Redundancia N: Componentes de una infraestructura TI confiable

Como vimos en un post anterior, la repetición de un componente del sistema o redundancia “N” nos permite reducir en forma sistemática el riesgo de indisponibilidad. En la industria de centros de datos se utilizan en forma habitual los términos N, N+1 o 2N para hacer referencia a las diferentes opciones de configuración orientadas a conseguir una mayor disponibilidad en la arquitectura, cada término obedece a un tipo específico de configuración:

1. N – Configuración de capacidad: Se refiere a las instalaciones en las cuales existe un único sistema de aprovisionamiento de dicha capacidad, este sistema puede estar compuesto ya sea por un solo equipo capaz de tolerar la carga total, o bien por una serie de equipos conectados en serie destinados a cubrir el 100% de la carga en conjunto. Esta configuración no presenta redundancia de componentes y requiere de ventanas de mantenimiento para asegurar la operación.
2. N+1 – Redundancia aislada: Esta configuración permite contar con 2 componentes capaces de cubrir el 100% de la carga total de trabajo en forma independiente, pero sólo uno de estos se encuentra activo, mientras el segundo componente se mantiene en standby y sólo se activa en caso de falla del componente principal. La redundancia aislada presenta un único componente de fallo que es bypass que permite al segundo componente activarse en caso de fallo del componente principal.
3. N+1 – Redundancia activa o en paralelo: En este tipo de redundancia la carga de los sistemas se distribuye entre los componentes principal y redundante. Si bien ambos componentes sincronizados tienen la capacidad de tolerar la carga total del sistema, esta configuración aún cuenta con puntos únicos de fallo que pueden ser optimizados según estándares como TIA-942 o TIER para otorgar mayor disponibilidad.
4. 2N – Redundancia sistema + sistema: Esta configuración N equivale a contar con 2 sistemas de igual capacidad operando simultáneamente para tolerar la carga total, y corresponde a un diseño tolerante a fallos.
5. 2(N+1) – Doble redundancia paralelo: En esta configuración contamos con 2 sistemas redundantes operando simultáneamente en paralelo. Requiere considerar no solo el costo del equipamiento, sino también el costo del consumo de la totalidad de ambos sistemas, incluyendo sus componentes redundantes. Para ello se debe considerar que cada uno de los componentes (4) sea capaz de tolerar la carga total del sistema. Una variación a esta corresponde a la redundancia 2(N+1) distribuida, que permite reducir componentes mediante el uso de equipamiento complementario, como por ejemplo el uso de STS para sistemas de alimentación de UPS.

La siguiente tabla detalla el nivel de disponibilidad aproximado para cada una de estas clasificaciones:

Sistema redundante paralelo o N+1

De acuerdo a las diferentes normas y estándares para Datacenter existentes, debemos considerar las configuraciones de sistemas redundantes o N+1 en la medida que el aumento de la criticidad de los datos y la reducción del riesgo justifican dicha inversión. Para que un diseño sea redundante en paralelo, se requiere que la potencia “sobrante” de ambos sistemas sea, al menos, igual a la capacidad de carga de cada uno de los componentes. Esta capacidad permite que al fallar o retirar cualquiera de los componentes, la operación no se vea afectada.

Otro factor relevante en este tipo de sistemas redundantes es la eficacia del conjunto. Los componentes paralelos con un bajo nivel de carga, por lo general resultan menos eficaces que aquellos cuya carga está más próxima a su capacidad total, es por ello que la capacidad individual del componente elegido para el diseño puede influir considerablemente en la eficacia del sistema.

Debido a que este sistema redundante aún cuenta con puntos únicos de falla, con el objetivo de incrementar la disponibilidad es importante considerar también la instalación de circuitos de bypass de mantenimiento, de modo de poder realizar actividades concurrentes sin detenerla operación, ni aumentar el riesgo en caso de ventanas de mantenimiento.

Componentes de una arquitectura TI redundante

Ya sabemos entonces qué es la redundancia N y cómo ésta nos permite incrementar la disponibilidad de un sistema, en este caso de un centro de datos. Pero, ¿cuáles son estos componentes?

Los centros de datos suelen contar con grandes cantidades de componentes, principalmente electrónicos, los cuales hacen posible la operación de los servicios de TI. Su diseño e implementación están orientados a garantizar la continuidad del servicio y la disponibilidad requerida para gestionar la información crítica de una organización.

Los principales componentes de un Datacenter son:

• Comunicaciones: Corresponde al grupo de componentes destinado a soportar y distribuir la carga de tráfico de datos dentro de la instalación de TI. Esta compuesta por equipamiento como switches, routers y cableado en sus diferentes categorías. 

• Energía: En este grupo de componentes están los equipos generadores, UPSs, STSs y en general todos aquellos equipos destinados a soportar la carga eléctrica requerida por todo el equipamiento y las instalaciones del centro de datos.

• Climatización: El trabajo constante del conjunto de equipos electrónicos destinado a soportar la operación de servicios TI genera una gran cantidad de calor, el que a la vez afecta el rendimiento y reduce la vida útil de los equipos; por ello es necesario contar con sistemas de refrigeración de equipos y de ventilación, destinados a mantener las características ambientales de la instalación.

• Seguridad: La seguridad es primordial en una instalación de Datacenter, por lo cual para garantizar que la instalación es un sitio seguro, se hace necesario incorporar a la arquitectura, componentes de seguridad que mantengan a resguardo tanto al equipamiento físico como a las personas. Es por ello que se recomienda utilizar sistemas contra incendios, contar con accesos restringidos y controles de entrada electrónicos además de personal de seguridad.

• Ámbito o infraestructura física: Independiente del tamaño del área blanca del Datacenter, la infraestructura es un componente base al momento de planificar un diseño confiable, ya sea que la sala se encuentre en el piso 10 de un edificio del centro o en un container aislado de la zona urbana, las características particulares de la instalación pueden aportar o restar a la confiabilidad de la infraestructura.

Si bien existen muchos más elementos o componentes a considerar en la operación de un Datacenter, las buenas prácticas definidas por estándares internacionales para un diseño confiable, por lo general se concentran en aquellos destinados al provisionamiento de cargas requeridas por la instalación, tales como potencia eléctrica, climatización y comunicaciones.