Fundamentos de hardware 1º ASIR-D
Ángel Villodre
¿Qué es el TIA?
Las siglas TIA corresponden a Telecommunications Industry Association, Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones , y es una organización privada de comercio estadounidense acreditada a su vez por el ANSIi que engloba unas 400 compañías del sector de las telecomunicaciones. Su misión es elaborar, con el consenso de sus miembros, estándares de la industria de la comunicación y la información cuya adopción es de carácter voluntario. Además de compañías privadas, en el TIA existe representación de diversas agencias gubernamentales, instituciones públicas y académicas de todo el mundo. Los comités del TIA trabajan íntimamente con otras agencias estadounidenses e internacionales, como el IECii o la ISOiii.
El estándar TIA 942 En el módulo de Fundamentos de Hardware veremos el estándar TIA 942, destinado al área de computación de alta disponibilidad definida aquí como cualquier necesidad informática que requiera de tiempos de parada inferiores a las 28 horas y 49 minutos al año. Por ello, este estándar se centra en torno a los CPD o centros de procesamiento de datos, que son aquellas instalaciones en las que se ubican los recursos necesarios para el procesamiento de la información en una organización. Es precisamente en organizaciones donde el tiempo de disponibilidad del sistema es un factor crítico, como en hospitales o centrales nucleares pero también pasarelas de pago y sistemas de información financiera, donde deben tomarse medidas especiales para asegurar la continuidad de las operaciones y que son el objetivo de este estándar.
1 Centro de procesamiento de datos del CERN en Holanda (tier IV IV))
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El estándar establece una serie de criterios de diseño, desde especificaciones de comunicaciones hasta necesidades de cableado, y divide al CPD en cuatro subsistemas: Telecomunicaciones, Arquitectura, Sistema métrico y Sistema mecánico para los que establece de forma independiente cuatro niveles (tier (tier en en inglés) de disponibilidad. Como se verá a continuación, cada nivel establece unos requisitos mínimos y recomendados.
Los niveles de disponibilidad Son cuatro los niveles de disponibilidad definidos por el estándar, desde I hasta IV, en orden ascendente y escalonado de disponibilidad, ya que cada nivel incorpora o mejora las especificaciones del anterior más las novedades que agregue. Cada uno de los cuatro subsistemas tiene una calificación individual de su nivel por lo que la disponibilidad global de un CPD vendrá dada por el subsistema que tenga menor nivel. Esto hace que, en la práctica, para obtener un CPD con una disponibilidad global del tier IV (el más estricto) haya que diseñarlos desde cero con el estándar en mente, y no a la inversa, tratando de adaptar un CPD ya existente. Es curioso observar que el estándar TIA 942 detalla estos distintos niveles en el Apéndice G del texto y que además califica de informativos. En la práctica la descripción de cada nivel es tan minuciosa que suelen ser el principal criterio a la hora de diseñar e implementar un CPD. A continuación se especifican los porcentajes máximos de disponibilidad del CPD en cada nivel, considerados habitualmente como el promedio anual de un período de cinco años: Nivell Nive I II III IV
Por orce cent ntaj aje e de di disp spon onib ibil ilid ida ad 99,671% 99,741% 99,982% 99,995%
Porc Po rce ent nta aje de pa para rada da 0,329% 0,251% 0,018% 0,005%
Tiem Ti empo po de pa para rada da al añ año o 28,82 horas 22,68 horas 1,57 horas 52,56 minutos
Resulta obvio señalar que a mayor nivel de disponibilidad, mayor el coste de diseño, implementación y medios materiales necesarios para adecuar un CPD a los requisitos de TIA 942. A continuación repasaremos de forma somera los requisitos y especificaciones de cada nivel:
Nivel I – CPD básico Este nivel permite que el CPD sea objeto de paradas planeadas y no planeadas. Los sistemas de aire acondicionado y distribución de energía son obligatorios, pero la presencia de generadores eléctricos, SAID y piso técnico iv son opcionales. Si hay sistemas de generación y protección de electricidad, pueden ser o no redundantes y existir varios puntos únicos de fallo. La carga máxima de los sistemas en situación crítica v se permite que sea del 100%. La infraestructura del CPD debe dejarse fuera de servicio al menos una vez al año para mantenimiento y reparaciones, y se permite detener también el CPD en situaciones de emergencia o avería. La tasa de disponibilidad máxima se fija para este nivel en el 99,671% del tiempo.
Nivel II – Componentes redundantes La premisa fundamental de diseño del nivel II es lo necesario más uno ( uno (N+1), es decir, contar con al menos un duplicado de cada componente de la infraestructura. Aquí los CPD deben ser menos susceptibles a paradas de funcionamiento por averías o mantenimiento, planeadas o no planeadas. Deben contar con piso técnico, SAI y generador eléctrico; pero no es necesario que estén conectados a más de una línea de distribución eléctrica. Se permite que el mantenimiento de la infraestructura pueda
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ocasionar una parada de funcionamiento y que la carga máxima de los sistemas en situación crítica sea del 100%. La tasa de disponibilidad máxima del nivel II se establece establece en el 99,749% del tiempo.
Nivel III – Mantenimiento concurrente En este nivel se introduce la noción del mantenimiento concurrente, que consiste en la aplicación de un conjunto de medios y técnicas para que la realización de cualquier actividad planeada sobre cualquier componente de la infraestructura no produzca una interrupción en la operación del CPD. Son actividades planeadas, entre otras, las relacionadas con el mantenimiento preventivo y programado, reparaciones y reemplazo de componentes, agregar o retirar elementos de la infraestructura y realizar pruebas de los sistemas. Todo esto motiva que en este nivel deban existir, para todos los subsistemas, doble línea de distribución los componentes de forma que mientras se realiza el mantenimiento de una de ellas la otra sea capaz de atender la totalidad de carga. Por ejemplo, en los sistemas de refrigeración por agua debe existir un doble conjunto de tuberías o tener dos generadores eléctricos independientes de respaldo. A pesar de todo esto, pueden seguir existiendo paradas no planificadas del sistema por averías o errores de operación y la carga máxima del sistema en situación crítica sigue situándose en el 100%. En la práctica, muchos CPD se diseñan con el nivel IV en mente y se implementan a nivel III para ampliar la infraestructura en el futuro. La tasa de disponibilidad máxima se fija para este nivel en el 99,982% del tiempo.
Nivel IV – Tolerante a fallos Estos CPD proveen la capacidad para realizar cualquier actividad planeada y no planeada en situaciones de carga crítica, o sea, la facultad de continuar operando aun ante una situación de avería o error de operación. Esto requiere dos líneas de distribución independientes pero simultáneamente activas, como en el nivel III, con un nivel de redundancia N+1 en cada una de ellas. La carga máxima del sistema en situaciones críticas no ha de superar el 90% para eliminar el hipotético riesgo de sobrecarga y persiste un nivel residual de exposición a interrupciones del sistema, idealmente porque un miembro autorizado del personal origine un procedimiento de apagado de emergencia ( EPO) o se active el sistema de alarma de incendios. La tasa de disponibilidad máxima se fija para este nivel en el 99,95% del tiempo y pese a las exigencias de este nivel, algunas organizaciones añaden medidas para conseguir la cifra ideal de los cinco nueves , esto es, el 99,999% de disponibilidad o poco más de cinco minutos al año de parada.
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i
ANSI: American National Standards Institute, Instituto Nacional Americano de Estándares , es una organización no gubernamental de capital privado que supervisa la elaboración de diversos estándares de consenso relativos a productos, servicios, procesos, sistemas y personal en los Estados Unidos de América. También coordina la adopción, en los Estados Unidos, de estándares internacionales procedentes de otros organismos y asociaciones. Su presencia en la informática, sobre todo en su etapa más temprana, es inmensa. Es de notar que el ANSI no produce estándares, sino que los adapta y cohesiona para el territorio de influencia de los EUA.
ii
IEC: International Electrotechnical Commission, Comisión Internacional Electrotécnica , es una organización no gubernamental sin ánimo de lucro de carácter internacional que prepara y publica estándares internacionales para las tecnologías eléctricas y electrónicas. Se compone de comités nacionales que representan los intereses de sus respectivos Estados en la materia y en la que se incluyen fabricantes, proveedores, distribuidores, vendedores, consumidores finales y usuarios además de miembros de la comunidad académica y las agencias profesionales y gubernamentales. El IEC redacta los estándares que definen, por ejemplo, todos los conectores eléctricos empleados en la informática. iii
ISO: International Organization for Standarization, Organización Internacional para la Estandarización , ya que ISO es una denominación y no un acrónimo en ninguna de sus lenguas oficiales. ISO es un consorcio internacional de incorporación voluntaria de autoridades reconocidas en materia de estandarización, representando cada una de ellas a su país de origen. Su principal misión es elaborar estándares técnicos internacionales de todo tipo de áreas de conocimiento y desarrollar todo tipo de documentación y procedimientos con relación a ellos. En la actualidad, 162 países tienen representación en el ISO y a menudo elabora estándares en comisión con otras autoridades de estandarización como los estándares ISO/IEC o los ISO/ASTM.
iv
Piso técnico: es un elemento de la infraestructura en el que el suelo de una habitación presenta dos alturas superpuestas. Los pisos técnicos o pisos falsos cumplen doble función: por un lado, igualan toda la estancia al mismo nivel en el caso de que el suelo original no sea completamente horizontal y por el otro, albergan todos los cables y elementos de conexión en la parte inferior despejando el área útil de la habitación y facilitando el tránsito seguro de personas y elementos.
v
load es la máxima carga posible que ha de soportar Carga máxima en situación crítica: en inglés critical load es una fuente de alimentación durante el funcionamiento del sistema. Situación crítica, en este contexto, se refiere a una situación de avería o mantenimiento del sistema. En el tier IV se permite menos carga máxima para reducir a la mínima expresión el riesgo de sobrecarga en una situación crítica.
