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01.07.1977 - 

Schweizer RZ- Planer entdeckt gefährliche Schwachstellen:

Rechenzentren erfordern integrale Planung

ZÜRICH (uk) - Rechenzentren haben in "gefährlichem Maße" Schwachstellen in puncto Sicherheit, Erweiterungsmöglichkeiten, Flexibilität der Installationen und Optimalität des Daten- und Materialflusses, fand der Schweizer RZ-Planer Helmuth Werner in seiner jahrelangen Praxis heraus. Er sieht nur durch eine möglichst frühzeitige integrale Planung mit Berücksichtigung der neuesten wissenschaftlichen Arbeits-, Betriebs- und allgemeinen technischen Erkenntnisse die Risiken auf ein Mindestmaß beschränkt. In seinem Beitrag, den wir in dieser Ausgabe beenden (Teil 3), will Werner "programmatisch" einige Denkanstöße vermitteln, ohne explizit auf Einzelheiten einzugehen.

Sicherheitstechnik:

Möglicher Schutz

Die unter 1.1. beschriebene Bedeutung der EDV-Anlagen und ihr Investitionswert an sich erfordern und rechtfertigen adäquate Sicherheitsmaßnahmen.

Neben den konventionellen Vorsorgen, wie Brandschutz und Betriebssicherheit, sind heute besondere Vorkehrungen gegen mutwillige Beschädigung, Mißbrauch und Manipulation sowohl der Computerhardware wie auch der Software und Datenträger erforderlich.

Die Sicherheitsvorkehrungen müssen konsequent und systematisch sowie alles umfassend geplant werden, sonst ist ihr Nutzen von relativem Wert.

Die möglichen Schutzmaßnahmen können in zwei Hauptkategorien aufgeteilt werden, wobei die Übergänge fließend sind:

1. Passiver Schutz

a) Dispositive Ballmaßnahmen (günstiger Standort, Pufferzonen, Fluchtwege usw.)

b) Technische Anforderungen (an die Baukonstruktion, die technischen Installationen, Betriebssicherheit, geeigneter Raumausbau)

c) Handlungsverbote (Rauchverbot im Systemraum, kein Lagern von brennbaren Medien im Systemraum, Eingangskontrolle oder Zutrittsbeschränkung)

d) Versicherungsschutz

2. Aktiver Schutz

a) Ständige Überwachung des passiven Schutzes

b) Ergänzung des passiven Schutzes und Auslösen von Gegenmaßnahmen (Alarm- und Löschanlagen)

c) Überwachung der innerbetrieblichen Kommunikation (Werkspionage, Fernsehkameras usw.)

d) Schutz der Hardware

e) Schutz der Datenträger

f) Notfallplanung (Personalinstruktion, eventuell Ausweichanlage vorsehen)

Versorgung mit elektrischer Energie:

Öffentliche Stromversorgung und Störfaktoren

Die qualitative Stromversorgung kann in der BRD und in der Schweiz ganz allgemein als sehr gut bezeichnet werden. So sind zum Beispiel für den Platz Zürich die theoretischen Werte wie Oberschwingungsgehalt +/- 5%, Frequenztoleranz +/- 0,2% und Spannungstoleranz +/- 5% zum Teil bereits unterhalb der für die EDV zulässigen Grenzwerte.

Durch den Zusammenschluß der schweizerischen Höchstspannungsnetze werden aber die lokalen Störungen in benachbarte Versorgungsgebiete übertragen. Diese Störungen zeigen sich durch Spannungsabsenkungen, die einige MilIi- bis einige Zentelsekunden dauern können. Die Anzahl solcher Spannungseinbrüche kann bis zu 200 im Jahr betragen und häuft sich in der gewitterreichen Jahreszeit. Im weiteren können Netzüberspannungen und Stromstöße beim Einschalten größerer Verbraucher (Aufzüge, Klimaanlagen) und andere unregelmäßige und asymmetrische Belastungen zu Störungen Anlaß geben.

Entscheidungskriterien für die Anschaffung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung

Die meisten elektronischen Geräte sind so gebaut, daß sie direkt am öffentlichen Versorgungsnetz angeschlossen werden können. Die Spannung und Frequenz des öffentlichen Netzes werden durch anlageinterne Stromversorgungs-Units umgeformt. Die Stromwandler berücksichtigen bereits gewisse Schwankungen. Sind die Ansprüche jedoch höher, so müssen spezielle Vorkehrungen getroffen werden, wie zum Beispiel der Einbau einer unterbrechungsfreien Stromversorgung oder gar einer perfekten Notstromversorgung mit Dieselgenerator.

Maßgeblich Für den Wirkungsgrad der EDV-Anlage ist in erster Linie ihre Betriebssicherheit, diese ist aber letztlich eine Funktion der Zuverlässigkeit der Stromversorgung.

Für gewisse Real-time-Systeme werden Extrem hohe Anforderungen bezüglich Betriebssicherheit der Stromversorgung gestellt. Es wird hier nicht nur einfach eine Unterbrechungsfreiheit, sondern eine praktisch immerwährende Funktionstüchtigkeit der Anlage gefordert.

Bei Entscheidungen für oder gegen eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sind folgende Punkte zu berücksichtigen:.

1. Kosten Direkter Schäden bei einem plötzlichen Ausfall (evtl. Schaden an der EDV-Anlage, Betriebsausfall, Programmwiederholung usw.)

2. Folgeschäden (z. B. nicht termingemäße Abwicklung von Bankgeschäften)

3. Beeinträchtigung des Firmenimages

Elektrozentrale, Installationsüberwachung

Aus sicherheitstechnischen Gründen sollte die Verteilanlage für das RZ von der Haushauptverteilung getrennt in einem separaten Raum untergebracht werden. Die Elektrozentrale und die Räume der Stromversorgung werden vorteilhaft in der Binnenzone des Gebäudes angeordnet. In diesem geschützten Raum können alle zentralen Verteil-, Überwachungs- und Signalinstallationen eingerichtet werden. Im Systemraum selbst ist nur ein Kontrolltableau mit gesammelten Funktions- und Störungsanzeigen vorzusehen, eventuell mit einem Blindschema der Haustechnik. An aktiven Schaltelementen genügen im Rechenzentrum Schalter für das In- und Außerbetriebsetzen der Computeranlage oder der Klimaanlage sowie ein Not-Aus-Schalter im Tableau und bei den Fluchtwegen. Dadurch werden Fehlmanipulationen Vermieden.

Hauptzuleitung, Maschinenzuleitungen

Sofern keine separate Netzzuleitung möglich ist, muß die Hauptzuleitung für die EDV direkt vom Hausanschluß (Niederspannungshauptverteilung) aus gehen. Für die Computerzuleitung können nur speziell abgeschirmte Kabel verwendet werden (Induktion). Die Hauptzuleitung ist grundsätzlich in einem für Außenstehende nicht zugänglichen Trassee zu führen, zur weiteren Sicherung stehen im Bedarfsfall noch andere Möglichkeiten offen.

Klimatechnik:

Die Klimaanlage ist eine der umstrittensten Installationen innerhalb des Rechenzentrums. Sie hat hier die zentrale Aufgabe, günstige Umweltbedingungen für das Personal, die Computer und die Datenträger zu schaffen.

Ein entscheidender Faktor für die Funktionsfähigkeit der EDV-Anlagen ist die Einhaltung eines bestimmten Luftzustandes im Systemraum hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und Reinheit der Luft.

Die Klimatisierung des Rechenzentrums ist aber nicht nur, wie allgemein angenommen wird, für die Kühlung der elektronischen Bauelemente oder Einhaltung einer idealen Betriebstemperatur erforderlich.

Bei geringer Feuchtigkeit laden sich die Lochkarten elektrostatisch auf und können beim Einlesen aneinander haften. Bei zu hoher Feuchtigkeit quellen die Karten und können nicht mehr einwandfrei verarbeitet werden.

Insbesondere bei Magnetband- und Magnetplatteneinheiten sowie Magnetkarteneinheiten muß die Staubkonzentration der Maschinenzuluft und der Luft im Systemraum auf dem I absoluten, technisch möglichen Minimum gehalten werden.

Eine maximale Luftreinheit ist auch zum Schutz der elektronischen Bauelemente erforderlich. Bei ungünstiger Staubzusammensetzung (Metallstaub, Oxide usw.) kann ihre Funktion infolge Kurzschluß und Korrosion gestört werden.

Ohne Klimaanlage wird man auch bei den heute zum Teil direkt mit Wasserkühlung versehenen großen EDV-Systemen vorläufig nicht aus kommen. Die restliche Wärmelast, die immer noch rund 70 % der ursprünglichen ausmacht, das Material und die Verarbeitungsweise der Datenträger setzen hier Grenzen.

Für heutige Datenverarbeitungssysteme ist demnach bei maximaler Betriebssicherheit eine Klimatisierung des Computerraums kein Luxus, sondern eine technische und ökonomische Notwendigkeit Demzufolge ist die Klimatisierung der Nebenräume des Rechenzentrums im Interesse der Gesundheit des Personals unerläßlich.

Klimakonditionen in EDV-Räumen

Die Anforderungen der einzelnen EDV-Hersteller an das Raumklima sind unterschiedlich, insbesondere was die Toleranzbereiche betrifft.

Als Grundlage für die Detailprojektierung sind die Raumklimakonditionen unter Berücksichtigung der physiologisch zulässigen Grenzwerte im Aufenthaltsbereich des Personals, den entsprechenden Anforderungen des mutmaßlichen EDV-Lieferanten, den einschlägigen Regeln der Klimatechnik sowie den spezifischen Umweltbedingungen des Systemraums usw. genau zu definieren.

Verfahren zur Klimatisierung

Die oben dargelegten Anforderungen hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit und Reinheit der Luft können nur von einer Vollklimaanlage garantiert werden. Die Klimaeinheiten einer solchen Anlage müssen demnach folgende Funktionen erfüllen:

- Heizen und Kühlen der Luft

- Befeuchten und Entfeuchten

- Reinigen der Luft von Staubpartikeln und Gerüchen

Die häufige Frage, ob eine zentrale Klimaanlage oder einzelne Klimaschränke gewählt werden sollen, ist grundsätzlich eine Kostenfrage. Schrankgeräte weisen insbesondere für kleinere Rechenzentren einige Vorteile gegenüber Luftaufbereitungszentralen auf.

Allgemein betrachtet muß die Luftführung so erfolgen, daß im klimatisierten Raum keine Zugserscheinungen auftreten. Dieser Forderung ist auch bei Rechenzentren mit ihren signifikant hohen Luftmengen nachzukommen.

Die Luftgeschwindigkeit soll im Aufenthaltsbereich des Personals, bei einer Wurfweite von 25 cm, zwischen 0,1 und 0,15 m/s liegen und den Grenzwert von 8,2 nicht überschreiten.

Um dem thermischen Auftrieb über den Maschinen nicht entgegenzuwirken, sollte die Klimatisierung möglichst immer von unten, in annähernd lapidarer Strömung nach oben erfolgen. Die dadurch erreichte günstige Luftausnützung bewirkt eine entsprechende Anlageauslegung.

Bei dieser Luftführung im Kolbenprinzip eine turbulenzarme Strömung mit geringen Zugserscheinungen erzielt.

1. Einkreisklimaanlage

Bei der Einkreisanlage müssen die Raumluftbedingungen allein durch die aus dem Doppelboden ausströmende Zuluft aufrechterhalten werden. Das heißt, das Maschinenkühlsystem auch bei abgeschalteter EDV-Anlage in Betrieb bleibt. Bei mittleren und größeren Anlagen kann dies zu regeltechnischen Problemen führen.

2. Zweikreisklimaanlage

Bei der Zweikreisanlage hat ein Kreis allein die Aufgabe der Maschinenkühlung (85%) zu übernehmen, der zweite Kreis halt als Grundlast das Raumklima aufrecht.

Der Maschinenkühlkreis wird parallel mit der EDV-Anlage geschaltet. Sofern jeder Kreis mit einem separaten Gerät betrieben wird, kann bei einem Ausfall immerhin für einige Zeit ein Notbetrieb der EDV aufrechterhalten werden.

Frischluftfassung und Frischluftrate

Von besonderer Wichtigkeit ist der richtige Standort der Frischluftfassung. Hier sind die gegebenen, wenn auch nicht. natürlichen Umweltbedingungen unter dem Aspekt des Staubund Gasschutzes genauestens zu analysieren.

Allfälligen Sabotagen mit maschinen- und menschengefährdenden Gasen kann nur prophylaktisch durch eine unzugängliche Luftfassung begegnet werden.

Durch einen entsprechenden Überdruck im Systemraum kann das Eindringen von staubhaltiger Luft oder schädlichen Gasen aus der Umgebung (Undichtigkeiten in Fenstern und Türen) auf ein Minimum reduziert werden.

Diesen Forderungen wird eine konstante Frischluftrate von 10% als günstiger Kompromiß am ehesten gerecht. Eine variable Frischluftmenge hat den Nachteil, daß durch die zusätzlichen Regel- und Steuergeräte weitere Betriebsstörungsfaktoren geschaffen werden.

Betriebssicherheit und Anlageüberwachung

Die Klimaanlage ist eines der schwachen Glieder in der Funktionskette eines Rechenzentrums, ein Ausfall führt meistens zu größeren Schwierigkeiten oder gar Schäden.

Eine befriedigende Betriebssicherheit ist vor allem eine Investitionsfrage.

Will man ein gesichertes Rechenzentrum, dann muß die Sicherheit bis in die letzten Details, bis zur letzten Pumpe reichen, angefangen von der optimalen Betriebssicherheit des Systems bis zur Evaluation qualitativ hochstehender Geräte und Materialien.

Es ist Sache des Gesamtplaners, hier eine wirksame Lösung zu finden; man darf sein Gewissen aber nicht damit beruhigen, daß man ja bereits eine teure Brandalarmanlage installiert habe und hier somit sparen müsse.