Data Center Infrastructure Management (DCIM)

       DCIM programları veri merkezini en verimli şekilde yönetmeye yardımcı olan  programlardır. Yoğunluğu yüksek ve kritik işlerin yapıldığı veri merkezlerinin en önemli ihtiyaçlarındandır. 

Veri merkezlerinin en önemli bileşenlerinin yönetilmesi için aşağıdaki fayladarı sağlar;

  • Veri merkezi süreçlerinin verimli şekilde işletilmesini sağlar.

 

Resim 1: Veri Merkezi Süreçleri

 

  • Kabinet yönetimi; kabinetlerde konumlandırılan bileşenlerin en verimli şekilde yerleştirilmesi için tasarımlar yapmayı sağlar.

Resim 2: Kabinet Düzenleri

 

  • Izleme, uyarı ve raporlama; bütün veri merkezi altyapı bileşenlerini izleyerek iş sürekliliğini artırıcı önlemler almayı sağlar.

 

Resim 3İzleme Ekranları

  

  • İklimlendirme yönetimi; iklimlendirme sistemlerinin en verimli şekilde yönetilmesi için raporlar hazırlamayı sağlar.
  • Enerji yönetimi; önemli maliyet kalemi olan enerjinin verimliliğinin uluslararası standartlara göre sağlanması, kapasitesinin takibi ve planlanmasına olanak sağlayarak sürekliliği artırmaya yardımcı olur.
  • Alan yönetimi; veri merkezi alanlarının tasarlanıp alan / odaların  gereksiz kullanımı ortadan kaldırmayı sağlar.


Resim 4Veri Merkezi Alan Yönetimi

 

  • Enerji dağıtım sistemleri; enerji dağıtımlaırnın nasıl yapıldığı ve standartlara uygun olup olmadığının tespit edilmesini sağlar.

Resim 5Enerji Dağılımı

 

  • Varlık yönetimi; veri merkezi envanter takibinin tam olarak yapılmasını sağlar.
  • Kaynak ve kapasite yönetimi; kaynak ve kapasite analizleri yaparak verimli şekilde kullanılmasını ve gelecek için planlama yapmaya fayda sağlar.

Resim 6Kaynak Kullanımı

 

  • Telekomunikasyon ve kablo yönetimi; ISP hizmetlerini takip etmek ve yapılan bütün kablolamaların (elektrik, veri iletişimi, internet, vs...) dijital ortamda görüntülenip analizler yapılmasını ve mantık hataları varsa düzeltmeyi sağlar.
  • Değişiklik yönetimi; Veri merkezlerinde yapılacak değişikliklerin takibini ve standartlara uygun olarak yapılmasını sağlar.

 

 

 

 

 

 

 

Veri merkezleri incelendiğinde türleri, sanallaştırılması, standartları, yer seçimi, tasarım ve altyapısı, sürekliliği, bakım ve tatbikatlarının bir bütün olarak değerlendirilmesi gerekir. Bütün konuların kendi içlerinde önemli değerleri vardır. Bu değerler ihtiyacın belirlenmesine göre değişiklik gösterebilir. Hizmet veren veri merkezleri küçük, orta ve büyük ölçekli kurum ve kuruluşların ihtiyaç analizlerini doğru yaparak her seviyedeki işletmeye ihtiyacı olan hizmeti sunabilmesi gerekmektedir. Bu amaçla hizmet veren veri merkezleri hizmet verdikleri işletmenin ölçeklerine göre farklı özelliklere sahip olmaları gerekir.

Bu doğrultuda Onur Moral küçük, orta ve büyük ölçekli işletmelerin veri merkezi ihtiyaçlarını karşılamak için oluşturduğu veri merkezi modellerini aşağıdaki tabloda özetlemektedir.

 İşletme Ölçeklerine Göre Veri Merkezi Özellikleri;

 

VERİ MERKEZİ ÖZELLİKLERİ

KÜÇÜK ÖLÇEKLİ İŞLETMELER

ORTA ÖLÇEKLİ İŞLETMELER

BÜYÜK ÖLÇEKLİ İŞLETMELER

 

Basit

Orta veya üst seviye

Üst seviye

Yer seçimi

İşletme içi

Genel müdürlük binası, bölge müdürlük binası veya profesyonel veri merkezleri

Uluslararası standartlardaki profesyonel veri merkezleri

Sanallaştırma

Opsiyonel

Kritik ekipmanlar

Özel sistemler hariç bütün veri merkezi

Genel Güvenlik

Standartlar oluşturulup uygulanmalıdır

Kendi standartları veya uluslararası standartlar uygulanmalıdır

Uluslararası standartlar uygulanmalı, ilave olarak standartlar geliştirilebilir

Profesyonel Güvenlik Ekibi

Yok

Tavsiye edilir

Zorunlu

7x24 İzleme

Yok

Var

Var

Veri Merkezi Erişimi

Kilitli ortamlar

Parmak izi veya iris okuma

İris okuma ve ilave güvenlik

Kamera İzleme

Yok

Var

Var

Enerji Altyapısı ve Verimlilik

Jeneratör ve UPS kullanılmalıdır

Yedekli jenaratör, UPS'ler kullanılıp ve verimlilik sağlanmalıdır

En üst düzey yedeklilik ve enerji verimliliği

Kablolama Altyapısı

Karışıklığa izin verilmemelidir

Uluslararası standartlar tavsiye edilir

Uluslararası standartlar zorunludur

İklimlendirme

Oda tipi klima

Oda şartlarını sağlayan gazlı soğutma ile iklimlendirme yapan cihazlar (CRAC) kullanılmalıdır

Oda şartlarını sağlayan gazlı veya sulu soğutma ile iklimlendirme yapan cihazların (CRAC, CRAH) kullanılması zorunludur

Yangın Koruma

Halojen taşınabilir yangın tüpü

Durağan gaz sistemi (FM 200)

Durağan gaz sistemi (FM 200)

Tasarım ve Kurulum

Dikkat edilmeli

Profesyonel destek alınmalı

Profesyonel ekipler tarafından uluslararası standartlara uygun yapılmalı

Gizlilik, Bütünlük, Erişebilirlik

Dikkat edilmeli

Zorunlu

Zorunlu

Veri Yedekleme

Kritik veriler

Kritik veriler

Felaketten kurtarma merkezleri

Yıllık En Fazla Kesinti Süresi

30 Saat

22 Saat

1,2 Saat

Veri Depolama

Sunucu diskleri

Ayrı depolama üniteleri

Ayrı depolama üniteleri

Kullanılabilecek Standartlar

Kendi Standartları

Bilgi güvenliği ve iş sürekliliği: ISO, PCI DSS

Bilgi güvenliği: ISO, PCI DSS

Süreklilik: ISO, Uptime Institute

Enerji: LEED, ISO

İklimlendirme: ASHRAE

Kablolama: ANSI/TIA-942, CELENEC EN 50173-5

Tasarım: ANSI/BICSI-002

Finansal denetleme: SAS 70/SSAE-16

Müdahale ekibi ve operasyon merkezi

Yok

Tavsiye edilir

Zorulu

Bakım ve Tatbikatlar

Bakım

Bakım ve tatbikat

Bakım ve tatbikat

 

Küçük Ölçekli İşletmeler İçin Veri Merkezi Modeli

Küçük ölçekli işletmeler; zamana bağlı işler yapılmadığı ve çok kritik verilere sahip olmadıkları göz önüne alındığında çok yüksek altyapı yatırımı yapılmadan işletme içi veri merkezlerini kullanılabilir. Küçük ölçekli işletmelere hizmet veren veri merkezleri aşağıdaki özelliklere sahiptir;

  •  Mali yapısı ve verinin kritiklik durumu göz önüne alınarak yüksek altyapı yatırımları yapmadan kendi işletme içi veri merkezlerini kurarlar,
  •  Sanallaştırma altyapısının kullanılıp kullanılmaması sahip olunan ekipman sayısına göre tercih sebebi olabilir,
  •  Güvenliğin sağlanması için kendi standartlarını uygulayabilirler. Veri merkezleri sadece uzman ekiplerin erişebilmesi için kilitli tutulur. Profesyonel güvenlik ekibi, 7x24 izleme ekibi ve kamera kaydına ihtiyaç yoktur,
  •  Enerji altyapısı için jeneratör ve UPS cihazları kullanılabilir,
  •  Kablolama altyapısı karışıklığa izin verilmeyecek şekilde düzenlenmelidir,
  •  İklimlendirme için oda tipi klimalar kullanılabilir,
  •  Yangın koruma sistemleri için BT ekipmanlarına zarar vermeyen halojen taşınabilir yangın tüpleri kullanılabilir,
  •  Altyapı tasarımı yapılırken yıllık 30 saatten fazla kesinti olmayacak şekilde verimlilik, gizlilik, bütünlük, erişebilirlik gibi ilkelere dikkat edilmelidir,
  •  Kritik verilerin farklı disk veya medyalara yedeklenmesi gerekir,
  •  Veri depolaması için sunucular üzerindeki mevcut diskler kullanılabilir,
  •  Veri merkezini ilgilendiren bütün konular için kendi standartlarını kullanabilirler,
  •  Veri merkezine müdahale edebilmek için operasyon merkezleri ve ekipleri yoktur,
  •  Veri merkezi ile ilgili bakımlar belirli periyotlar halinde yapılır.

Orta Ölçekli İşletmeler İçin Veri Merkezi Modeli

Orta ölçekli işletmeler; veri merkezleri açısından düşündüğümüzde bir genel müdürlük ve ona bağlı bir veya birkaç şubesi olan, önemli verileri olan, bazı hizmetleri zamana bağlı olabilen dolayısıyla veri merkezlerini bu yönde tercih eden işletmelerdir. Orta ölçekli işletmelere hizmet veren veri merkezleri aşağıdaki özelliklere sahiptir;

  •  Verilen hizmetin kritiklik seviyesine bağlı olarak altyapı seviyesi belirlenir. Bu işi yapmaya uygun olan kendi ofislerinde veri merkezi kurabilir veya profesyonel veri merkezlerinden hizmet alabilirler,
  • Orta ölçekli işletmeler veri merkezine karar verirken “2.5. Veri Merkezi Yer Seçimi” başlığında anlatılan konulara dikkat etmeleri gerekir,
  • Kritik ekipmanlar için sanallaştırma teknolojisi tercih edilebilir,
  • Güvenliğin sağlanması için kendi geliştirdikleri standartlarını veya uluslararası standartları uygulayabilirler. Veri merkezlerine sadece uzman ekiplerin parmak izi veya iris okuma ile erişmesine izin verilir. Profesyonel güvenlik ekibinin bulundurulması tavsiye edilir, 7x24 izleme ekibi ve kamera kayıtlarına ihtiyaç duyulur,
  • Enerji altyapısı için yedekli jeneratör ve UPS cihazları verimliliğe dikkat ederek kullanılır,
  • Kablolama altyapısında oluşacak problemleri engellemek için uluslararası standartların uygulanması tavsiye edilir,
  • İklimlendirme için BT ekipmanlarına gerekli oda şartlarını sağlayan gaz ile soğutma yapan iklimlendirme cihazları (CRAC) kullanılmalıdır,
  • Yangın koruma için BT ekipmanlarına zarar vermeyen, ihtiyaç halinde otomatik olarak devreye giren durağan gaz sistemleri kullanılır,
  • Altyapı tasarımı yapılırken yıllık 22 saatten fazla kesinti olmayacak şekilde verimlilik, gizlilik, bütünlük, erişebilirlik gibi ilkelere dikkat edilerek profesyonel destek alınmalıdır,
  • Kritik verilerin farklı disk veya medyalara otomatik olarak yedeklenmesi gerekir,
  • Veri depolaması için ayrı depolama uniteleri kullanılır,
  • Veri merkezi bilgi güvenliği ve iş sürekliliği için ISO ve PCS DSS standartları kullanılabildiği gibi diğer veri merkezi konuları için kendi standartlarını kullanabilirler,
  • Veri merkezine müdahale edebilmek için operasyon merkezleri ve ekiplerinin olması tavsiye edilir,
  • Veri merkezi bakım ve tatbikatları belirli periyotlar halinde uzman ekipler tarafından yapılır.

Büyük Ölçekli İşletmeler İçin Veri Merkezi Modeli

Büyük ölçekli işletmeler; bu ölçekteki işletmeler ülke içinde veya uluslararası genel müdürlükleri olan, onlara bağlı bölge veya ülke müdürlükleri ve hatta onlara da bağlı şubelerin olduğu büyük organizasyonlardır. Bu büyüklükteki yapılar ülke ekonomilerini etkileyebilirler. Bu nedenle bu ölçekteki işletmeler kendilerine uygun veri merkezlerinden hizmet almak zorundadırlar. Büyük ölçekli işletmelere hizmet veren veri merkezlerinin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir;

  •  Verilen hizmetin kritiklik seviyesinden dolayı üst seviye altyapı gerekmektedir. Uluslararası altyapı standartlarına uygun profesyonel veri merkezlerinden hizmet alınır,
  •  Büyük ölçekli işletmeler veri merkezine karar verirken “2.5. Veri Merkezi Yer Seçimi” başlığında anlatılan konulara dikkat etmek zorundadırlar,
  •  Özel nedenlerden dolayı fiziksel ekipmanlara ihtiyaç duyulmayan bütün durumlarda sanallaştırma teknolojisi kullanılır,
  • Güvenliğin sağlanması için uluslararası standartlar uygulanır, ilave olarak kendilerine özel geliştirdikleri standartları da kullanabilirler. Veri merkezlerine sadece uzman ekiplerin iris okuma veya artırılmış ilave güvenliklerin uygulanması ile erişim sağlanması gerekir. Profesyonel güvenlik ekibinin bulundurulması, 7x24 izleme ve kamera kayıtlarının tutulması zorunludur,
  •  Enerji altyapısı için yedekli jeneratör ve UPS cihazlarının da tekrar yedekliliği sağlanır. Enerji ekipmanları BT ekipmanlarına birbirinden ayrıştırılmış yedekli kanallardan enerji iletimini sağlamaktadır. Enerji verimliliği en üst seviyede olmalıdır,
  •  Kablolama altyapısında oluşacak problemleri engellemek için uluslararası standartların uygulanması zorunludur,
  •  İklimlendirme için BT ekipmanlarına gerekli oda şartlarını sağlayan gazlı veya sulu soğutma ile iklimlendirme yapan sistemlerin (CRAC, CRAH) kullanılması zorunludur,
  •  Yangın koruma için BT ekipmanlarına zarar vermeyen, ihtiyaç halinde otomatik olarak devreye giren durağan gaz sistemleri kullanılır,
  •  Altyapı tasarımı yıllık 1,2 saatten fazla kesinti olmayacak şekilde verimlilik, gizlilik, bütünlük, erişebilirlik gibi ilkelere dikkat edilerek profesyonel ekipler tarafından uluslararası standartlara uygun yapılmalıdır,
  •  Verilerin farklı disk veya medyalara otomatik olarak yedeklenmesine ilave olarak veri merkezinin kopyası olan felaketten kurtarma merkezleri kurulur,
  •  Veri depolaması için ayrı depolama uniteleri kullanılır,
  •  Veri merkezi konuları için aşağıdaki standartlar kullanılır;

Bilgi güvenliği; ISO ve PCS DSS,

-  İş sürekliliği; ISO ve Uptime Institude standartları,

-  Enerji yönetimi ve verimliliği; LEED ve ISO standartları,

-  İklimlendirme; ASHRAE,

-  Kablolama altyapısı; ANSI/TIA-942, CELENEC EN 50173-5,

-  Veri merkezi tasarımı; ANSI/BICSI-002

-  Finansal denetleme; SAS 70/SSAE-16.

  •  Veri merkezine müdahale edebilmek için operasyon merkezleri ve ekiplerinin olması zorunludur,
  •  Veri merkezi bakım ve tatbikatları belirli periyotlar halinde uzman ekipler tarafından yapılır.

 

Veri merkezleri hizmet verirken işletmelerin ölçütlerine göre bir takım servislerini değiştirip bütün seviyelere hizmet edebilmeleri gerekmektedir. Fakat hizmet alan kurum veya kuruluşun ölçütü ne olursa olsun bütün veri merkezlerinde verinin gizliliği, bütünlüğü ve erişilebilirliği önemli olarak değerlendirilmelidir.

Uptime Institute veri merkezi sürekliliği için standartlar geliştirilen bir kuruluştur. “Tier Classification System” (Seviye Sınıflandırma Sistemi) ile çığır açan Uptime Instutite Tier 1, Tier 2, Tier 3 ve Tier 4 olarak 4 farklı şekilde yayınlanan standart ve sertifikaları uluslararası alanda kabul görmüş ve günümüzde veri merkezlerinin varsayılan sertifikaları haline gelmiştir. Uptime Institute’in bu sertifikaları oluşturmaktaki amacı işletmelerin yaşam döngüsünün en büyük parçalarından olan veri merkezlerinin sürekliliğini, yedekliliğini sağlamak ve bunları farklı ihtiyaç gruplarına göre yapmaktır. Bu yüzden de dört farklı seviyede sertifika yayınlayarak esneklik göstermektedir. Uptime; enerji sağlama, iklimlendirme, ortam izleme, güvenlik, yangından koruma, kablolama gibi bir çok sisteme değinerek bu sistemlerin sürekliliğini değerlendirmektedir. Veri merkezlerinin maliyet ve güvenirlik seviyeleri Tier seviyelerine göre değişmektedir. (Neudorfer, 2012)

Tier 1 - basit sistem

Bu seviye çok büyük öneme sahip olmayan yapılarda, bilgi teknolojileri sistemleri için çalışma ortamlarından ayrıştırılmış rezerve bir oda söz konusudur. Bu sistem odaları sistemin anlık veya kısa süreli enerji kesintilerinden ve dalgalanmalarından korumak amacıyla bir adet UPS cihazıyla desteklenir. Uzun süreli enerji kesintilerinde UPS’e enerji iletmek amacıyla bir adet jenaratör bulunmaktadır. Sistem altyapısında herhangi bir yedeklilik söz konusu olmadığı için planlı bir çalışma yapılacağı zaman sistemin önceden güvenli bir şekilde kapatılması gerekmektedir. Plansız oluşan kesintilerde ise bilgisayar sistemlerinin kesintiye uğraması söz konusudur. (Diaz, 2014; Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Tier 1 seviyesinde bakım veya planlanmayan problemlerden dolayı yıllık 28.8 saat kesinti yaşanabileceği yani sistemde %99.67 oranında devamlılık olacağı öngörülmektedir. (Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Tier 2 - yedekli sistem

Tier 2 de Tier 1’ e ilave olarak sistem kesintilerini engellemek amacıyla enerji ve soğutma sistemleri yedekli olarak çalışmaktadır. Bu sayede bakım yapılacağı zaman bilgisayar sistemleri etkilenmeden işlem yapılabilir.  Dezavantajı yedekli bu sistemlerin enerji dağıtımları tek kanaldan yapılmaktadır, bu nedenle enerji dağıtım kanalında oluşan problem sistemi etkileyecektir. (Diaz, 2014; Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Tier 2 seviyesinde bakım veya plansız olaylardan dolayı yıllık 22 saat kesinti yaşanabileceği farklı bir ifade ile sistemde %99.75 oranında kesinti olmayacağı öngörülmektedir. (Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Örnek veri merkezleri; Edicom Business Center, AB Network, S.A. Primary Data Center, Hewlett-Packard Centroamerica Datacenter Services. (Uptime Institute, 2016)

   Tier 3 - eşzamanlı bakım

Tier 3 de ilave olarak veri merkezi bileşenlerinde değişiklik veya bakım gibi çalışmalarda bilgisayar sistemlerinin kapanmasına gerek kalmadan sistemin devam edebilmesi için enerji, yedekli dağıtım kanallarıyla otomatik enerji taransferi yapan anahtarlar sayesinde dağıtılmaktadır. UPS ile bilgisayar bileşenleri birden fazla bağlantıyla birbirine bağlanmaktadır. Bu sayede bilgisayar sistemleri oluşan bir aksaklıktan etkilenmemektedir. Genellikle büyük sorumlulukları olan veri merkezlerinde kullanılır. (Diaz, 2014; Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Tier 3 seviyesinde bakım zamanlarında yedeklilik sayesinde sistemi kapatmak gerekmediğinden sadece beklenmeyen problemlerde kesinti yaşanabilmektedir. Bu durum yıllık 1.6 saat kesinti yaşanabileceği, sistemde %99.98 oranında süreklilik olacağını göstermektedir. (Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Örnek veri merkezleri; TURKCELL Gebze veri merkezi, Turksat Konya veri merkezi, Turk Telekom Gayrettepe veri merkezi, Turkiye Finans Katilim Bankasi veri merkezi, Samsung SDS ICT, Fujitsu Services, Huawei Technologies Co., LTD K3 Cloud Container. (Uptime Institute, 2016)

Tier 4 - hata toleransı

Tier 3’ün üzerinde bütün altyapı hata toleransı mantığı ile tasarlanmıştır. Başka bir ifade ile bütün tier seviyelerini kapsayan ilaveten hata toleransının en yüksek şekilde planlanmasıyla oluşan seviyedir. Bu seviyede birden fazla enerji üreticisinden yedekli olarak enerji temin edilir. Birden fazla ve fiziksel olarak birbirinden ayrılmış ve ayrılan sistemlerin kendi içinde yedeği olan sistemler söz konusudur ve bu sistemler bilgisayar sistemlerine (sunucu, depolama, ağ bileşenleri) birden fazla bağlantı yoluyla yedekli olarak bağlanıp desteklenmektedir. Yedeklenen bütün sistemlerin arasındaki geçişler otomatik olarak gerçekleşmektedir. Çok yüksek yatırımlar gerektirdiğinden genellikle üst düzey seviyede işlem yapan veri merkezleri tercih etmektedir. (Diaz, 2014)

Tier 4 seviyesinde gerçek anlamda yedeklilik söz konusu olduğu için bakım zamanlarında kesinti yaşanmamaktadır, beklenmeyen problemlerden dolayı yıllık 0,8 saat kesinti yaşanabileceği ve sistemin %99.99 oranında devamlılığı söz konusudur. (Turner, Seader, & Renaud, 2008)

Örnek veri merkezleri; Switch SUPERNAP, Standard Bank Data Centre, Vodafone Shared Service Limited Data Center-A (Uptime Institute, 2016)

 

Uptime Institude Tier Karşılaştırmaları (Turner, Seader, Renaud, 2008)

 

Tier I

Tier II

Tier III

Tier IV

Bina Türü

Bağımlı

Bağımlı

Bağımsız

Bağımsız

Destek Vardıyası

Yok

1 vardiya

1’den fazla vardiya

24 saat destek

Kabinet Başına Standar Enerji

< 1 kW

1-2 kW

1-2 kW

1-3 kW

Kabinet Başına En Fazla Enerji

< 1 kW

1-2 kW

> 3 kW

> 4 kW

Yükseltilmiş Zemin Yüksekliği

12”

18”

30-36”

30-42”

BT Yükünü Destekleyen Bileşenlerin Kapasitesi

N

N + 1

N + 1

N + herhangi hata

Yedeklilik

Yok

Var

Var

Var

Dağıtım Kanalları

1

1

1 aktif, 1 alternatif

2 eş zamanlı aktif

Eş Zamanlı Bakım

Hayır

Hayır

Evet

Evet

Beklenen Kesinti Süresi

28,8 saat

22 saat

1,6 saat

0,8 saat

Süreklilik Oranı

% 99,67

% 99,75

% 99,98

% 99,99

İlk Kurulum Tarihi

1965

1970

1985

1995

 

Uluslararası alanda geçerlilik gösteren ve kapasite, yedeklilik, hata toleransı konularına odaklanan Uptime’ın sahip olduğu 4 farklı sertifikasyon için farklı zorunluluklar vardır. Tier sertifikalarına sahip olmak için bu zorunlulukların yerine getirilmesi gerekir.

https://www.uptimeinstitute.com/ 

 

 

 

 

Veri merkezleri kurulum esnasında sistem devamlılığı, güvenlik, kapasite gibi konularla birlikte enerji kullanım ve verimliliği de dikkat edilmesi gereken hususlardır. Tasarım hataları veya konum seçiminde yapılan hatalar enerji tüketimi ve maliyetini artıran konular arasındadır. Bu durumlardan dolayı veri merkezlerindeki enerji tüketimi bilgi teknolojilerinin önemli bir gider kaynağı haline gelmiştir ve dolayısıyla enerji optimizasyonu günümüzde zorunlu konuların arasına girmiştir. (Rasmussen, 2001)

Enerji tüketimini azaltmak veya başka bir ifadeyle enerji verimliliğini sağlamak için öncelikle enerjiyi neyin, nasıl tükettiği tespit edilir. Enerji tüketimi üzerinde çalışırken üç farklı kanaldan inceleme yapılır.

  1.  Enerjinin BT ekipmanları (sunucu, depolama aygıtları, ağ cihazları, bilgisayarlar, vb.) ve veri merkezi tesisinin kullandığı sistemler (güç sistemleri, soğutma ve aydınlatma gibi.) arasında  nasıl dağıtıldığının incelenmesi,
  2.  Enerjinin diğer BT ekipmanlarının bileşenleri (işlemci, ram, disk) arasında nasıl dağıtıldığı ve tüketildiği,
  3. Enerjinin BT kaynakları için nasıl ayrıldığı, ayrılan bu kaynağın ne kadarının kullanıldığı ve ne kadarının kullanılmadığıdır.

Veri merkezlerinde enerji tüketimi önemli ölçüde soğutma sistemleri tarafından yapılmaktadır. Tasarımların yanlış yapılması, sunucuların ve diğer cihazların düzgün ve planlı şekilde yerleştirilmemesi soğutma için harcanan enerji tüketimini artırmaktadır. Bu noktada enerji verimliliğinin sağlanması için standartlar ve standartların belirleyicileri ortaya çıkmaktadır. Bu belirleyicilerin en önemlilerinden birisi de The Green Grid’dir. The Green Grid dünya çapında, bilgi teknolojileri ve veri merkezi enerji kaynaklarının verimli kullanılması üzerine standartlar geliştirmekte olan bağımsız yetkili bir kuruluştur. Veri merkezi enerji verimliliğinin belirlenmesinde ve sınıflandırılmasında kullanılan TGG tarafından yayınlanan 2 ölçü vardır. Bu ölçüler sistemlerin nekadar verimli olduğunu gösterdiği için önemlidir. Ayrıca ölçeklendirme ve geliştirme çalışmaları içinde önemli değerler olarak karşımıza çıkmaktadırlar. TGG’nin yayınladığı metriklerin birincisi güç kullanım verimliliği (PUE), ikincisi veri merkezi altyapı verimliliğidir (DCIE). The Green Grid bu iki metriği yayınladıktan sonra PUE, DCIE’ den daha fazla kullanılmaya başladı dolayısıyla TGG altyapı enerji verimliliğini ölçeklendirebilmek için de veri merkezlerinde PUE’yi kullanır hale geldi. PUE şuanda bilgi teknolojileri ekipmanlarının tükettiği enerji bilgisini alıp ölçeklendiren ve veri merkezi içerisine giren enerjinin ne kadar verimli kullanıldığını gösteren en iyi çözümdür. Formul ile açıklamak gerekirse toplam tesis enerjisinin BT ekipman enerjilerine bölümü PUE’yi, tam tersi BT ekipman enerjisinin toplam tesis enerjisine bölümü de DCIE’yi vermektedir. (Avelar, Azevedo, & French, 2012)

“PUE= Toplam Tesis Enerjisi / BT Ekipman Enerjisi”

(7.1)

“DCIE=  BT Ekipman Enerjisi / Toplam Tesis Enerjisi”

(7.2)

Toplam Tesis Enerjisi; soğutma, güç ekipmanları, aydınlatma, BT ekipmanları”

“BT Ekipmanları; sunucu, depolama aygıtları, ağ cihazları, yönlendiriciler, vb....”

BT ekipmanları enerjisi bütün BT ekipmanlarını kapsamaktadır. Örneğin; Sunucu, depolama aygıtları, yönlendiriciler, bağlantı cihazları, ekran ve bilgisayarlar. BT enerjisi kWh türünden ölçülmektedir, tavsiye edilen ölçüm PDU çıkışlarından veya mümkün değil ise UPS çıkışlarından yapılmaktadır. Toplam tesis enerjisi ise bütün BT ekipmanları ile beraber bu ekipmanları destekleyen / hizmet veren elektrik sistemlerinin bileşenleri (UPS, elektrik panosu, jenaratorler, PDU, bataryalar), iklimlendirme sistemlerinin bileşenleri (klima, soğutucular, pompa, bilgisayar odaları hava tahliye ve çevirme üniteleri) ve diğer bileşenler (lamba) gibi herşeyi kapsamaktadır. (Avelar, Azevedo, & French, 2012)

PUE bütün tesise uygulanabildiği gibi çok büyük tesislerde sadece tesis içerisindeki veri merkezine de uygulanabilir.

PUE değerleri 1.0’dan başlayarak artabilmektedir. Değerin 1.0 olması verimliliğin %100 olduğunu göstermektedir, ulaşılması istenen değer de budur. Çoğu veri merkezinin elde ettiği PUE değeri genellikle 3.0 veya daha yüksektir. Fakat 1.6 veya daha iyi değerler verimliliğin yüksek olduğu anlamına gelmektedir. (Avelar, Azevedo, & French, 2012)

Nadiren de olsa PUE değerinin 1.0’ın altında olduğu durumlar gözlemlenmektedir, bu normal bir durum olmadığı için National Renewable Energy Laboratory (NREL) ve Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) beraber geliştirme çalışmaları yapmaktadır. TGG bu çalışmalar ile ilgili gerekli desteği vermektedir. (Patterson, 2010)

PUE’nin faydaları

PUE’nin faydalarını aşağıdaki şekilde özetleyebiliriz. (Avelar, Azevedo, & French, 2012)

  • Enerji riskinden oluşabilecek problemleri ortadan kaldırararak işlem verimliliğini artırır,
  •  Diğer veri merkezleriyle karşılaştırıp analiz yapmayı sağlar,
  •  Veri merkezi yöneticilerinin zaman içerisinde tasarım ve süreçlerle ilgili geliştirme yapmalarına imkanı verir,
  •  İlave BT bileşenleri için yeniden enerji tasarlamasıyla ilgili bilgi verir,
  •  Yeni veri merkezi için tasarım hedeflerini ve modelleri oluşturur.

PUE ölçme seviyeleri

Pue’nin kullandığı üç farklı ölçme seviyesi vardır. (Avelar, Azevedo, & French, 2012)

  1. Seviye 1; basit ölçme olarak isimlendirilir, BT yükü UPS’lerin ön tarafında bulunan ekrandan bakılarak ölçülür. Bu seviyede bu ölçüm en az ayda birkere yapılır daha sık yapılmasıda tavsiye edilir.
  2. Seviye 2; orta derece ölçme olarak tarif edilir.  BT yükü veri merkezlerindeki PDU’ların önündeki panele bakarak ölçülür, ölçüm en az günde birkere yapılır ve daha sık yapılması da tavsiye edilir.
  3. Seviye 3; ileri derece de ölçme olarak tanımlanır. BT yükü veri merkezindeki ekipmanlardan bireysel olarak ölçülür. Gelen enerji ölçümü bu iş için kullanılan uygulamalar tarafından yapılır. Güç ölçümü 15 dakikada bir veya daha sık sürelerde yapılabildiği gibi eş zamanlı olarakta yapılabilir.

Güç ve enerji sistemleri

Güç ve enerji sistemleri bilgi teknoloji altyapılarının sürekliliği için gerekli en önemli parçalardandır. Bu parçaların görevi sistemlere enerji sağlamanın yanı sıra akım düzensizliklerini ve kesintilerini bilgi teknolojileri sistemlerine hissettirmemektir. Bu sistemler; kesintisiz güç kaynakları, regülatörler, güç dağıtım üniteleri, güç kaynağı üniteleri ve jenaratörler olarak belirtilir. (Loucks & McCluer, 2012)

Kesintisiz güç kaynağı (UPS); UPS’ler şebekeden gelen alternatif akımı (AC) doğru akıma (DC) çevirerek bataryaları şarj eder, bataryalar ise akımı sistemin ihtiyacı olan şekilde aktarır. Kesintisiz güç kaynağı olarak tabir edilen UPS’ler üzerlerindeki bataryalar sayesinde enerji kesintilerini besleme süreleri kadar tölere edebilirken aynı zamanda elektrik dalgalanmalarına karşıda kritik BT sistemlerini korumaktadır. Besleme süresi UPS’in sahip olduğu akülere ve enerjiyi tüketen sistemin tükettiği enerji miktarına bağlı olarak değişmektedir.

Regülatör; şehir şebekesinde dalgalanmalar yaşayan alternatif akımın hassas cihazlara zarar vermemesi için sabitlenmesini sağlayan cihazlardır.
Güç dağıtım üniteleri (PDU); ihtiyaç duyulan enerjiyi kritik BT sistemlerinin olduğu kabinette dağıtmayı sağlar. PDU’lar üzerinden enerji ölçümleri yapılabilir ve kontrol edilebilir. Bu ölçümler geçmişe yönelik veya eş zamanlı olarak yapılabilir, bu yüzden anlık olarak gerekli enerji ihtiyacını sağlayıp sağlayamadığını tespit edilebilir ve elde edilen bilgilerle gelecek için planlama yapılmasına destek olur.

 Güç kaynağı ünitesi (PSU); PSU gelen voltajı düzenleyerek donanımların ihtiyacı olan 12V çıkış voltajına çevirir.

Jenaratör; jenaratörler AC (alternatif akım) yani şehir elektriği üreten cihazlardır. Bazı jenatarörler diğerleriyle paralel bağlanarak beraber çalışabilirler. Jenaratörler taşınabilir veya sabit olabilmekle beraber kW (kilowatt) / kVA (kilo volt amper) veya MW (megawatt) / MVA (mega volt amper) olarak güçlerine görede ayrılabilmektedir. Jenaratörlerin yedeklemesi yapılırken birbirinden ayrı ve paralel veya birbirine seri şekilde bağlanarak yapılabilir.

Enerji yedekliliği

Planlı bakım çalışmaları veya beklenmeyen kesintilere karşı enerji altyapılarının yedekliliği sağlanır. Bu amaçla enerji altyapılarının yedekliliği A-B sistemi veya izole edilmiş yedekli sistemler  olarak sağlanabilir. (Loucks & McCluer, 2012)

A-B (“Dual bus”) sistem;

A-B güç sisteminde; enerji sistemlere A ve B olarak iki farklı kanaldan iletilir. Her kanal yedekli olarak birden fazla UPS ile UPS’ler ise enerji kesintisi halinde yeteri kadar elektrik üretebilecek şekilde konumlandırılmış jenaratörlerle desteklenir. Enerjiye ihtiyaç duyan kritik sistemler enerjinin bir kısmını A kanalından bir kısmınıda B kanalından alacak ve enerji yükü yaklaşık %50 oranında paylaştırılacak şekilde tasarlanır. Böylece yük dengeli olarak ikiye bölünmüş olur. Aynı zamanda her iki kanalda tek başına bütün enerji tüketen cihazları destekleyebilecek şekilde planlanır. Böylece kanallardan birinde problem olsa dahi diğer kanal tek başına bütün sistem için gereken enerjiyi sağlar. Bu sayede güç yedekliliği ideal seviyede sağlanmış olur.

 

Şekil 2.6. Dual Bus Enerji Tasarımı. (Loucks & McCluer, 2012)


 

 İzole edilmiş yedekli sistem;

İzole edilmiş yedekli sistem de enerji farklı iki PDU grubundan farklı UPS grupları ile desteklenmektedir. Bir adet UPS grubu gerektiğinde ana UPS gruplarının yerine geçmek için bekleme modunda hazır konumdadır. Yedek olarak hazır konumda bekleyen grup ana grupların yerine geçebilecek kapasitede tasarlanır. Bu sistemde elektrik kesintisi durumunda bütün UPS’ler ortak jeneratörün ürettiği enerji ile desteklenir.

 

Şekil 2.7. İzole Edilmiş Enerji Tasarımı. (Loucks & McCluer, 2012)

Jeneratör ve UPS‘ler veri merkezlerine enerji sağlayan cihazlar olsada amaçları ve çalışma şekilleri birbirinden farklıdır. UPS’ler kesintisiz güç kaynakları olarak çalışan cihazlardır, elektrik kesintilerinde veya şebekede meydana gelecek dalgalanmalarda sürekli devrede kalarak sistem kesintisini engeller ve sistemi korur. Sistem kesintisini engelleme süresi besleme süresi olarak adlandırılır. Besleme süresi; elektrik kesintisi yaşandığında UPS’lerin mevcut akülerinin sistem için gereken enerjiyi sağlayabileceği süredir. Bu noktada UPS sistemlerinde 2 önemli noktadan bahsedilebilir. Birincisi veri merkezimizin tükettiği enerjinin iyi hesaplanıp bu enerjiyi destekleyebilecek UPS akü gruplarına sahip olmak, ikinciside UPS’lerin uygun şartlardaki odalarda yedekli olarak çalışmasını sağlamaktır.

 

Jenaratörler ise UPS’lerden farklı olarak yakıt kullanarak elektrik üretip sistemin ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlamak amacıyla kullanılırlar. Diğer fark ise Jeneratörler sürekli aktif değildir, elektrik kesintisi yaşandığında devreye girdikleri için birkaç saniyelik elektrik kesinti söz konusudur. Bu noktada kesintiden hiç etkilenmemek için jenaratör ve UPS’ler birlikte çalıştırılır. İdeal jeneratör konumlandırması veri merkezlerinin dışında cihazların ihtiyaç duydukları ortamda yedekli olarak yapılır.

 

Sanallaştırma bilgi teknolojileri altyapılarına yeni bir bakış açısı getiren en önemli geliştirmelerdendir. Özellikle kurulum, yönetim, bakım, entegrasyon, iş sürekliliği, optimizasyon, maliyet ve bütçeleme gibi konular için veri merkezlerinde kullanılan anahtar çözümdür. (Kuma, Roberts, & Kawalek, 2010; VMware Inc., 2006)

Sanallaştırma fiziksel ekipman kaynaklarının mantıksal olarak ayrıştırılıp birden fazla sunucunun aynı kaynakları paylaşmasını sağlayan yazılım tabanlı sistemlerdir. Bu sistemler kullanıcı ile donanım arasında (Sunucu, depolama, ağ cihazları vb.) bir katman oluşturarak kullanıcının doğrudan fiziksel sistem kaynaklarına erişmesini engeller. Bu katman kullanıcı taleplerini alarak uygun bir şekilde donanıma ileten, sanallaştırmanın çekirdeği olarak adlandırılan Hypervisor veya VMM (Virtual Machine Monitor) olarak adlandırılan mantıksal bir katmandır. Daha basit anlamıyla sanallaştırma; misafir olarak isimlendirilen birden fazla işletim sisteminin aynı fiziksel ekipman kaynaklarını paylaşarak çalışmasını ifade eder. (VMware Inc., 2006; Santana, 2014)

 

 

Sanallaştırma türleri;

Santana, Kuma ve arkadaşlarına göre; bütün sanallaştırma türlerinin kendine ait kullanım alanları ve özellikleri vardır. Bütün türler birlikte kullanılabildiği gibi bazı durumlarda sadece belli başlı türlerde de sanallaştırma yapılabilir. Aşağıdaki sanallaştırma türleri işletmeler de kullanılmaktadır. (Santana, 2014; Kuma, Roberts, & Kawalek, 2010

Sunucu sanallaştırma; birden fazla fiziksel sunucuyu sanallaştırarak daha az fiziksel sunucu üzerinden çalışmasını sağlayan sanallaştırmadır. Örneğin 5 fiziksel sunucunun sanallaştırılarak 1 fiziksel sunucu üzerinde misafir yani sanal olarak çalışmasını sağlamaktadır.

Depolama sanallaştırma; verilerin sanallaştırılmış bir dosya içinde tutulmasını ifade eder.

Ağ sanallaştırma; ağ bileşenlerinin sanallaştırılıp tıpkı fiziksel ağ ile bağlantı yapılmış gibi çalışmasını sağlayan sanallaştırmadır. Daha az ekipman ile daha fazla sanal ağ kurup çalışmasına izin verir.

Masaüstü ve laptop sanallaştırma; bilgisayarların sanallaştırılarak veri merkezine taşınması ve sonrasında son kullanıcıların ağ veya internet üzerinden bu kaynaklara erişerek kullanılmasını sağlayan sanallaştırma türüdür. Özellikle laptoplar için güvenli ortam sağlamaktadır.

Uygulama sanallaştırması; uygulamaların bilgisayarlara kurulmadan sunucu üzerinden çalıştırılıp fakat bilgisayara kurulmuş gibi kullanılabilmesine imkan sağlayan sanallaştırma türüdür.

 Sanallaştırmanın faydaları;

Literatürdeki birden fazla kaynağa göre sanallaştırmanın faydaları aşağıdaki şekilde listelenebilir (Santana, 2014; Kuma, Roberts, & Kawalek, 2010; VMware Inc., 2006; Bouley, 2010).

  •   Veri merkezi ölçeklendirme, raporlama, optimizasyon, yük dengeleme ve esneklik gibi konularda fayda sağlar,
  •   Otomasyon ve standartlaşmanın kolay bir şekilde yapılmasını sağlar,
  •   Veri merkezinde ihtiyaç duyulan fiziksel ekipmanların sayısını azaltır,
  •   Daha az fiziksel ekipman ile hizmet verebilmesi özelliği yerden kazanç sağlarken iklimlendirme ve enerji tasarrufundan da büyük oranda kazanç sağlar. Bu kazanç daha az altyapı ile daha kaliteli hizmet verilmesine imkan sağlar,
  •   Sistem kaynaklarının yüksek verimlilikle kullanılmasını sağlar. Atıl kaynak oluşmasını engeller,
  •   Gereksiz yatırımların yapılmasını engeller, yapılan yatırımların tam anlamıyla kullanılmasını sağlar,
  •   İhtiyaç halinde çok hızlı şekilde kaynak oluşturulmasına imkan sağlar,
  •   Donanım maliyetlerini önemli oranda düşürür,
  •   Yönetim kolaylığı sağlar. Bir noktadan birden çok sunucu ve diğer bileşenlerin yönetilmesini ve izlenmesini sağlar. Bu sayede gereksiz iş gücü kaybını engeller,
  •   İş sürekliliği konusunda çok önemli rol oynar,
  •   Sanallaştırma sistemlerinin donanım bağımsız olması istediğimiz ekipman ile çalışmamıza imkan sağlar,
  •  Yüksek oranda konsolidasyon yapılabilmesi veri merkezinin daha çevreci olmasını sağlar.