Уровни ЦОД: измеряем надежность в Тиерах

Классификация ЦОД: какие существуют уровни

Классификация построена по принципу постепенного увеличения надежности. Каждый следующий уровень включает требования предыдущего и дополняет их новыми механизмами резервирования. Всего официально существует четыре класса.

Tier 0: существует ли такой уровень на самом деле
Формально нулевой уровень в стандарте отсутствует. Это неофициальное обозначение, которое изредка используют специалисты для описания небольшой серверной комнате внутри офиса, где имеется один ввод электропитания, один кондиционер и отсутствуют резервные инженерные системы. Если отключится электричество, выйдет из строя кондиционер или потребуется ремонт оборудования, работа сервисов остановится. Поэтому данной уровень нельзя считать полноценным классом дата-центров – это скорее условная отправная точка, показывающая отсутствие требований стандарта.

Tier I базовая инфраструктура
Tier I первый официальный уровень классификации. Такой ЦОД уже обладает минимально необходимой инженерной инфраструктурой: выделенным помещением, источником бесперебойного питания, системой охлаждения и резервным генератором.

Но дело в том, что все ключевые инженерные системы имеют только один путь подачи ресурсов. Это означает, что любое серьезное техническое (даже и плановое) обслуживание требует полной остановки работы дата-центра. Кроме того, отказ любого важного элемента способен привести к простою. Tier I подходит организациям, для которых кратковременное отключение сервисов не приводит к серьезным финансовым потерям.

Tier II резервирование ключевых компонентов
Tier II делает следующий шаг вперед. Здесь уже появляется резервирование основных компонентов инженерной инфраструктуры: источников питания, генераторов, насосов, систем охлаждения и другого оборудования. Обычно применяется схема N+1, когда имеется как минимум один резервный элемент.

При этом путь распределения электроэнергии и охлаждения по-прежнему остается единым. Поэтому отдельные виды обслуживания все еще могут потребовать остановки части инфраструктуры, а повреждение распределительных линий способно привести к недоступности сервисов. По сравнению с уровнем I риск аварий значительно ниже, однако полностью исключить простои такой уровень пока не позволяет.

Tier III отказоустойчивая инфраструктура для бизнеса
Именно Tier III сегодня считается отраслевым стандартом для коммерческих дата-центров. Главная особенность: возможность выполнять обслуживание любого элемента инженерной инфраструктуры без остановки работы дата-центра. Такой принцип называется Concurrent Maintainability. Если необходимо заменить ИБП, провести профилактику системы охлаждения или выполнить ремонт отдельных инженерных узлов, оборудование клиентов продолжает работать.

Для этого используются резервные линии электропитания, дополнительные системы охлаждения и продуманная архитектура инженерных сетей. Именно поэтому Tier III считается оптимальным балансом между стоимостью строительства и уровнем надежности.

Tier IV максимальная надежность и отказоустойчивость
Tier IV представляет собой вершину классификации. Здесь инфраструктура строится таким образом, чтобы дата-центр продолжал работать даже при серьезной аварии или отказе любого отдельного элемента. Здесь всё критически важное продублировано, а системы питания и охлаждения идут по независимым линиям. Благодаря этому даже если один путь полностью выходит из строя, второй сразу подхватывает нагрузку, и сервисы продолжают работать без перерыва. Такой подход называют устойчивостью к отказам.

Подобные ЦОД строятся для организаций, где простой даже в несколько минут способен привести к многомиллионным убыткам. Для большинства обычных компаний такой уровень уже избыточен: он даёт максимум надёжности, но и стоит заметно дороже.

Tier I и Tier II: когда высокая надежность еще не требуется

Когда говорят о современных дата-центрах, имеют в виду Tier III и Tier IV. На их фоне первые два уровня кажутся устаревшими, однако это не совсем справедливо. Если бизнес может пережить простой на несколько часов и не теряет из-за этого деньги или клиентов, нет смысла переплачивать за более сложную инфраструктуру. Такие решения дешевле и при этом нормально справляются со своей работой. Более простой вариант Tier I обычно берут небольшие компании, внутренние системы, тестовые проекты или архивы данных – там, где заранее можно запланировать обслуживание и остановка сервиса не критична.

Чуть более надёжный вариант Tier II используют, когда хочется снизить риск сбоев из-за отдельных поломок оборудования, но при этом всё ещё нет требований к круглосуточной бесперебойной работе. Оба этих уровня предполагают, что систему иногда можно отключать для обслуживания. А если даже короткий простой уже недопустим, тогда нужны более серьёзные решения, которые работают без остановок даже во время ремонта.

Tier III: почему именно этот уровень считается отраслевым стандартом

Как уже говорилось выше, именно Tier III сегодня считается золотой серединой между стоимостью и надежностью. Но почему именно этот уровень стал выбором большинства коммерческих дата-центров? Ответ прост: современный бизнес практически не может позволить себе остановку сервисов даже ради планового обслуживания.

Именно эту проблему и решает Tier III. Его архитектура изначально проектируется так, чтобы инженеры могли обслуживать отдельные узлы инфраструктуры без влияния на работу клиентских сервисов. Еще одно важное преимущество: высокий уровень доступности. Для Tier III он составляет 99,982%, что соответствует примерно 1,6 часа возможного простоя в год. Для большинства компаний этого более чем достаточно, поэтому именно данный уровень сегодня считается отраслевым стандартом для коммерческих ЦОД.

Tier III требования: что должно быть в дата-центре

Многие думают, что требования Tier III – это определенный набор оборудования: несколько генераторов, дорогие ИБП и мощные кондиционеры. На самом деле стандарт работает иначе. Он не диктует, какие устройства должны использоваться, а определяет, как должна быть организована инженерная инфраструктура, чтобы дата-центр продолжал работать даже во время обслуживания отдельных систем. Для современных цифровых сервисов, работающих 24/7, это не просто удобство, а одно из главных условий стабильной работы.

Требования Tier III к электроснабжению
Электропитание – одна из самых важных систем любого ЦОД. Потеря питания даже на несколько секунд может привести к отключению серверов, поэтому для Tier III предусматривается резервирование по схеме N+1. На практике это означает, что каждый критически важный элемент имеет резерв. Кроме того, инженерная инфраструктура строится таким образом, чтобы обслуживание одной линии электропитания не требовало отключения серверов. Обычно в таких дата-центрах используются:

• резервные источники бесперебойного питания;
• дизель-генераторные установки;
• резервные распределительные устройства;
• автоматическое переключение между источниками питания;
• возможность проводить обслуживание без остановки ИТ-нагрузки.

При этом полностью независимые линии электропитания требуются уже для Tier IV.

Требования Tier III к системам охлаждения
Серверное оборудование постоянно греется, поэтому охлаждение в дата-центре работает 24/7. Если его остановить даже ненадолго, температура в стойках очень быстро станет критической. Чтобы этого не случилось, в более надёжных дата-центрах Tier III все ключевые элементы охлаждения дублируются: чиллеры, насосы, кондиционеры. Если один из них выходит из строя или уходит на обслуживание, остальные сразу берут нагрузку на себя. Плюс важно, как внутри организован поток воздуха: от этого тоже зависит, насколько стабильно держится температура.

Требования Tier III к каналам связи
Даже самый популярный и разрекламированный дата-центр бесполезен, если он теряет связь с интернетом. Хотя стандарт напрямую не регламентирует телекоммуникационную инфраструктуру, на практике дата-центры третьего уровня предусматривают несколько независимых вводов оптоволоконных линий и возможность подключения к разным провайдерам. Если у одного кабеля или оператора возникают проблемы, трафик просто уходит через другой – и сервис продолжает работать без перебоев.

Tier IV: когда простой недопустим даже на несколько минут

Если Tier III считается золотой серединой, то Tier IV – это максимальный уровень надежности. Для достижения такого уровня используются полностью независимые пути электропитания и охлаждения, отсутствуют единые точки отказа, а критически важные системы чаще всего резервируются по схеме 2N или 2N+1. Фактически многие элементы инфраструктуры дублируются полностью, что значительно увеличивает стоимость строительства и эксплуатации объекта.

По надёжности это примерно 99,995% доступности – то есть считанные минуты (26) простоя в год. Но важно понимать: это не «никогда не ломается», а просто максимально высокий уровень устойчивости, который вообще существует в стандарте.

Tier III или Tier IV: что выбрать бизнесу

На первый взгляд кажется очевидным: если Tier IV надежнее, значит выбирать нужно именно его. Однако в реальности все не так просто. Выбор уровня дата-центра всегда начинается не с технических характеристик, а с оценки рисков. Если даже кратковременный простой способен привести к многомиллионным убыткам, нарушению законодательства или угрозе безопасности людей, тогда инвестиции в Tier IV действительно оправданы. Но таких организаций немного.

Для подавляющего большинства компаний: интернет-магазинов, SaaS-платформ, корпоративных информационных систем, облачных сервисов, медицинских организаций и производственных предприятий Tier III обеспечивает оптимальный баланс между стоимостью и надежностью. Он позволяет выполнять обслуживание без остановки сервисов, обеспечивает высокий уровень доступности и обходится заметно дешевле в строительстве и эксплуатации. Tier IV имеет смысл выбирать в случаях, когда:

• простой недопустим даже на несколько минут;
• требуется максимальная устойчивость к любым отказам;
• инфраструктура обслуживает критически важные государственные или финансовые системы;
• стоимость простоя многократно превышает дополнительные расходы на содержание ЦОД.

Во всех остальных ситуациях Tier III остается наиболее рациональным решением. Именно поэтому сегодня большинство новых коммерческих дата-центров во всем мире строятся по этому стандарту: он обеспечивает высокий уровень надежности без чрезмерного усложнения инфраструктуры и неоправданного роста затрат.