Rambler's Top100
Статьи ИКС № 12 2013
Заурбек АЛЕХИН  Дмитрий БАСИСТЫЙ  10 декабря 2013

Жизненный цикл дата-центра. В поисках рецептов вечной молодости. Часть 1

В жизни дата-центра – как и всякого развивающегося организма – есть период оптимума, когда он уже функционирует в полную силу, но еще не показывает признаков упадка. Что представляет собой это состояние, от каких параметров оно зависит?


Заурбек АЛЕХИН, независимый консультант 
Дмитрий БАСИСТЫЙ, независимый консультант 

 Жизненный цикл изделия под названием «ЦОД»

Обратиться к теме, обозначенной в заголовке статьи, авторов побудило выстраданное мнение о том, что вопросам соответствия реального уровня эксплуатации ЦОДов ожиданиям потребителей их услуг уделяется недостаточно внимания. Немаловажно также, что в экспертном сообществе сейчас не ведется серьезной дискуссии о качестве услуг ЦОДа как производной от уровня технического состояния и о прогрессивности подходов к организации эксплуатации и обслуживания дата-центров.

В основе теории эксплуатации дата-центров – впрочем, как и любой другой системы или объекта – лежит понятие жизненного цикла. Впервые этот термин был употреблен по отношению к продукции, товарам и услугам и звучал как «жизненный цикл продукции». Но маркетинговое содержание понятия «жизненный цикл продукции» несколько отличается от того, что можно было бы применить к ЦОДу.

В общем случае жизненный цикл – это совокупность взаимосвязанных процессов последовательного изменения состояния объекта, от начала формирования исходных требований к нему до окончания его эксплуатации. Состояние объекта изменяется последовательно, и эта последовательность имеет четко выраженный стадийный характер. В жизненном цикле объекта применительно к ЦОДу можно выделить следующие стадии (рис. 1):  >идея; > проектирование; > cтроительство; > эксплуатация.


Стадию формирования и разработки идеи можно также назвать предпроектной подготовкой, в ходе которой решаются следующие задачи: формируются бизнес-потребности (требования к будущему ЦОДу), подготавливается технико-экономическое обоснование или бизнес-план, проводится предпроектное обследование и составляется техническое задание. На этой стадии формируются требования к функционированию объекта, которые должны быть реализованы в ходе проектирования и последующего строительства. Правильный, взвешенный и выверенный набор таких требований позднее не позволит спроектировать и реализовать решение, которое будет функционировать неэффективно в технологическом и экономическом смыслах. Таким образом, еще на предпроектной стадии закладываются основы «состояния наилучшего функционирования» (подробнее об этом речь пойдет ниже).

B a s e l i n e  –  э т а л о н н ы й

н а б о р   п а р а м е т р о в

Понятие «baseline» применительно к информационным технологиям определено в ГОСТ Р ИСО/МЭК 20000-1-2010 «Информационная технология. Менеджмент услуг. Часть 1. Спецификация»:

Базовая линия (baseline) – это описание состояния услуги или отдельных элементов конфигурации в некоторый момент времени.

Очевидно, что при испытаниях инфраструктуры ЦОДа можно сформировать и зафиксировать эталонный набор параметров функционирования систем, который в идеальном случае должен отражать заложенную в проекте и реализованную в ходе строительства дата-центра эффективность.

Если созданный объект сразу после ввода в эксплуатацию работает на 100% проектной нагрузки, то скорее всего будет достаточно одного набора параметров на весь срок жизни объекта. Если же предполагается поэтапный ввод в эксплуатацию, то для каждого этапа потребуются собственные (обновляемые) эталонные наборы параметров функционирования систем ЦОДа.  

Следом за предпроектной подготовкой наступает важнейший этап формирования облика нового объекта – стадия проектирования, разработки технических решений. На этой стадии формируются технические решения и экономические характеристики будущего ЦОДа, составляются требования к организации службы эксплуатации, к операционной устойчивости объекта.

Технические решения в идеале должны соответствовать требованиям к проектированию эффективно функционирующего объекта. На деле не всегда удается избежать компромиссов при разработке технических решений – какими-то параметрами эффективности приходится пожертвовать, то ли в силу возникших финансовых ограничений, то ли в силу недостаточной квалификации и опыта проектировщика. Кроме технических решений компромиссы и недоработки могут повлиять и на организационные решения, определяющие порядок эксплуатации проектируемого объекта.

Подготовленные на стадии проектирования решения для будущего ЦОДа реализуются на стадии строительства, которая включает работы по поставке, монтажу, пусконаладке и испытаниям всех систем дата-центра.

Не секрет, что заложенные в проектной документации качество и эффективность систем при строительстве порой страдают из-за ошибок при монтаже, настройке и пуске. Причины возможны разные, хотя и вполне традиционные: квалификация подрядчиков, спешка из-за отставания по срокам и другие. И даже применяемые методы контроля качества – разного рода надзоры и аудиты, автономные испытания – не в силах полностью исключить потери качества и эффективности.

По успешном завершении испытаний ЦОД вводится в постоянную эксплуатацию, т. е. его жизненный цикл вступает в стадию эксплуатации, в ходе которой реализуется основное назначение дата-центра как объекта инфраструктуры организации.

Проведение испытаний – особенная процедура, переоценить ее влияние на последующую судьбу построенного объекта невозможно. И дело не в том, что после успешных испытаний исполнитель может закрыть контракт и получить вознаграждение, а в распоряжение заказчика поступает долгожданный объект корпоративной инфраструктуры. Главное в том, что эта процедура, процедура испытаний, должна задать базовый набор параметров функционирования ЦОДа. Этот базовый набор (baseline) станет эталоном работы дата-центра на весь период его эксплуатации.

Если по каким-либо причинам ЦОД перестал соответствовать требованиям владельца – то ли оборудование систем выработало свой ресурс, то ли морально и технически устарело, а может быть, просто изменились цели бизнеса, – неизбежен переход объекта в состояние, завершающее его жизненный цикл: это либо утилизация (вывод из эксплуатации), либо модернизация. В последнем случае новый, модернизированный объект будет заново проходить весь описанный выше жизненный цикл: идея (исследование) – проектирование – строительство – эксплуатация.

 
 
 
 
 

В жизненном цикле ЦОДа можно рассматривать технологическую и экономическую сущности (рис. 2). Технологическая сущность появляется у дата-центра на стадиях проектирования и строительства (II и III на рис. 2), развивается на стадии эксплуатации (IV), достигает своего пика к окончанию срока службы и по завершении этого срока показывает резкое падение.

С финансовой точки зрения жизненный цикл ЦОДа характеризуется ростом капитальных затрат, пик которых приходится на первую половину стадии строительства, с выходом в равновесную точку на том этапе эксплуатации, когда первоначальные затраты окупаются и ЦОД начинает приносить прибыль. По достижении заданного срока эксплуатации ЦОДа стоимость поддержания объекта в надлежащем состоянии начинает превышать извлекаемую из него прибыль, т.е. появляются убытки.

Понятия «прибыль» и «убытки» применимы не только к коммерческим дата-центрам. Для корпоративных ЦОДов эти понятия можно трансформировать в аналоги – «эффективная работа» и «неэффективная работа».

Состояние наилучшего функционирования.

 

Термин и его значение

Особое внимание уделим одному из этапов жизненного цикла ЦОДа – стадии (или периоду) эксплуатации. Очевидно, что переходы между стадиями не происходят мгновенно: они требуют времени, ресурсов, усилий, и переход в состояние «эксплуатация» не является исключением.

На самом деле нас будет интересовать лишь часть общего периода эксплуатации, которую можно назвать состоянием наилучшего функционирования (СНФ). Однозначное определение ему дать сложно, придется отталкиваться от описаний и пояснений.

Итак, говоря «состояние наилучшего функционирования», мы имеем в виду такой период в жизненном цикле ЦОДа, когда оценка некоторого аспекта (набора качественных параметров) его функционирования является локально оптимальной для оценивающих субъектов. И данные субъекты заинтересованы в том, чтобы такое состояние продолжалось как можно дольше.

Например, если мы оцениваем объект с точки зрения портфельного инвестора, то СНФ будет эквивалентно периоду максимальной доходности. А с точки зрения клиентов – это период наилучшего соотношения цена/качество. На возможных точках зрения мы еще остановимся подробнее.

Динамика развития и состояния объекта

Уже из самого названия следует, что период СНФ наступает через некоторое время после сдачи объекта. Это связано, например, с тем, что выход ЦОДа на полную мощность почти всегда происходит постепенно; имеются и иные причины.

Если существование объекта не нарушается периодическими «интервенциями», оказывающими воздействие на параметры, картина будет такой, как на рис. 3. С другой стороны, в случае какого-то вмешательства возможны варианты, например, показанные на рис. 4 и 5.

Стоит отметить, что и эталонное значение для самих оценочных параметров тоже может претерпевать изменения, «портя» картинку (рис. 6).

Из приведенных схем очевидно, что в предложенной постановке вопроса простор для разного рода рассуждений, исследований, спекуляций практически ничем не ограничен.

Оценка состояния и набор параметров

Рациональное зерно в приведенных выше рассуждениях, безусловно, присутствует, но вот добраться до него с такого уровня абстракции совсем не просто. Остановимся более подробно на возможных аспектах оценки состояния ЦОДа.

Практика показывает, что основными заинтересованными в оценке состояния ЦОДа сторонами являются:  

  • владельцы;

  • клиенты;

  • менеджмент;

  • персонал.

Далеко не всегда все эти группы можно однозначно выделить, часто представители одной группы одновременно входят в другие – в общем, всё, как обычно бывает в жизни. Тем не менее для целей анализа будем предполагать, что группы являются условно изолированными и непересекающимися.

Есть еще множество иных, не основных, групп: конкуренты, поставщики, местная власть, регулирующие органы, местные жители. Но будем считать, что их влияние на эксплуатацию ЦОДа и его состояние не столь значительно, как влияние основных групп.

Дата-центр – это сложный, комплексный объект. И когда мы говорим об идеальном состоянии, оно конечно же оценивается в различных сферах. Так, есть технологическая составляющая, т. е. установленное инженерно-техническое оборудование и построенные на его основе системы. Можно обсуждать финансовую сторону, когда состояние дата-центра рассматривается и оценивается с точки зрения финансовых параметров и нормативов. Говоря о производственной стороне, следует преимущественно обращать внимание на то, насколько эффективно организована деятельность дата-центра как хозяйствующего субъекта, ориентированного на предоставление определенного набора услуг. Наконец, обсуждая организационную сторону, нужно уделять максимум внимания общей модели управления и отдельным ее компонентам, включая модель стратегического управления и операционную модель.

П р и м е р   о п и с а н и я   с о с т о я н и я

н а и л у ч ш е г о   ф у н к ц и о н и р о в а н и я

Состояние наилучшего функционирования описывается набором параметров, характеризующих это состояние, и допустимыми интервалами отклонения их значений, при которых сохраняется зафиксированное состояние. В качестве иллюстрации приведем пример описания СНФ с точки зрения владельца бизнеса.

• Возможности размещения оборудования отвечают следующим требованиям: площади в машинных залах – 500 кв. м ± 10%; мощности электроснабжения – 2500 кВА; мощности и параметры системы охлаждения соответствуют тепловыделению нагрузки и не ограничивают размещение.

• Наличие резервов по основным мощностным параметрам – не менее 20%.

• Безотказность: отказы случаются относительно редко (не чаще одного раза в год), не приводят к серьезным простоям (максимальное время простоя – до 4 ч), устраняются без закупки оборудования (возможно, требуется пополнение ЗИП) и незаметны для потребителей.

• Экономическая эффективность: доходы и прибыль на вложенный капитал не ниже средних по рынку значений для аналогичного сегмента (20% годовых).

Остальные параметры для владельца бизнеса в нашем примере не являются значимыми, поэтому они не упоминаются.

Это связано с тем, что дата-центр одновременно является:  

  •  набором технологического оборудования, сгруппированного в инфраструктурные системы;

  •  хозяйствующим субъектом (явно или неявно), нацеленным на предоставление набора услуг;

  •  работодателем для персонала;

  •  объектом собственности;

  •  структурой для управления со стороны менеджмента.

В реальности, несмотря на практически бесконечный перечень вариантов, в большинстве случаев интерес будут представлять именно перечисленные выше аспекты оценки (возможно, с некоторой дополнительной детализацией). При этом целевые значения параметров для разных групп могут – и наверняка будут – выглядеть порой противоречиво.

Основными параметрами «наилучшего» состояния ЦОДа с точки зрения той или иной заинтересованной стороны могут считаться следующие.

  • Возможности размещения оборудования, их соответствие текущим потребностям (площади машинных залов, подведенные электрические мощности, мощности и возможности системы охлаждения).

  • Наличие и объемы резервов по основным мощностным параметрам – при этом желательно, чтобы резервы не простаивали, а были доступны для подключения за короткое время (при условии расходования дополнительных средств).

  • Безотказность – отказы происходят относительно редко (не более одного-двух раз в год), не приводят к серьезным простоям (например, сбой в подаче электропитания компенсируется возможностями СБЭП), устраняются относительно легко (без дополнительных значимых затрат) и в идеале не заметны для потребителей (клиентов).

  • Обслуживаемость – установленное оборудование может адекватно эксплуатироваться (обслуживаться и ремонтироваться), доступны и достаточны комплекты ЗИП и расходные материалы, доступны специалисты и есть внешние возможности их подготовки.

> Управляемость – имеется работающая модель эксплуатации, укомплектован в достаточном объеме свой штат, доступны внешние исполнители (необходимые внешние услуги присутствуют на рынке и адекватны по стоимости).

> Экономическая эффективность – для владельцев это доходы и прибыль на вложенный капитал не ниже среднего по рынку значения для аналогичного сегмента. Для клиентов – стоимость услуг ЦОДа не выше, чем аналогичных по рынку (при сравнимом качестве). Для персонала – условия труда и его оплата не хуже, чем в среднем по рынку. Для менеджмента это означает, что бюджет обеспечивает достижение поставленных целевых параметров функционирования ЦОДа.

Сделаем еще одно замечание. Несмотря на то что каждый из названных выше параметров реально существует, имеет собственную важность и значимость, учесть и проанализировать всё и сразу – задача в короткие сроки невыполнимая. Поэтому в статье мы будем преимущественно рассматривать наиболее изученную и понятную для большинства специалистов сторону – технологическую. Будучи наиболее сложной и в то же время основополагающей, «материальной» составляющей объекта, она одновременно и наиболее уязвима с точки зрения сохранения ее состояния на протяжении длительного времени.

Вместе с тем необходимо отметить, что при рассмот-рении технологических аспектов эксплуатации ЦОДа важными, определяющими параметрами функционирования являются показатели работы отдельных инженерных систем – электроснабжения, охлаждения и других.

Фиксация (определение) значений параметров отдельных инженерных систем ЦОДа на этапе комплексных или приемочных испытаний позволяет в последующем вести целенаправленный их мониторинг, строя при этом зависимости, которые позволят превентивно (по возможности) определять вход систем в состояние деградации их параметров, что может отразиться – и отражается – на «состоянии наилучшего функционирования» . 

О том, что вызывает ухудшение параметров ЦОДа со временем и как все же продлить лучший период его жизни, читайте в следующем номере «ИКС».

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