Klasyfikacja Tier centrum danych – analiza zagadnienia

Klasyfikacja Tier coraz częściej pojawia się w kontekście charakteryzowania obiektów data center. Właściciele centrów danych zamieszacją w materiałach reklamowych i na stronach internetowych informacje o konkretnej klasie Tier swojego obiektu. Nawet w wytycznych projektowych można już spotkać tajemniczy zapis dotyczący klasy planowanego centrum danych. Czy jednak są to realne do osiągnięcia i prawidłowo określone wymagania? Czym w ogóle jest klasyfikacja Tier? Skąd wywodzi się termin Tier i jak go wymawiać? Gdzie znaleźć wytyczne dla poszczególnych klas? Postanowiłem sprawę dogłębnie rozeznać i przedstawić fakty, które pomogą uporządkować temat.

Czym jest klasyfikacja Tier?

Klasyfikacja Tier służy do określenia poziomu dostępności i niezawodności infrastruktury (fizycznej - zasilanie, chłodzenie, architektura budynku itp.) centrum danych. Im wyższy numer tym bardziej niezawodny i bezpieczny system. Przy czym, jak wyjaśniam poniżej, istnieją dwa główne, różniące się między sobą, zbiory wymagań za którymi stoją dwie różne instytucje.

Geneza terminu tier

Wyraz tier, zaczerpnięty do klasyfikacji obiektów data center pochodzi od angielskiego "tier" oznaczającego poziom lub standard. Można go wymawiać zapewne po polsku tak jak się pisze, lub bardziej prawidłowo zgodnie z zasadami języka angielskiego, co brzmi prawie jak "tir" (znaczenie i wymowa).

Po raz pierwszy - oficjalnie - określenia "tier" do klasyfikacji poziomu dostępności centrum danych użyła firma The Uptime Institute (zwana dalej również Uptime lub Instytut) mniej więcej w roku 1990 [1]. Jednym z pierwszych dokumentów definiujących poziomy wydajności (Tiery) był "Industry Standard Tier Classifications Define Site Infrastructure Performance" z roku 2001 (dostępny w Internecie), który opisywał wytyczne konfiguracji infrastruktury technicznej oraz określał za pomocą wartości procentowej minimalny poziom dostępności systemu dla każdej z klas Tier I, II, III, IV.

W roku 2005 klasyfikacja ta została zapożyczona i poszerzona przez organizację Telecommunications Industry Association (TIA) do opracowania pierwszego standardu definiującego infrastrukturę telekomunikacyjną centrum danych, normy TIA-942 z 2005 roku o nazwie "Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers", który jest do dzisiaj najbardziej popularnym standardem wykorzystywanym do projektowania centów danych (został on uaktualniony w latach 2008 i 2010 - niestety nie posiadam tych wersji). Fakt zapożyczenia klasyfikacji Tier od The Uptime Institute jest kilkakrotnie wspominany w treści normy.

Czy klasa Tier wg. normy TIA-942 jest tym samym, co klasa Tier wg. wytycznych The Uptime Institute?

Nie, klasy te nie są tym samym, ponieważ różnią się od siebie i to fundamentalnie. Dlatego też The Uptime Instytute klasy Tier oznacza rzymskimi cyframi I, II, III, IV (Tier I, Tier II, Tier III, Tier IV) natomiast TIA-942 oznacza cyframi arabskimi 1, 2, 3, 4 (Tier 1, Tier 2, Tier 3, Tier 4) i należy tego pilnować, dla odróżnienia punktu odniesienia klasyfikacji.

Klasyfikacja Tier wg. TIA-942

TIA-942 definiuje szereg wytycznych dla czterech klas Tier (17 stron tabel, kilkaset pozycji, wiele stron opisów) dotyczących min.

  • telekomunikacji,
  • konstrukcji budynku, logo
  • zadaszenia,
  • elementów budynku,
  • pomieszczeń,
  • dróg transportowych,
  • miejsc magazynowych i przechowywania paliwa,
  • bezpieczeństwa fizycznego budynku,
  • odporności ścian, systemów bezpieczeństwa,
  • instalacji elektrycznych i jej komponentów,
  • instalacji mechanicznych - chłodzenia i wentylacji,
  • systemów przeciwpożarowych.

Tabele te pozawalają na przeanalizowanie krok po kroku spełniania kolejnych wymogów przez klasyfikowany obiekt. Należy pamiętać, że niespełnienie choćby jednej pozycji dyskwalifikuje oczekiwany poziom Tier.

W opinii The Uptime Institute wytyczne te są oderwane od potrzeb biznesowych użytkownika obiektu, identyczne dla wszystkich rodzajów działalności i dla różnych potrzeb związanych z funkcjonowaniem centrum danych. Przez to są, w jego opinii, niewłaściwe.

Klasyfikacja Tier wg. The Uptime Institute

upiW przeciwieństwie do rozbudowanych i identycznych dla każdego obiektu data center, szczegółowych wytycznych normy TIA-942, Uptime bardziej koncentruje się na przekazaniu idei dostosowania centrum danych do konkretnych potrzeb biznesowych użytkownika i nie posługuje się przy tym wypunktowanym zestawami zaleceń. Sprawia to, że nie jesteśmy w stanie ocenić samodzielnie czy spełniamy kryteria którejkolwiek klasy Tier, ponieważ nie są one znane a nawet będą różne dla różnych przypadków.

Uptime posługuje się dwoma dokumentami (dostępnymi po zarejestrowaniu i zalogowaniu tutaj) określającymi kryteria dla poszczególnych klas.

Pierwszy - "Data Center Site Infrastructure Tier Standard: Topology" - określa główne założenia topologi systemu dla poszczególnych klas Tier, przy czym każda kolejna klasa jest rozszerzeniem poprzedniej, i tak mamy:

  • Tier I: System nieredundantny. Infrastruktura centrum danych umieszczona w dedykowanym obszarze poza przestrzenią biurową.
  • Tier II: Podstawowa redundancja. Systemy zasilania i chłodzenia posiadają redundantne komponenty.
  • Tier III: Infrastruktura niezależnie zarządzalna. Brak wpływu zarządzania i wymiany komponentów infrastruktury na pracę systemu IT.
  • Tier IV: Infrastruktura odporna na awarie. Odporność na pojedyncze, nieplanowane zdarzenia, takie jak pożar, wyciek czy eksplozja.

Drugi - " Data Center Site Infrastructure Tier Standard: Operational Sustainability" - określa czynności jakie należy wykonywać oraz procedury jakie należy stosować, aby zapewnić odpowiednią trwałość i niezawodność operacyjną centrum danych odpowiedniej klasy Tier. Jak wynika z dokumentu, poziom dostępności i niezawodności data center jest wynikiem połączenie wytycznych topologi określonego Tier oraz sposobu zarządzania infrastrukturą. Wymagane procedury i  czynności zestawione są w formie tabel i dotyczą 3 obszarów:

  1. Zarządzenia i operacyjność. Kwestie dotyczące:
    • zatrudnienia odpowiedniej kadry i organizacji pracy (pracownicy oraz ich dostępność na zmianach, kwalifikacje zawodowe, organizacja pracy - raportowanie, przepływ informacji, określenie stanowisk i odpowiedzialności);
    • zasad i czynności związanych z zarządzeniem i utrzymaniem centrum danych (program prewencyjnego zarządzania, zasady utrzymania czystości, zarządzanie systemami, zasady wsparcia i kontaktu z dostawcami, planowanie czasu życia komponentów itp.);
    • rodzaju szkoleń dla pracowników i dostawców elementów systemu;
    • planowania, koordynowania i zarządzania (polityki i instrukcje działania, proces finansowania, dokumenty odniesienia, zarządzanie dostępną pojemnością centrum danych) itp.
  2. Charakterystyka budynku. Kwestie dotyczące:
    • czynności jakie powinny mieć miejsce przed uruchomieniem systemu (procedury odbioru budowy związane z dokładnym przetestowaniem instalacji i urządzeń itp.);
    • cech budynku (budynek celowo wybudowany na potrzeby data center, wydzielenie wskazanych funkcji do osobnych pomieszczeń - poza serwerownię, zabezpieczenia fizyczne przed dostępem nieuprawnionych osób);
    • opcjonalności infrastruktury (możliwość łatwego zwiększenia pojemności i możliwości centrum danych, wsparcie operacyjności - mechaniczne i automatyczne rozwiązania ułatwiające utrzymanie działania systemu).
  3. Lokalizacja obiektu. Wytyczne określające
    • ryzyko związane z naturalnymi kataklizmami;
    • ryzyko związane z bliską działalnością ludzką, która mogłaby mieć wpływ na bezpieczeństwo obiektu (odległość portu lotniczego, autostrady itp.).

Warto podkreślić, że ani TIA-942 ani Uptime nie posługują się w tych normach i dokumentach określaniem procentowym lub czasowym poziomu dostępności (np. 99,9 % w roku). Instytut przestał również używać jakichkolwiek rysunków schematycznych, które można było wcześniej znaleźć w ww. dokumentach. Ponadto żadna z instytucji nie przewidziała możliwości wystąpienia klas częściowych lub niepełnych, jak np. Tier II+ lub Tier 3 bez spełnienia jednego warunku, albo prawie Tier 4. I na koniec tego akapitu - Tier I lub Tier 1, wbrew pozorom, wymaga spełnienia pewnych warunków i na pewno nie można ich przypisać za sam fakt uruchomienia centrum danych. Dlatego uważam, że jest to powód do dumy, ponieważ wiele obiektów jest poniżej tej klasyfikacji.

Zasady certyfikacji centrów danych

Obecnie możliwa jest certyfikacja centrów danych, w kontekście klasyfikacji Tier, tylko i wyłącznie przez The Uptime Institute, co można wyczytać na stronie Instytutu. Ponadto Uptime zaznacza, że należy szczególnie uważać na obiekty, które same sobie przydzieliły poziom Tier.  Na stronie można również znaleźć spis wszystkich, dotychczas certyfikowanych centrów danych i dokumentacji oraz mapę ich lokalizacji. Na dzień dzisiejszy niestety nie ma ani jednego wpisu dotyczącego Polski, wobec czego nikt nie może powiedzieć, że ma taki certyfikat. Ponieważ, tak jak pisałem wcześniej, szczegółowe wytyczne określające klasę Tier przez Uptime nie są dostępne dla nikogo spoza instytutu oraz będą różne dla różnych obiektów, nie można również oświadczyć, że centrum danych spełnia wymagania np. Tier III The Uptime Institute jeśli nie zlecono weryfikacji tego.

Proces certyfikacji polega na zgłoszeniu się do Instytutu, po czym otrzymamy scenariusz działania oraz ofertę cenową. Cena będzie pokrywała wszystkie koszty związane z przyjazdem osób certyfikujących, ich zakwaterowaniem i czasem pracy związanym z dostosowywaniem planów obiektu do wytycznych jakie przedstawią eksperci.

Dla doprecyzowania, Uptime wyróżnia 3 rodzaje certyfikacji, każda płatna osobno.

  1. Certyfikat dokumentacji projektowej (Tier Certification of Design Documents).
  2. Certyfikat istniejącego/wybudowanego centrum danych (Tier Certification of Constructed Facility).
  3. Certyfikat niezawodności operacyjnej istniejącego obiektu (Operational Sustainability Certification).

Szkoda, że po weryfikacji i certyfikacji dokumentacji projektowej nie można automatycznie otrzymać certyfikatu dla wybudowanego data center, ale pewnie panowie z Instytutu wolą się upewnić, czy wszystko jest na 100% prawidłowo i czy czegoś nie przeoczyliśmy. Niemniej można certyfikować istniejące centrum danych jeśli tylko spełni odpowiednie wymagania.

Uptime prowadzi również certyfikację osób zajmujących się tematyką centrów danych:

  1. Projektantów, inżynierów, kierowników prac projektowych - Accredited Tier Designer (ATD).
  2. Menadżerów, konsultantów, architektów, kierowników projektów, inżynierów sprzedaży, architektów sieciowych  - Accredited Tier Specialist (ATS).

Koszt szkolenia, na dzień dzisiejszy, to 4 985 USD plus koszty transportu na miejsce szkolenia za granicą (z reguły jedna lokalizacja dla całego kontynentu - w naszym przypadku Londyn) oraz noclegu i wyżywienia. Szkolenie trwa 3 dni i kończy się egzaminem.

Warto mieć na uwadze fakt, że The Uptime Institute jest firmą prywatną, opierającą się na własnym doświadczenie i własnym programie techniczno-marketingowym. Nie jest to organizacja normalizacyjna ani mogąca wyznaczać obowiązujące standardy - w przeciwieństwie do TIA.

Jeśli jednak chodzi o kwestię certyfikacji w przypadku TIA i normę TIA-942, to nie ma możliwości uzyskania oficjalnego potwierdzenia przez twórcę standardu czyli Telecommunications Industry Association , że obiekt data center jest zgodny z konkretnym Tier. Są jednak firmy, które mogą na zlecenie sprawdzić taką zgodność i wydać swój certyfikat. Niemniej jednak, nie ma w tym przypadku żadnych restrykcji posługiwania się samodzielnie określoną zgodnością z wymaganiami dotyczącymi określonej klasy.

Podsumowanie

Twórcą i inicjatorem klasyfikacji Tier jest The Uptime Institute. Jedyną instytucją, która może ocenić klasę Tier centrum danych w kontekście zaleceń The Uptime Institut jest właśnie ta organizacja, wobec czego samodzielne stwierdzenie jakiejkolwiek klasy bez możliwości potwierdzenia tego faktu na stronach Instytutu będzie nieprawdą. Klasy Tier Uptime oznacza się rzymskimi cyframi I, II, III, IV. Klasy Tier TIA-942 oznacza się cyframi arabskimi 1, 2, 3, 4. Samodzielnie możemy klasyfikować centrum danych wg. TIA-942 jeśli faktycznie obiekt spełnia wszystkie wytyczne dla danego Tier opisane w normie. Wtedy możemy śmiało pisać np. "centrum danych zgodne z wytycznymi Tier 3 (lub 1, 2, 4) normy TIA-942". Pamiętajmy jednak, że część z tych wytycznych da się sprawdzić nie wchodząc nawet do przedmiotowego centrum danych, dlatego lepiej postępować ostrożnie i uczciwie.

Zapraszam do dyskusji!

[1]. Uptime, TIA and BICSI: Who runs the data center design standards show?