Weiterlesen mit NEWS. Jetzt testen.
Lesezeit ca. 9 Min.

Pulsmessung 4.0


IT Administrator - epaper ⋅ Ausgabe 8/2021 vom 30.07.2021

Einkaufsführer RZ-Monitoring

Artikelbild für den Artikel "Pulsmessung 4.0" aus der Ausgabe 8/2021 von IT Administrator. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: IT Administrator, Ausgabe 8/2021

Kaum ein Admin wird laut "Hier, hier ich!" rufen, wenn es darum geht, die Anforderungen an eine neue Monitoringlösung für das RZ zu formulieren und sich anschließend einen Überblick über die Angebotsfülle in Sachen Sensoren & Co. zu verschaffen. Doch irgendjemand muss den Job ja machen und bevor eine wilde Webrecherche mehr Verwirrung als Überblick stiftet, sollte der IT-Verantwortliche die wichtigsten Punkte in Sachen Nutzen und Funktion formulieren. Etwa so: - Wir wollen alle vitalen Stromdaten auf jeder Verteilungsebene und dazu Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Feuchte permanent erfassen.

- Das Monitoringtool soll zudem als Frühwarnsystem agieren, das uns bei kritischen Entwicklungen von Stromwerten und Umgebungsbedingungen warnt, damit wir Systemstörungen und Ausfällen vorbeugen können.

- Weiteres Ziel ist es, damit energetische und thermische Schwachstellen in ...

Weiterlesen
epaper-Einzelheft 10,99€
NEWS 30 Tage gratis testen
Bereits gekauft?Anmelden & Lesen
Leseprobe: Abdruck mit freundlicher Genehmigung von IT Administrator. Alle Rechte vorbehalten.
Lesen Sie jetzt diesen Artikel und viele weitere spannende Reportagen, Interviews, Hintergrundberichte, Kommentare und mehr aus über 1000 Magazinen und Zeitungen. Mit der Zeitschriften-Flatrate NEWS von United Kiosk können Sie nicht nur in den aktuellen Ausgaben, sondern auch in Sonderheften und im umfassenden Archiv der Titel stöbern und nach Ihren Themen und Interessensgebieten suchen. Neben der großen Auswahl und dem einfachen Zugriff auf das aktuelle Wissen der Welt profitieren Sie unter anderem von diesen fünf Vorteilen:

  • Schwerpunkt auf deutschsprachige Magazine
  • Papier sparen & Umwelt schonen
  • Nur bei uns: Leselisten (wie Playlists)
  • Zertifizierte Sicherheit
  • Freundlicher Service
Erfahren Sie hier mehr über United Kiosk NEWS.

Mehr aus dieser Ausgabe

Titelbild der Ausgabe 8/2021 von Negatives Testergebnis zum Zweiten. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Negatives Testergebnis zum Zweiten
Titelbild der Ausgabe 8/2021 von Jetzt Preview von Windows 11 testen. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Jetzt Preview von Windows 11 testen
Titelbild der Ausgabe 8/2021 von OTRS zurück in der Community. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
OTRS zurück in der Community
Titelbild der Ausgabe 8/2021 von Kubernetes macht Sorgen. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Kubernetes macht Sorgen
Titelbild der Ausgabe 8/2021 von Die Würfel sind gekommen. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Die Würfel sind gekommen
Titelbild der Ausgabe 8/2021 von »Es reicht nicht mehr, nur zu wissen, ob die Infrastruktur verfügbar ist«. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
»Es reicht nicht mehr, nur zu wissen, ob die Infrastruktur verfügbar ist«
Vorheriger Artikel
Innerlich und äußerlich aufpoliert
aus dieser Ausgabe
Nächster Artikel Unter die Haube geschaut
aus dieser Ausgabe

... unserer Umgebung aufzuspüren, um Lasten besser zu verteilen und Energie einzusparen.

- Die Datengrundlage soll auch dazu genutzt werden, um den PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) kontinuierlich zu bestimmen und zu evaluieren, sodass wir wissen, wie wir in puncto Energieeffizienz im Vergleich zu anderen Rechenzentren dastehen.

- Aber noch viel wichtiger ist es, eigene Kennwerte zu entwickeln, mit denen wir das Verhältnis zwischen IT-Performance, Energieverbrauch und CO2-Emission analysieren und somit belastbare Aussagen zum Reifegrad unseres Rechenzentrums im Hinblick auf Energieeffizienz und Nachhaltigkeit treffen können.

Konkrete Anforderungen an das Monitoring

Damit wären die ersten Einträge ins Lastenheft geschrieben. Jetzt müssen wir uns noch ein bisschen konkreter anschauen, was alles unter das Dach eines Monitorings zu bringen ist: In unserem Beispiel gibt es im Rechenzentrum insgesamt zehn Rack-Korridore, wobei die Kaltgänge eingehaust sind. Die räumliche Stromverteilung zu den Racks erfolgt über die Decke mit einem Stromschienensystem in redundanter Auslegung. Über die Abgänge werden in den Racks jeweils ein A-und B-Versorgungsstrang über PDU-Stromleisten für die aktiven Geräte aufgebaut. Beim Monitoring der Stromwerte ist ausschlaggebend, dass der Betrieb, vor allem unternehmenskritischer IT-Geräte, individuell im Blick ist. Weiter interessiert die Gesamtlast per Rack sowie die Kontrolle der Leistungsabnahmen und Auslastungen von Verteilungen und Abgängen.

Für das Monitoring der Umgebungsbedingungen haben die eingekapselten Kaltgänge eine besondere Bedeutung: Hier ist die Überwachung des Kühlluftdrucks wichtig. Schließlich gilt es zu vermeiden, dass sich die Lüfter der im Standby-Betrieb befindlichen Server bei zu hohem Druck in Bewegung setzen, was zu Schäden an der Hardware führen kann. Auch auf die Luftfeuchte müssen wir ein Auge werfen, denn ist diese zu hoch, dann haben die Server die Kondensation zu regulieren, was mit einem höheren Energieverbrauch einhergeht. Überschreitet die Feuchte über einen längeren Zeitraum die für die Server spezifizierten Werte, dann kann dies sogar zu Korrosionen, Systemstörungen oder Ausfällen führen. Zu hohe Trockenheit hingegen könnte im schlimmsten Fall zu Aufladungen oder Kurzschlüssen bei der IT-Hardware führen. Natürlich müssen auch innerhalb sowie außerhalb der eingehausten Gänge die Temperaturen bekannt sein, um zu wissen, wie effizient die Kühlung ist. Zeigt sich dabei etwa eine zu niedrige Zulufttemperatur, lässt sich nachregulieren, um zu hohe Lasten und Kosten bei der Kühlung zu vermeiden.

Anforderungen an Installation und Sicherheit

Von den Funktionen abgesehen, hat aber auch der Administrator, der das Monitoringsystem installieren, einrichten, pflegen und gegebenenfalls erweitern muss, noch weitere Punkte für den Wunschzettel. In unserem Beispiel ist schon ein DCIM-System (Rechenzentruminfrastruktur-Management) im Einsatz, deshalb sollte die Verwaltung des Monitorings sich dort integrieren lassen. Denn Insellösungen und proprietäre Managementtools für Umgebung und Strom sind an dieser Stelle genauso wenig gewünscht wie sonst in der IT.

Und bei der Installation legen die Techniker Wert darauf, nicht kilometerlang Kabel ziehen und womöglich Hunderte von Messmodulen und Sensoren einzeln konfigurieren zu müssen. Die Einrichtung sollte sich im Hinblick auf Arbeits- und Zeitaufwand in vernünftigen Grenzen halten. Das Gleiche gilt auch für die Systempflege und in Bezug auf Erweiterungen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das Thema Sicherheit: Wie bei anderen Anwendungen auch, sind individuelle Nutzerund Zugriffsrechte erforderlich und die Datenkommunikation sollte verschlüsselt sein. Zusätzlich sind Backup-Optionen sinnvoll, damit es nicht zu einem Datenverlust kommt. Ideal wäre zudem, wenn sich das Monitoringsystem mit einer Art redundanter Sicherheitsreserve aufsetzen ließe, um die Daten auch bei kurzen Betriebsunterbrechungen oder bei geplanter oder ungeplanter Downtime zu erhalten.

Verwirrende Angebotsvielfalt

Bis zu diesem Punkt ist schon eine ziemlich umfangreiche Anforderungsliste zusammengekommen. Mit dieser im Hinterkopf sondiert der IT-Verantwortliche nun die Angebote der Hersteller, doch am Ziel ist er noch lange nicht. Denn am Markt für Monitoringsysteme tummeln sich zahlreiche Hersteller und die Art der angebotenen Produkte und deren Funktionsumfänge sind vielfältig.

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass die Produkte für gewöhnlich aus einem hardware-, software- oder webbasierten Verwaltungssystem und Messbeziehungsweise Sensormodulen bestehen, die entweder als eigenständige Einheiten oder etwa in PDU-Stromleisten integriert ihre Messtätigkeit ausführen. Je nach Anforderung und Wahl der Lösung lässt sich so eine punktuelle oder weitgreifende Monitoringstruktur auf Raum-, Gebäude- oder Standortebene errichten. Bei vielen der am Markt befindlichen Werkzeuge sind die einzelnen Sensor- und Messmodule über eine Kupferkabelstrecke im Daisy-Chain- Verfahren miteinander verbunden. Diese kommen besonders dort zum Einsatz, wo lokal eine überschaubare Anzahl an Monitoringmodulen installiert werden soll.

Zur Erfassung und Kontrolle von Stromund Umgebungsparametern direkt im Rack dienen Bussysteme. Die entsprechenden Messsensoren werden an eine jeweils im Schrank vorhandene Busschnittstelle angebunden und deren Signale dann quasi von Rack zu Rack bis zu einer zentralen Verwaltungseinheit durchgeschleift. Eine Besonderheit stellen funkbasierte Überwachungssysteme dar. Zwischen den einzelnen Funkmessmodulen besteht keine physische Verbindung, sondern diese kommunizieren per Funk miteinander und bilden ein vermaschtes Netzwerk.

Als Datensammel- und Verteilungsinstanz dient zum Beispiel bei Daxtens Packet Power ein spezielles Gateway. Unter Nutzung eines dynamischen Funknetzwerks empfängt es die Daten von den Messmodulen und leitet diese per SNMP oder Modbus-TCP/IP an eine systemeigene Managementschnittstelle oder an eine beliebige BMS- oder DCIM-Anwendung weiter. Über die eben genannten Kommunikationspfade sowie über BACnet und weitere Protokolle kommunizieren auch die meisten der fest verdrahteten und Bus-Lösungen mit einem Datacenter- oder Gebäude-Management-System. Bevor aber die Daten fließen und analysiert werden können, ist Installationsarbeit angesagt.

Unterschiede bei der Inbetriebnahme

Bei den kabelbasierten Systemen wird die "Gänseblümchenkette" zunächst per Hand aufgefädelt, indem der Admin die einzelnen Sensormodule im oder am Rack über entsprechende Montagekits befestigt und schließlich Modul mit Modul per Kabelstrecke miteinander sowie am Anfang und Ende mit der zentralen Systemverwaltungseinheit verbindet. Sehr einfache Systeme bieten nur eine proprietäre Verwaltungsschnittstelle, über die für die Messmodule händisch eigene Kennungen und Zugriffsberechtigungen zu konfigurieren sind. Anspruchsvollere verkabelte Lösungen sowie die busbasierten Systeme gestatten es, die Module via TCP/IP zu adressieren, und bieten auch die Möglichkeit, Zugriffsrechte per vorhandener Nutzerdatenbanken automatisch zuzuweisen.

Besonders elegant scheinen sich Funksysteme implementieren zu lassen: Der Markt bietet Systeme, bei denen sich die Funkmessmodule nach dem Einschalten automatisch selbst konfigurieren, in ein dediziertes Funknetzwerk einbuchen und eigenständig ihre Messtätigkeit aufnehmen. Das Funknetzwerk bilden die vorhandenen Messmodule und Gateways. Alle Systemmodule im Funknetzwerk erkennt ein zentrales Managementtool, das die Module mit einer Kennung versieht und verwaltet. Nutzerund Zugriffsrechte lassen sich individuell festlegen.

Vom Arbeits- und Zeitaufwand her macht es bei den kabelbasierten Lösungen einen großen Unterschied, ob Sensoren für Umgebungswerte oder Messmodule für Stromparameter zum Einsatz kommen sollen. Für unsere beispielhafte Rechenzentrumsumgebung bedeutet dies: Während die Umgebungssensoren für Temperatur, Druck und Feuchte relativ einfach an den Fronten der eingehausten Racks sowie an den Rückseiten der Racks zu platzieren oder per Halter zu montieren sind, muss bei den Strommessmodulen entweder eine Kabelverbindung zu geeigneten PDU-Stromleisten in den Racks hergestellt oder eine Messeinheit nachträglich in die Stromleisten integriert werden.

Bei der individuellen Überwachung von produktiver Hardware muss diese entweder für ein Strommonitoring vorbereitet sein – was nur bei sehr wenigen Geräten im Bestand der Fall ist – oder es sind Energiezähler von Drittanbietern einzusetzen. Zur Abnahme der Stromwerte an den Stromschienen bei der räumlichen Verteilung sind Messmodule in die Abgangskästen und den Einspeisungen nachzurüsten, fest zu verdrahten und per Kommunikationskabel entlang der Schienen zu der zentralen Verwaltungseinheit zu führen.

Ähnlich verhält es sich bei den Schaltschränken und Schalttafeln, die mit in das Stromüberwachungssystem eingebunden werden sollen. Hier sind die Kabelbäume mit den Stromwandlern auf den Leitern aufzusetzen und die entsprechenden Datenkabel zu ziehen. Beides erfordert eine fachkundige Hand, längere geplante Downtime und das vorübergehende Risiko, den redundanten Stromversorgungspfad für die Dauer der Installationen nicht verfügbar zu haben.

Zeitsparender und mit weniger Verkabelungsaufwand lässt sich die Implementierung der funkgestützten Monitoringmodule vornehmen. Zum einen entfallen auf allen Verteilungsebenen die Verkabelungen zur Datenkommunikation, da diese ja per Funknetzwerk erfolgt. Zum anderen sind Lösungen mit vorkonfektionierten Stromkabeln erhältlich, bei denen ein Funkmessmodul direkt integriert ist. Diese ersetzen dann die vorhandenen Netzkabel, mit denen Server, Netzwerkswitche und PDU-Stromleisten von Haus aus ausgestattet sind. Die Funkmessvorrichtungen können auch als vorkonfektionierte Kits in Einspeisekästen und Verteiler für einoder dreiphasigen Strom von zehn bis 2000 Ampere integriert werden. Die Erfassung der Stromwerte, wie etwa Volt, Ampere, Watt, Stromverbrauch, Frequenz, Leistungsfaktor, Scheinleistung oder Verbrauchsspitzen, lässt sich von der räumlichen Verteilungsebene über die Schienen bis auf jedes Rack sowie auf einzelne Geräte herunterbrechen.

Anforderungen an die Systemverwaltung

Jetzt sind wir also im Bilde, was bei der Implementierung auf uns zukommt. Nun wollen wir natürlich wissen, wie wir im Alltag mit den Systemen und Messdaten arbeiten können und wie sich diese auf den Bildschirmen darstellen. Ganz gleich ob Monitoring per Kabel, Bus oder Funk, alle Messdaten zu Strom und Umgebung werden in der Regel über Gateways oder zentrale Verwaltungseinheiten geroutet und in erster Instanz über ein systemeigenes, zumeist webbasiertes Verwaltungstool zur Verfügung gestellt. Herstellerund systemabhängig erfolgt hier eine Aufbereitung der Daten, die entweder über Tabellen, Dashboards oder über 3D-Ansichten erfolgen kann.

So haben IT-Verantwortliche Ist- und Trendreports zur Stromnutzung auf Gebäude-, Raum-, Rack- oder Geräteebene und zu Umgebungsparametern für jeden Raum, pro Rackreihe, Rack oder auch für die unterschiedlichen Ebenen und Höhenlagen in den einzelnen Schränken stets im Blick. Zudem lassen sich Verbrauchswerte für unternehmenskritische IT-Geräte, die Auslastung von Verteilungen und einzelnen Abgängen sowie Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitswerte an den Racks, Stromkosten und CO2-Emissionen ablesen.

Wichtig ist auch, dass die jeweils genutzte Verwaltungsplattform das Definieren von Schwellenwerten für kritische Strom- und Umgebungswerte bietet, sodass deren Überschreitung automatisch Warnmeldungen per SNMP oder E-Mail auslöst. Bieten die Verwaltungstools des Monitorings – wie in unserem Beispiel gewünscht – eine Integration in ein vorhandenes DCIM, stehen erweiterte Funktionen für die Nutzer- und Geräteverwaltung, das Reporting, zur Datenanalyse sowie zum Troubleshooting und für Optimierungsaktionen zur Verfügung.

Erweiterungen und Systempflege

Im Gegensatz zum Monitoring im Daisy-Chaining-Verfahren, das oftmals im Hinblick auf die Zahl der einzubindenden Messmodule sowie auf die damit zu überbrückende Gesamtstrecke eingeschränkt ist, spielen diese Limitierungen bei den performanteren Kupferkabel-, IP-, Busund Funksystemen in der Regel keine Rolle. Bei den physisch verbundenen Systemen lassen sich einzelne oder auch kombinierte Messmodule und Sensoren solange hinzufügen, bis die abhängig vom Hersteller gebotenen acht, 16 oder 32 Anschluss-Ports der zentralen Steuereinheit vollständig belegt sind. So sind die Lösungen über das Hinzufügen von neuen Steuereinheiten und Messmodulen theoretisch ohne Begrenzung skalierbar.

Das Pendant zur zentralen Steuereinheit bildet bei den Funksystemen das Gateway, das je nach Ausführung die Daten von bis zu 30 oder 150 Funkmessmodulen erfasst und transferiert. Entsprechend ist es möglich, durch das Hinzufügen zusätzlicher Gateway-Instanzen die Zahl der Monitoringmodule beliebig zu erweitern. Jede Gateway-Instanz benötigt nur zwei IP-Adressen, während bei den physisch verbundenen Systemen sehr oft eine IP-Adresse pro einzelnem Messmodul zu verwalten ist.

Ausfallschutz und Datensicherheit

So wie die gesamte Rechenzentrumsumgebung redundant ausgelegt ist, besteht der Anspruch, dass der Betrieb des Monitoringsystems ebenfalls ausreichend sicher vor Netzwerkstörungen oder Stromversorgungsunterbrechungen geschützt sein soll. Bei den leistungsstärkeren Kabel-und Bussystemen sind für gewöhnlich die zentralen Steuereinheiten mit einer redundanten Stromversorgung ausgestattet. Die erfassten Messdaten werden mit einem Zeitstempel versehen, protokolliert und entweder lokal, auf mehrere Speichermedien verteilt oder – falls zulässig – in einer gesicherten Cloud gespeichert.

Ähnlich vollzieht sich die Sicherung der Daten bei einem funkgestützten Ansatz: Zusätzlich zu einer primären Gateway- Instanz lassen sich ein oder mehrere Backup-Gateways einrichten, die über einen anderen Stromversorgungspfad als das primäre Gateway-System verfügen. Die Gateways synchronisieren ihre Daten in sehr kurzen zeitlichen Abständen. Sollte ein Gateway wegen einer Störung der Stromversorgung oder des Netzwerks ausfallen, bleiben alle Messdaten über die Backupinstanzen erhalten. Lokal erhobene Daten an den Funkmessmodulen sind über eine Keep-Alive-Funktion im Fall einer Stromunterbrechung geschützt.

Fazit

Nach Evaluation aller relevanten Aspekte zeigt sich, dass die im Markt zahlreich verfügbaren Werkzeuge unser Beispiel-Lastenheft zu großen Teilen oder auch vollständig abdecken können. Gerade die performanteren Systeme überzeugen mit gut zu bewältigenden Installationen sowie vertretbaren Einrichtungsprozessen und sind nach angemessenem Arbeits-und Zeitaufwand startklar. Sie liefern valide Auskünfte über die Lastverteilung im Rechenzentrum und ob sich der Stromverbrauch und die Umgebungsbedingungen im grünen Bereich befinden.

Zu mehr Energieeffizienz können die Lösungen verhelfen, indem sie aufzeigen, über welchen Stromversorgungspfad und in welchen Racks Leistungsreserven vorhanden sind und wo ein optimales Klima herrscht, um weitere Hardware zu installieren. Zudem scheinen sie dazu imstande zu sein, für jede effizienzsteigernde Maßnahme, die wir ergreifen, konkret und auch mittelbar die Einsparungen an Energie und CO2 zu beziffern sowie entsprechende Kennwerte für Evaluierungen zu liefern. Ein funkgestütztes Monitoring kann durch die kabelfreie Installation sowie die automatisch ausgeführte Selbstkonfiguration ihrer Messmodule einiges an Arbeit ersparen. Auch bieten die Systeme sinnvolle Funktionen für die Datensicherung und den Ausfallschutz sowie viele Leistungsreserven und Ausbauoptionen für künftige Erweiterungen.

(jp)

Jörg Poschen ist Head of Marketing bei der Daxten GmbH.