Netzwerkinfrastruktur Grüne Kühlung

Für die Funktionsbereiche des Rechenzentrums sind verschiedene Konzepte verfügbar, mit denen sich die Energieeffizienz optimieren, das Energiemanagement verbessern und Platzeinsparungen realisieren lassen. Dazu gehört beispielsweise die Nutzung von »Energy Star«-Servern und von hocheffizienten Stromversorgungseinheiten. Zu oft werden dabei jedoch die Komponenten auf der physischen Schicht der Netzwerkinfrastruktur des Rechenzentrums übersehen.

Wenn es darum geht, das Rechenzentrum umweltfreundlicher zu gestalten, sind drei Effizienzbereiche zu berücksichtigen: Kühlung, Energiemanagement und Dichte. Entsprechend sollten Gebäudeeigentümer und Rechenzentrumsmanager bei der Auswahl der Informationen und der Komponenten der physischen
Netzwerkschicht immer auch die Performance, Effizienz und Nachhaltigkeit im Hinterkopf behalten.

Die Teilnehmer einer aktuellen Umfrage von Gartner gaben an, dass die Stromversorgung und die Kühlung die größten Herausforderungen im Rechenzentrum seien. Die heute eingesetzten Geräte verbrauchen nicht nur mehr Strom, sondern müssen auch permanent gekühlt werden. Schätzungen zufolge entfallen 30% des Energieverbrauchs im Rechenzentrum auf die Kühlung.

Der Kühlungsprozess selbst wird in der Regel von einer exzessiven Energievergeudung begleitet, da die CRAC-Klimageräte (Computer Room Air Conditioner) versuchen, die Wärmeentwicklung an Hot-Spots zu kompensieren. Diese Kompensation verschwendet tagtäglich Unmengen an Energie und Geld. In den meisten Rechenzentren kommt eine Warmgang-/Kaltgang-Konfiguration zum Einsatz, um die von den Geräten erzeugte Wärme abzuführen.

Um aber den vollen Nutzen aus dieser Konfiguration ziehen zu können, müssen Gehäuselösungen gefunden werden, mit denen die an der Rückseite der Geräte austretende Warmluft von der an der Vorderseite eintretenden Kaltluft getrennt wird. Solche Wärmedämmungs-lösungen können die Vermischung von Warm- und Kaltluft deutlich verringern. Dadurch erhöht sich der Unterschied zwischen der Einlass- und der Auslasstemperatur der CRAC-Einheit, wodurch die Effizienz steigt und der Energieverbrauch sinkt.

Es gibt beispielsweise Wärmedämmungsgeräte, die auf dem Gerätegehäuse montiert werden und automatisch die Wärmelast überwachen und die Gebläsedrehzahlen entsprechend regulieren, um die richtige Luftmenge vom Gehäuse abzuziehen und über Luftkammern zur CRAC-Einheit zurückzuführen. Mit solchen Systemen lassen sich im Vergleich zu Warmgang-/Kaltgang-Konfigurationen bis zu 50% Energie einsparen. Und sie können die vorhandene Kühlinfrastruktur zu 100% nutzen, indem sie den Luftstrom effizient managen.

Den Gesamtstromverbrauch im Rechenzentrum durch besseres Energie-management zu senken ist äußerst lohnenswert. Der Austausch von älterem Equipment durch moderne, energieeffiziente Server zahlt sich im Laufe der Zeit aus. Wenn Stromversorgungseinheiten zudem mit Funktionen für die Fernüberwachung ausgestattet sind, können einzelne Auslässe oder sogar Gruppen von Auslässen aktiviert und deaktiviert werden, um Kosten zu sparen. Außerdem haben die Manager dadurch die Möglichkeit, wichtige Informationen über Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftstrom und Rauch in der Umgebung des Rechenzentrums abzurufen.

Bei der Anordnung von Schränken, Racks und Equipment im Kontrollraum muss ein ausreichender Luftstrom sichergestellt werden, um die optimale Kühlung zu gewährleisten (Bild 1). Ein durchdachtes Kabelmanagementsystem erleichtert die ordentliche und übersichtliche Kabelführung.

Weniger Fläche, weniger Energieverbrauch

Eins ist offensichtlich: Je größer die genutzte Fläche ist, umso mehr Materialien kommen zum Einsatz und umso höher ist der Energieverbrauch. Den Platzbedarf im Rechenzentrum zu reduzieren ist also ein lohnenswertes Ziel. In Bereichen wie den primären und horizontalen Verteilungsräumen befinden sich leistungshungrige Core-Switches sowie Hunderte von Verbindern und Querverbindern für die Anbindung an Equipment und Storage-Area-Networks.

Auf dem Markt sind heute unzählige Produkte und Lösungen erhältlich, die hohe Performance und Sicherheit bieten und gleichzeitig wenig Platz benötigen. Es gibt mehrere Konzepte, die in den unterschiedlichen Bereichen des Rechenzentrums angewandt werden können. Um das Equipment unterzubringen, eignen sich Rack-Systeme mit hoher Dichte, die den verfügbaren Platz optimal ausnutzen und gleichzeitig die Dichteanforderungen erfüllen.

Manche Racks und Schränke sind modular aufgebaut und besitzen austauschbare Komponenten. Die Benutzer können dadurch ganz flexibel den verfügbaren Platz nach ihren Vorstellungen und individuellen Anforderungen nutzen (Bild 2). In den Portal- und Telekommunikationsräumen können wandmontierte glasfaser- und kupferkabelbasierte High-Density-Patching-Produkte eingesetzt werden, die nur wenig Platz benötigen und dank deutlicher Beschriftung und komfortabler Schwenktüren eine einfache Wartung ermöglichen.

So lassen sich beispielsweise Patch-Felder mit ultrahoher Dichte (48 Ports) in einem Rack-Platz von nur 1 HE unterbringen - was der doppelten Dichte herkömmlicher Patch-Felder entspricht. Schräg angebrachte Patch-Felder machen es möglich, die Patchkabel rechts oder links entlang zu führen. Dadurch werden keine horizontalen Kabelmanager mehr benötigt, wodurch im Rack 27% weniger Platz erforderlich ist.

Eine andere Lösung für die Kabelverlegung im Rechenzentrum sind vorkonfektionierte glasfaser- und kupferkabelbasierte Verkabelungs- und Verbindungssysteme. Diese werksseitig konfektionierten Kabelsysteme besitzen einen kleineren Durchmesser und sparen dadurch Platz. Darüber hinaus lassen sie sich einfacher und schneller installieren und warten, was wiederum die Arbeitskosten niedrig hält.

Vorkonfektionierte Lösungen ermöglichen außerdem die Nutzung kurzer Verbindungsstrecken, sodass sich in manchen Rechenzentren innerhalb der gesamten Verkabelungstopologie bis zu 40% Material einsparen lässt. Eine vorkonfektionierte Kabellösung spart langfristig Geld, da die Kabel bei Umzügen, Erweiterungen oder Änderungen der Infrastruktur einfach und problemlos wiederverwendet oder für andere Zwecke genutzt werden können.

Performance und Nachhaltigkeit sind das A und O

Die Netzwerkinfrastruktur ist das Herzstück eines Unternehmens, das die Unternehmensanwender mit den Applikationen verbindet, die sie für die Kommunikation, für ihre Aufgaben und für Transaktionen benötigen. Bei der Konzeption und Installation der Infrastruktur sollte besonderes Augenmerk auf der Performance der Signalübertragung und auf höchster Zuverlässigkeit liegen.

Gleiches gilt auch für die langfristige Nachhaltigkeit. Leistungsfähige Verkabelungs- und Connectivity-Komponenten sind für Rechenzentrums-manager Grundvoraussetzung, um die Vorteile von IT-Effizienztechniken und neuen Technologien wie beispielsweise die bandbreitenintensivere Serverkonsolidierung und -virtualisierung nutzen zu können.

Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit - das ist viel mehr, als nur die Auswahl umweltschonender Materialien und Komponenten. Vielmehr geht es darum, im Hinblick auf sämtliche Systeme und Abläufe im Unternehmen intelligenter und effizienter zu agieren - was zum Konzept der IP-Konvergenz (Internet-Protokoll) führt. In den letzten Jahren haben sich Ethernet und IP zu einer Technologie entwickelt, die für die Übertragung von Sprach-, Video-, industriellen Steuerungs- und Gebäudemanagement-Informationen als Datensignale im gesamten Unternehmen mittels eines einheitlichen Netzwerkprotokolls genutzt werden kann.

Einige Unternehmen setzen heute auf die Ethernet-IP-Konvergenz als Ersatz für verschiedene proprietäre Bestands-systeme. Der Vorteil des Konzepts der konvergierten Systeme liegt darin, dass mehrere Systeme über ein und dieselbe Infrastruktur und über die gleichen Verkabelungsmedien als offenes Netzwerk ausgeführt werden können - und zwar mit integrierten Sicherheits- und Authentifizierungsmechanismen für den zuverlässigen Schutz von vertraulichen Daten.

IP-Konvergenz ist ein Trend, der nach Expertenmeinung im Lauf der Zeit noch stark zunehmen wird, da sich damit die Effizienz steigern, die Kosten reduzieren und die Ressourcenauslastung optimieren lässt. Und ist es nicht genau das, was Nachhaltigkeit ausmacht?

Über den Autor:

Denis Blouin ist Programm-Manager für Rechenzentren bei Belden.