzenia, przeniesienie obciążenia na inną fazę lub przeniesienie sprzętu IT do innej szafy. wydajnością Ten proces dotyczy zapewniania wymaganych zasobów informatycznych w odpowiednim momencie, po odpowiednich kosztach, zgodnie z bieżącymi i przyszłymi wymaganiami klienta wewnętrznego. Przykładami zasobów informatycznych wymagających zarządzania wydajnością są zasilanie, chłodzenie, miejsce w szafach i okablowanie. Preferowana jest architektura produktów umożliwiająca stopniowe nabywanie tych zasobów w krótkim czasie Stanowi to przeciwieństwo tradycyjnej architektury, która wymaga określania, projektowania, nabywania i instalowania zasobów w rok, szczególnie biorąc pod uwagę kwestie całkowitego kosztu posiadania. Wszystkie systemy zarządzania infrastrukturą NCPI muszą zapewniać rozwiązania następujących wyzwań w tej dziedzinie: Wyzwania związane z zarządzaniem wydajnością Wyzwanie Podstawowe problemy Wymagania wobec systemu zarządzania Monitorowanie i rejestrowanie zmian w sprzęcie i infrastrukturze centrum danych W miarę dodawania sprzętu do centrum danych można przypadkowo przekroczyć istniejącą wydajność zasilania i chłodzenia i tym samym doprowadzić do przestoju. Systemy infrastruktury NCPI wymagają uwagi, ponieważ akumulatory w zasilaczu UPS starzeją się. Szybkość starzenia się akumulatora jest zależna od takich czynników, jak temperatura i sposób eksploatacji. Oprócz wysokich temperatur, szybkie tempo zmian (nawet jeśli ich poziomy bezwzględne mieszczą się w zakresie roboczym) może trwale uszkodzić urządzenia IT. System monitorujący bieżący pobór prądu w każdym obwodzie lub szafie oraz informujący odpowiednią osobę o potencjalnych przypadkach przeciążenia. System informujący o wszystkich systemach UPS, które przekroczyły minimalny czas pracy lub maksymalny próg obciążenia, celem zapewnienia spełnienia umów gwarantujących wysoki poziom usług. System monitorujący temperaturę i wilgotność na poziomie szafy oraz informujący odpowiednią osobę o potencjalnie niebezpiecznych poziomach temperatury lub wilgotności. System monitorujący szybkość zmian temperatury celem zabezpieczenia sprzętu IT przed uszkodzeniem spowodowanym szybkimi zmianami warunków otoczenia. 8

9 Zapewnienie wydajności infrastruktury NCPI w miejscu i czasie, gdy jest to niezbędne do obsługi potrzeb biznesowych Optymalizacja fizycznego układu istniejących i nowych urządzeń Odświeżanie sprzętu IT jest z natury dynamiczne i trudno je przewidywać. Wymagania w zakresie wydajności infrastruktury NCPI często pozostają niezauważone aż do momentu, gdy jest już za późno. Zmiany w sprzęcie IT powodują niekiedy nieoptymalne wykorzystanie przestrzeni w centrum danych oraz zwiększone nakłady inwestycyjne i operacyjne. Narzędzie do zarządzania udostępniające analizę trendów i informacje o przekroczeniu wartości progowych obciążenia zasilaczy UPS, czasu pracy, zasilania, chłodzenia, wykorzystania miejsca w szafach i dostępności portów patch paneli w celu zapewnienia wcześniejszych powiadomień i informacji niezbędnych do uzyskania i wdrożenia dodatkowej pojemności. Narzędzie do zarządzania proponujące optymalne rozmieszczenie i układ nowych urządzeń IT w celu spełnienia wymagań w zakresie zasilania, miejsca w szafach, chłodzenia i okablowania. Skalowanie infrastruktury centrum danych w miarę wzrostu Zmiana konfiguracji narzędzi do monitorowania nowych obiektów może okazać się trudna w miarę wzbogacania infrastruktury centrum danych. Schematy licencyjne oparte na modelu pobierania opłat za punkt danych mogą mieć zaporową cenę. Narzędzia wykorzystujące istniejące inwestycje w infrastrukturę IT i monitorujące nowe urządzenia infrastruktury NCPI w ekonomiczny, szybki i łatwy sposób. zmianami Ten proces dotyczy metod i procedur służących do wprowadzania zmian w infrastrukturze z najniższym możliwym wpływem na jakość usług. Odgrywa on coraz większą rolę w optymalizacji sprawności biznesowej. Maksymalizacja stosunku prac zaplanowanych do niezaplanowanych w centrum danych wymaga sformalizowanych procesów zarządzania zmianami dla wszystkich aspektów działania. Przeniesienie serwera, zmiana okablowania patch panelu lub przeniesienie urządzeń z cieplejszego obszaru centrum danych do obszaru chłodniejszego to kilka przykładów zmian, które wymagają przygotowania, planowania, symulacji i audytu. Wszystkie systemy zarządzania infrastrukturą NCPI muszą zapewniać rozwiązania następujących wyzwań w tej dziedzinie: 9

10 Wyzwania związane z zarządzaniem zmianami Wyzwanie Podstawowe problemy Wymagania wobec systemu zarządzania Dodawanie, przenoszenie lub wprowadzanie zmian w sprzęcie IT bez wpływu na jego dostępność Implementacja zmian w oprogramowaniu sprzętowym poszczególnych elementów infrastruktury NCPI Zapewnienie obsługiwanych wersji i kombinacji oprogramowania sprzętowego wszystkich elementów infrastruktury NCPI Zapewnienie zgodnych poziomów wersji oprogramowania sprzętowego urządzeń zapasowych Podczas przenoszenia urządzeń: Wyłączniki automatyczne mogą przypadkowo zadziałać, a systemy UPS mogą zostać przeciążone. Nie są dostępne odpowiednie typy wtyczek. W patch panelach nie jest dostępna wystarczająca liczba portów danych. Chłodzenie jest niewystarczające, co powoduje powstawanie miejsc o podwyższonej temperaturze. Ciepło może nie być odpowiednio odprowadzane w poszczególnych obszarach (choć średnia wydajność termiczna dla całego pomieszczenia może być wystarczająca). Ilość miejsca w szafach nie jest wystarczająca. Aktualizacje oprogramowania sprzętowego, które są wykonywane w czasie normalnych godzin pracy, mogą doprowadzić do przestojów lub zredukować wydajność. Aktualizacje oprogramowania sprzętowego zapewniają dodatkowe funkcje i powodują usunięcie błędów, jak również mają kluczowe znaczenie dla ogólnego stanu systemu. Na administratorach sieci spoczywa coraz więcej obowiązków, co znacznie utrudnia uzyskiwanie informacji o właściwych poziomach wersji oprogramowania sprzętowego, szczególnie w przypadku, gdy połączony system wymaga wielu elementów z różnymi typami oprogramowania sprzętowego, które komunikują się w ramach architektury. Urządzenia zapasowe, które są wymieniane w architekturze modułowej, mogą nie mieć odpowiedniej wersji lub kombinacji oprogramowania sprzętowego, co powoduje przestój. Narzędzie do zarządzania umożliwiające planowanie, dzięki czemu system infrastruktury NCPI spełni potrzeby w zakresie zmian sprzętu IT. Narzędzie przedstawia zalecenia dotyczące zoptymalizowanego układu zarówno istniejącej, jak i nowej infrastruktury NCPI. Narzędzie zalecające przepływ pracy w zakresie planowania, wykonywania i śledzenia zmian. System umożliwiający zaplanowanie wszystkich zmian w oprogramowaniu sprzętowym tak, aby były wykonywane poza godzinami pracy. System powiadamiający administratora o dostępności nowych wersji lub rozszerzeń funkcji oprogramowania sprzętowego, jak również zapewniający możliwość masowej aktualizacji zdalnej. Rozwiązanie do zarządzania infrastrukturą NCPI zapewniające zgodność urządzeń zapasowych z pracującym sprzętem, dzięki czemu w przypadku wymiany modułu zapasowego nie wystąpią żadne problemy. 10

11 Od czego zacząć Duże doświadczenie firmy APC pokazuje, że większość organizacji wdraża aspekty wszystkich procesów przedstawionych w tym dokumencie, lecz ich strategia zarządzania jest przygotowywana zwykle w następującej kolejności: 1. Wdrożenie systemu zarządzania zdarzeniami. 2. Określenie i sprawdzenie celów dostępności. 3. Monitorowanie i planowanie długoterminowych zmian wydajności. 4. Następnie wprowadzenie procesów zarządzania zmianami. Przed przejściem do kolejnego procesu organizacje koncentrują się zwykle na pełnym wdrożeniu każdego procesu zarządzania przez trzy do sześciu miesięcy. Wniosek Infrastruktura fizyczna sieci o znaczeniu krytycznym odgrywa ważną rolę w zakresie wymagań dotyczących usług, stanowiąc podstawę dla obsługi technologii informatycznej, aplikacji i procesów, do ulepszenia których dąży struktura ITIL. Żeby możliwe było zarządzanie zmianami i uzyskanie wymaganych poziomów dostępności przy jednoczesnej kontroli całkowitego kosztu posiadania, niezbędne jest oparte na otwartych standardach zarządzania IT i zintegrowane z nimi rozbudowane rozwiązanie do zarządzania infrastrukturą NCPI. Podczas projektowania, planowania, wdrażania i korzystania z rozwiązania infrastruktury NCPI należy zwrócić szczególną uwagę na właściwe podejście do kwestii zarządzania zdarzeniami, zmianami, wydajnością oraz dostępnością. Tylko dokładna analiza i poprawne wdrożenie tych procesów pozwoli kierownikowi działu IT rozwiązać problemy dotyczące maksymalizacji dostępności i wydajności infrastruktury IT, a także uzyskać sprawniejsze centrum danych, które może reagować dynamicznie na zmiany wymagań biznesowych. Materiały referencyjne APC White Paper 100, Strategia zarządzania fizyczną infrastrukturą sieciową o znaczeniu krytycznym Service Support, Service Delivery, ICT Infrastructure Management UK Office of Government Commerce, 2002 O autorze: Ted Ives jest dyrektorem ds. rozwoju biznesowego w firmie APC z siedzibą w West Kingston w stanie Rhode Island i jest odpowiedzialny za rozwój współpracy i przygotowywanie strategii. 11