Controles ambientales del centro de datos

Los controles ambientales protegen el hardware de los centros de datos frente a amenazas físicas que no tienen nada que ver con los ciberataques: sobrecalentamiento, inundaciones, incendios, fallos eléctricos y daños causados por la humedad. Una sala de servidores que alcance los 95 °F debido a un fallo del aire acondicionado comenzará a reducir su rendimiento y a bloquearse en cuestión de minutos. Una sola fuga de una tubería situada sobre un rack de servidores puede destruir equipos valorados en millones de dólares. Los controles ambientales protegen directamente el componente de disponibilidad de la tríada CIA.

Los servidores generan mucho calor, y el calor es su principal enemigo. Los centros de datos utilizan sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado) diseñados específicamente para entornos de TI. ASHRAE recomienda mantener la temperatura de entrada de los servidores entre 64,4 °F y 80,6 °F (18 °C–27 °C). La contención de pasillos calientes y fríos mejora la eficiencia de la refrigeración al dirigir el aire frío únicamente hacia la parte frontal de los servidores (pasillo frío) y expulsar el aire caliente de la parte posterior (pasillo caliente) hacia los conductos de retorno, evitando que se mezclen el aire caliente y el frío.

Los niveles extremos de humedad dañan el hardware. Una humedad baja (por debajo del 40 % de HR) permite que se acumule electricidad estática, lo que puede destruir componentes electrónicos sensibles. Una humedad alta (por encima del 60 % de HR) provoca condensación en las placas de circuitos, lo que causa cortocircuitos y corrosión. Los centros de datos mantienen la humedad relativa entre el 40 % y el 60 % de HR. Los sensores de supervisión ambiental controlan continuamente la temperatura y la humedad en varios puntos de los racks y alertan al personal de operaciones cuando los valores se alejan de los intervalos aceptables.

Los centros de datos utilizan sistemas especializados de detección de incendios, en lugar de detectores de humo de tipo residencial. Los sistemas VESDA (Very Early Smoke Detection Apparatus) toman muestras activamente del aire a través de conductos del techo y pueden detectar partículas de combustión antes de que aparezca humo visible, lo que da tiempo para investigar y extinguir el incendio antes de que se propague. Los detectores de ionización responden rápidamente a los incendios con llamas. Los detectores fotoeléctricos responden mejor a los incendios latentes. La mayoría de los centros de datos modernos implementan varios tipos de detectores con sistemas de alarma de dos etapas, que requieren que se activen varios detectores antes de iniciar la supresión.

Los sistemas tradicionales de rociadores de agua destruyen los equipos electrónicos incluso cuando extinguen los incendios. Los centros de datos utilizan sistemas de supresión con agentes limpios que extinguen los incendios sin dañar los equipos. FM-200 (HFC-227ea) suprime los incendios absorbiendo el calor de la reacción de combustión. Novec 1230 (FK-5-1-12) es similar, pero tiene un potencial de calentamiento global menor. Inergen y Argonite son sistemas de gases inertes que reducen la concentración de oxígeno por debajo del nivel necesario para la combustión. Todos los agentes limpios son seguros en espacios ocupados cuando se utilizan en las concentraciones de diseño.

Los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) proporcionan respaldo instantáneo mediante baterías cuando falla la alimentación eléctrica, lo que permite que los servidores sigan funcionando y da tiempo a que arranquen los generadores. Los sistemas UPS se clasifican según cómo gestionan la alimentación normal: UPS offline/standby (cambia a la batería únicamente cuando se produce un fallo, con un breve tiempo de transferencia), UPS line-interactive (regula el voltaje sin cambiar a la batería ante fluctuaciones menores) y UPS online/de doble conversión (funciona siempre mediante un inversor, sin tiempo de transferencia y con el mejor rendimiento para sistemas críticos). Los centros de datos utilizan UPS de doble conversión para los servidores.

Los sistemas UPS suelen proporcionar entre 10 y 30 minutos de autonomía de batería, suficiente para un apagado controlado o para iniciar un generador. Los generadores diésel proporcionan suministro eléctrico prolongado durante interrupciones extensas. Los generadores deben: probarse mensualmente bajo carga (no limitarse a arrancarlos), contar con un mantenimiento que garantice un suministro de combustible suficiente para 72-96 horas de funcionamiento y estar diseñados con conmutadores de transferencia automática (ATS) que detecten el fallo del suministro eléctrico y cambien al generador sin intervención manual. Normalmente, los generadores se encuentran en el exterior o en salas independientes, separadas del edificio principal mediante medidas de protección contra incendios.

Los servidores empresariales tienen fuentes de alimentación duales, cada una conectada a un circuito eléctrico independiente. Los centros de datos implementan redundancia eléctrica N+1 o 2N: N+1 significa contar con un UPS o generador adicional además de los necesarios, de modo que el fallo de uno no provoque una interrupción. 2N significa disponer de rutas eléctricas completamente duplicadas desde la entrada del suministro eléctrico, pasando por el UPS y la PDU (unidad de distribución de energía), hasta la fuente de alimentación del servidor: redundancia completa en cada punto. Siempre que sea posible, cada ruta eléctrica recibe alimentación de un suministro eléctrico y una subestación diferentes para maximizar la resiliencia.

El agua supone un riesgo importante para los centros de datos: puede proceder de filtraciones en el techo, tuberías reventadas sobre los suelos elevados o condensación del sistema HVAC. Los sensores de detección de fugas de agua se colocan bajo los suelos elevados (especialmente cerca de las unidades HVAC), debajo de las unidades de aire acondicionado para salas de ordenadores (CRAC) y en los puntos donde las tuberías atraviesan las paredes. Los sistemas modernos utilizan cables sensores que recorren las zonas de riesgo y activan una alarma al entrar en contacto con el agua. Las válvulas de cierre automático pueden aislar las secciones de tubería con fugas cuando se activa una alarma de agua.

Los sistemas de monitorización ambiental (EMS) proporcionan visibilidad en tiempo real de todas las condiciones ambientales de un centro de datos: temperatura, humedad, consumo eléctrico, estado del UPS, nivel de combustible del generador y detección de agua. Las plataformas EMS modernas ofrecen vistas de panel para el personal de operaciones, alertas automatizadas mediante SMS o correo electrónico cuando se superan los umbrales, tendencias históricas para planificar la capacidad e integración con herramientas DCIM (gestión de la infraestructura del centro de datos) que relacionan los datos ambientales con las ubicaciones de los activos de TI.

Los propios sistemas de control ambiental deben protegerse físicamente. Los paneles de control HVAC, las interfaces de gestión de UPS y las unidades de distribución de energía deben estar cerrados con llave y contar con controles de acceso: un atacante con acceso a un termostato podría elevar la temperatura hasta niveles destructivos. Se utilizan redes de gestión fuera de banda, separadas de la red de producción, para acceder a la monitorización ambiental, de modo que un incidente de seguridad de red no desactive también la monitorización. Los controles de cambios deben exigir autorización antes de que alguien pueda modificar los valores establecidos de temperatura, los umbrales eléctricos o la configuración de los sistemas de supresión.

Compruebe su comprensión de los conceptos de CompTIA Security+ (SY0-701) tratados en esta lección.

En esta lección ha aprendido que los controles de HVAC y humedad mantienen el hardware dentro de unas condiciones de funcionamiento seguras, que la supresión de incendios con agentes limpios protege los equipos, a diferencia de los rociadores de agua, y que los sistemas UPS y de generadores redundantes garantizan la disponibilidad durante interrupciones eléctricas de cualquier duración. A continuación, exploraremos la seguridad del hardware: TPM, Secure Boot y cifrado de unidades para proteger los dispositivos frente a ataques físicos.