Rambler's Top100
Статьи ИКС № 10 2010
Александр ЖАК  12 октября 2010

Защитные оболочки ЦОДов. Необходимый элемент инфраструктуры

Требования к надежности и бесперебойности функционирования ЦОДов непрерывно растут. Добиться уровня доступности, соответствующего Tier III (незапланированные простои – в среднем 1,6 часа в год, доступность – 99,98%) и тем более Tier IV можно только при обеспечении должной физической защиты оборудования дата-центра от внешних неблагоприятных факторов. Именно для этого ЦОДам и нужны защитные оболочки.

Александр ЖАК, технический директор компании «ДатаДом»

Д о г о в о р и м с я   о   т е р м и н а х

 

Центр обработки данных (дата-центр, ЦОД) – совокупность спланированных определенным образом территорий, внешних площадок (анклавов), строений, помещений, с установленными инженерными системами обеспечения и обслуживающим персоналом, образующих общее физическое пространство и технологическую среду для размещения компьютеров, электронных и иных средств приема, передачи, обработки, хранения информации и обеспечивающих заданную степень доступности (готовности) размещенного оборудования в заданном режиме функционирования.

 

Защитная оболочка (ЗО, IT security room) – специально проектируемое и устанавливаемое помещение, предназначенное для размещения, функционирования и хранения электронного оборудования и носителей информации в заранее определенных условиях и технологических режимах, обеспечивающее защиту содержимого от заранее определенных неблагоприятных воздействий в режиме 24 ч в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году.

Из всех возможных неблагоприятных факторов, воздействующих на ЦОД, самый опасный и тяжелый по последствиям – внешний пожар. А с учетом наших российских особенностей и менталитета он опасен вдвойне. Подробнее неблагоприятные воздействия, которые необходимо учитывать при устройстве защитных оболочек (ЗО), описаны в статье С. Заржецкого «Огонь, вода и коррозийный газ. Угрозы физической безопасности ЦОДа» («ИКС» № 3’2010, с. 85–87).
 

Еще одна важная функция ЗО – физическое разграничение зон ответственности ЦОДа. Российские нормативные документы – ВНП 001-01/Банк России, РД 78.36.003-2002/МВД России – определяют минимум три зоны ответственности на объектах категории А (ЦОД в целом – подгруппа АI, серверное помещение, машинный зал – подгруппа АII). За рубежом, в частности в Германии, практикуется и более жесткий подход с большим количеством зон (рис. 1).

 

Краткая история

 

Понятие «защитная оболочка» появилось в середине 70-х годов 20-го века. До начала 80-х гг. ЗО создавались на основе технологий построения банковских хранилищ, в основном из сталефибробетона, что было дорого и далеко не всегда оправдано экономически. Такие ЗО использовались, как правило, силовыми ведомствами и крупными государственными учреждениями.

 

 Впервые в Европе ЗО, изготовленную из специальных материалов и предназначенную для физической защиты содержимого от неблагоприятных внешних факторов, спроектировала и в 1982 г. установила немецкая фирма Lampertz GmbH & Co. KG, входящая в концерн Friedhelm Loh Group и занимавшая к тому времени лидирующие позиции в производстве сейфов для носителей информации. Первоначально защитные оболочки предполагалось размещать исключительно внутри здания; значительно позднее, уже в нашем веке, появились решения, которые позволяют возводить ЗО под открытым небом.

 

Первая ЗО была модульной, но сварной конструкцией, в отличие сборно-разборных ЗО, выпускаемых фирмой с 1987 г. Таких защитных оболочек было создано порядка пяти-шести единиц.

 

Параллельно разработки в этой области вела компания Firelock Fireproof Modular Vaults (США). В 1986 г. она установила первую ЗО в Америке. Это была модульная сборно-разборная конструкция.

 

В 1987 г. фирма Lampertz инсталлировала свою первую полностью модульную ЗО сборно-разборной масштабируемой конструкции.

 

На российском рынке работают фирмы Lampertz, RemTech Limited и SME.

 

Технология и материалы

 

Опыт работы компании «ДатаДом» показывает, что применение в качестве строительного материала ЗО бетона, кирпича и гипсокартонных листов во всех случаях нецелесообразно, а в большинстве случаев – недопустимо (подробнее см., в частности, вышеупомянутую статью С. Заржецкого).

 

До появления первых защитных оболочек для защиты от пожара, воздействия высоких и низких температур использовались материалы разной степени горючести с низким коэффициентом теплопроводности – пакля, минеральная вата, вермикулит, пенополиуретан и др. Вначале они служили заполнителями межстеночных пустот в готовом помещении. Потом стало очевидно, что если заключить наполнитель в каркас из тонкого листового металла, получится панель (сэндвич), которую можно применять как самостоятельный строительный элемент.

 

Первыми изготавливать и применять теплоизолирующие сэндвич-панели в качестве конструкционных элементов помещений (стены, потолок, пол) начали компании, строящие промышленные здания-холодильники долгосрочного хранения.

 

В настоящее время разработаны специальные негорючие материалы с теплопроводностью в 2–2,5 раза ниже, чем у пенополиуретана, не выделяющие газов и жидкостей в виде пара при их нагревании (например, PYROFOAM, используемый в сэндвич-панелях RemTech Limited).

 

Наиболее подходящим строительным материалом для ЗО являются специальные многослойные панели с различными наполнителями. Сертифицированные по нормам ИT-безопасности ГОСТ Р 52919-2008 (DIN 1047-2-2000) «Информационная технология. Методы и средства физической защиты. Классификация и методы испытаний на огнестойкость. Комнаты и контейнеры данных» помещения из такого сорта импортных панелей (например, производства Lampertz), а также отдельные сертифицированные панели и элементы помещения (например, продукция RemTech Limited) имеют отличные эксплуатационные характеристики, но достаточно дороги.

 

Российская промышленность также выпускает многослойные панели различного (в основном общестроительного) назначения. Эти панели значительно дешевле, чем зарубежные аналоги, но они не сертифицированы по ГОСТ Р 52919-2008 и не обладают необходимой прочностью для защиты от «силовых» воздействий (взлома, обрушения, взрыва, стрельбы).

 

Кроме того, согласно общестроительному нормативу ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) при воздействии на внешнюю поверхность компьютерного помещения температуры в 945°С температура в 140°С на внутренней необогреваемой поверхности считается допустимой. Относительная влажность в помещении при этом не нормируется.

 

Нормы ИT-безопасности существенно жестче: при воздействии на внешнюю поверхность компьютерной комнаты температуры в 945°С ГОСТ Р 52919-2008 в качестве допустимой для внутренней необогреваемой поверхности называет температуру в 50°С при относительной влажности не более 85%.

 

Поэтому для использования тех или иных строительных материалов в создании защитной оболочки ЦОДа наличия одного российского общестроительного сертификата пожарной безопасности недостаточно. Обязательна сертификация по ГОСТ Р 52919-2008 или аналогичным стандартам. Причем выбранный материал оболочки-саркофага ЗО должен обеспечивать соблюдение внутри помещения тепловлажностных характеристик в соответствии с ГОСТ Р 52919-2008 при внешнем воздействии на оболочку пожара с температурой 945 °С в течение 30 мин (предпочтительнее – 60 мин).

 

Правильно спроектированная и инсталлированная ЗО должна, как минимум, включать в себя:

 

- герметичное масштабируемое помещение;

 

- систему экранирования помещения («клетка Фарадея»);

 

- систему электронного контроля параметров помещения;

 

- систему основного и аварийного освещения;

 

- автоматическую дверь с электронным и механическим замками;

 

- автоматический люк регулирования давления в гермозоне при срабатывании системы газового пожаротушения;

 

- автоматический люк забора внешнего воздуха;

 

- систему газодымоудаления из гермозоны;

 

- систему герметичных огнеупорных муфт и кабельных вводов.

 

По опыту компании «ДатаДом» для создания защитных оболочек в российских условиях наиболее подходит продукция следующих фирм-производителей (в порядке убывания цены и качества):

 

Lampertz – ЗО, контейнеры, сейфы;

 

RemTech Limited – ЗО;

 

TRIMO – строительные трехслойные панели;

 

«Венталл» – строительные трехслойные панели.

 

Сейфы для защиты оборудования, данных и носителей информации

 

Для небольших объектов (одна-две стандартные 19-дюймовые стойки) используются специальные аппаратные сейфы, обеспечивающие необходимые параметры защиты и функционирования установленных в них стоек с оборудованием.

 

В качестве примера можно привести аппаратные модульные и сварные сейфы фирм Lampertz, proRZ Rechenzentrumsbau GmbH и Adolphs Ageless Safes, оснащенные всеми системами жизнеобеспечения и обладающие такими же характеристиками физической защиты, как и более масштабные решения.

 

Для хранения особо важных документов и носителей информации служат специальные герметичные сейфы, гарантирующие полную сохранность данных и физических носителей, в том числе бумажных, при пожаре пятой категории.

 

Характеристики и конструктивные особенности различных защитных оболочек ЦОДов

 

Сэндвич-панели, из которых монтируются защитные оболочки, у разных производителей обладают разными защитными и эксплуатационными характеристиками. Посмотрим, какие решения доступны в России.

 

Самые качественные и дорогие изделия из представленных на российском рынке принадлежат фирме Lampertz. Они обеспечивают защиту почти от всех видов угроз, включая взрывы в непосредственной близости от ЗО и стрельбу из стрелкового оружия в стены и в потолок практически в упор. Пожаростойкость по ГОСТ Р 52919-2008 – до 180 мин, степень защиты по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) – IP56. В качестве последнего штриха можно добавить, что эти решения еще и бескаркасные. К недостаткам таких ЗО, по мнению автора, относятся большой удельный вес панелей, достигающий 60 кг/м2, и как следствие – невозможность ручного монтажа панелей без подъемных приспособлений и высокая стоимость. Высота стеновых и длина потолочных панелей – 2350–3500 мм, ширина – 600 мм (или по заказу – 1200 мм для «легких» решений), толщина – 100–120 мм, удельный вес – 20–60 кг/м2 в зависимости от степени защищенности. Защитные оболочки помещений, у которых и длина, и ширина превышают 3500 мм, нуждаются во внутренних стойках-опорах. Для своих решений Lampertz выпускает полный набор необходимых элементов – двери с автоматическими доводчиками, замки, автоматические люки забора воздуха, сброса давления и дымоудаления, систему освещения, автоматику СКУД и реакции на нештатные ситуации. Для организации кабельных вводов используются элементы от сторонних производителей.

 

Более дешевые решения фирмы RemTech Limited создаются на основе сертифицированных по пожарным ИT-нормам сэндвич-панелей с наполнителем из специального полимера. Пожаростойкость по ГОСТ Р 52919-2008  – до 90 мин, степень защиты по ГОСТ 14254-96 – IP56. Защитная оболочка конструктивно бескаркасная. Базовое решение обеспечивает защиту от пожара и некоторую (невысокую) взломостойкость, впрочем, несколько более высокую, чем у российских панелей. Специальные исполнения имеют высокую взломостойкость при сохранении всех остальных параметров. Взрывозащищенностью и пулестойкостью панели, в том числе специального исполнения, не обладают. Длина стеновых и потолочных панелей – до 6000 мм при стандартной ширине 1140 мм (ширина может быть меньше), толщина – 100 мм. Панели базового решения допускают возможность резки прямо на месте монтажа общестроительным инструментом. Удельный вес панели базового решения около 22 кг/м2. Панели специального исполнения армированы изнутри профилированной мелкоячеистой стальной решеткой. Резать такую панель также можно на месте монтажа, но только специальным инструментом и с малой скоростью. Удельный вес панели специального исполнения около 26 кг/м2. Для устройства ЗО шириной более 6000 мм используют либо внутренние стойки-опоры, либо специальный подвес к верхнему перекрытию, на который опирается стык торцов двух потолочных панелей. Из фирменных элементов предлагаются автоматические люки забора воздуха, сброса давления и дымоудаления, остальные элементы от – сторонних производителей.

 

Самые недорогие решения – ЗО из российских общестроительных сэндвич-панелей производства TRIMO или «Венталл» с наполнителем из минеральной ваты на предварительно смонтированом каркасе из стальных труб квадратного сечения. Они не имеют сертификации ни в отношении пожаростойкости (по ГОСТ Р 52919-2008), ни в отношении степени защиты, обеспечиваемой оболочками (по ГОСТ 14254-96). На их основе принципиально невозможно сделать взломозащищенную конструкцию. К сожалению, нужно констатировать, что кроме низкой стоимости и возможности резки панелей прямо на месте монтажа общестроительным инструментом этим решениям совершенно нечего противопоставить их зарубежным конкурентам. Размер панелей может достигать 12000 мм в длину при ширине 1100 мм, толщина 120 мм. Удельный вес панелей порядка 20–21 кг/м2. В целом такие характеристики не должны особенно удивлять, поскольку эти панели исходно позиционировались как общестроительные и не предназначались для создания ЗО дата-центров. Однако, при всех недостатках – повторюсь – эти панели однозначно лучше подходят для устройства защитных оболочек ЦОДов, нежели кирпич, бетон или гипсокартон.

 

 

Во второй части статьи будут затронуты вопросы выбора помещения для установки ЗО, строительной подготовки, проектирования и логистики.

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!