Contrôles environnementaux des centres de données

Les contrôles environnementaux protègent le matériel des centres de données contre des menaces physiques sans rapport avec les cyberattaques : surchauffe, inondation, incendie, pannes de courant et dommages dus à l'humidité. Une salle server qui atteint 95 °F à cause d'une panne de climatisation commence à réduire ses performances et à tomber en panne en quelques minutes. Une simple fuite d'une conduite d'eau située au-dessus d'une baie de serveurs peut détruire des équipements valant des millions de dollars. Les contrôles environnementaux protègent directement le composant disponibilité de la triade CIA.

Les serveurs produisent une quantité importante de chaleur, qui constitue leur principal ennemi. Les centres de données utilisent des systèmes HVAC (chauffage, ventilation et climatisation) spécialement conçus pour les environnements informatiques. ASHRAE recommande de maintenir la température à l'entrée des serveurs entre 64,4 °F et 80,6 °F (18 °C–27 °C). Le confinement des allées chaudes et froides améliore l'efficacité du refroidissement en dirigeant l'air frais uniquement vers l'avant des serveurs (allée froide) et en évacuant l'air chaud depuis l'arrière des serveurs (allée chaude) vers les voies de reprise d'air, ce qui empêche le mélange de l'air chaud et de l'air froid.

Les niveaux extrêmes d'humidité endommagent le matériel. Une faible humidité (inférieure à 40 % RH) favorise l'accumulation de décharges électrostatiques (ESD), qui peuvent détruire les composants électroniques sensibles. Une forte humidité (supérieure à 60 % RH) provoque de la condensation sur les cartes électroniques, ce qui entraîne des courts-circuits et de la corrosion. Les centres de données maintiennent l'humidité relative entre 40 % et 60 % RH. Des capteurs de surveillance environnementale suivent en continu la température et l'humidité à plusieurs emplacements des baies et alertent le personnel d'exploitation lorsque les valeurs sortent des plages acceptables.

Les centres de données utilisent des systèmes spécialisés de détection des incendies plutôt que des détecteurs de fumée résidentiels. Les systèmes VESDA (Very Early Smoke Detection Apparatus) prélèvent activement l'air dans les conduits du plafond et peuvent détecter les particules de combustion avant l'apparition de fumée visible, laissant le temps d'enquêter et d'intervenir avant que l'incendie ne se propage. Les détecteurs à ionisation réagissent rapidement aux incendies avec flammes. Les détecteurs photoélectriques réagissent mieux aux feux couvants. La plupart des centres de données modernes déploient plusieurs types de détecteurs avec des systèmes d'alarme à deux étapes, qui exigent le déclenchement de plusieurs détecteurs avant l'activation de l'extinction.

Les systèmes traditionnels d'extinction à eau détruisent les équipements électroniques même lorsqu'ils éteignent l'incendie. Les centres de données utilisent des systèmes d'extinction à agents propres qui éteignent les incendies sans endommager le matériel. Le FM-200 (HFC-227ea) éteint les incendies en absorbant la chaleur de la réaction de combustion. Le Novec 1230 (FK-5-1-12) est similaire, mais présente un potentiel de réchauffement planétaire plus faible. Inergen et Argonite sont des systèmes à gaz inerte qui réduisent la concentration d'oxygène sous le niveau nécessaire à la combustion. Tous les agents propres peuvent être utilisés sans danger dans des espaces occupés lorsqu'ils sont employés aux concentrations prévues par le design.

Les alimentations sans interruption (UPS) fournissent instantanément une alimentation de secours par batterie lorsque le courant du réseau tombe en panne. Elles permettent aux serveurs de rester opérationnels et laissent le temps aux générateurs de démarrer. Les systèmes UPS sont classés selon leur gestion de l'alimentation normale : UPS hors ligne/de secours (bascule sur batterie uniquement en cas de panne — bref délai de transfert), UPS interactifs en ligne (régulent la tension sans basculer sur batterie lors de fluctuations mineures) et UPS en ligne à double conversion (fonctionnent en permanence sur onduleur — aucun délai de transfert, solution la mieux adaptée aux systèmes critiques). Les centres de données utilisent des UPS à double conversion pour les serveurs.

Les systèmes UPS fournissent généralement 10 à 30 minutes d’autonomie sur batterie — suffisamment pour procéder à un arrêt contrôlé ou démarrer un groupe électrogène. Les groupes électrogènes diesel fournissent une alimentation prolongée lors des pannes qui durent longtemps. Les groupes électrogènes doivent être : testés chaque mois en charge (et pas seulement démarrés), entretenus avec une réserve de carburant suffisante pour 72 à 96 heures de fonctionnement, et conçus avec des commutateurs de transfert automatique (ATS) qui détectent une défaillance du réseau électrique et basculent vers le groupe électrogène sans intervention manuelle. Ils sont généralement installés à l’extérieur ou dans des locaux dédiés, séparés du bâtiment principal par des dispositifs coupe-feu.

Les serveurs d’entreprise disposent de deux blocs d’alimentation, chacun connecté à un circuit électrique distinct. Les centres de données mettent en œuvre une redondance électrique N+1 ou 2N : N+1 signifie qu’un UPS ou groupe électrogène supplémentaire est disponible au-delà de la capacité nécessaire, de sorte que la panne de l’un d’eux n’entraîne pas d’interruption. 2N signifie que les chemins d’alimentation sont entièrement dupliqués, depuis l’arrivée du réseau électrique jusqu’à l’UPS, au PDU (Power Distribution Unit) et au bloc d’alimentation du serveur — une redondance complète à chaque étape. Chaque chemin d’alimentation est, si possible, raccordé à une arrivée électrique et à un poste de transformation distincts pour une résilience maximale.

L’eau représente un risque majeur pour les centres de données : fuites de toiture, canalisations éclatées au-dessus des planchers surélevés et condensation des systèmes HVAC. Des capteurs de détection des fuites d’eau sont installés sous les planchers surélevés (en particulier près des unités HVAC), sous les unités de climatisation des salles informatiques (CRAC) et au niveau des traversées de canalisations dans les murs. Les systèmes modernes utilisent une corde de détection qui longe les zones à risque et déclenche une alarme au moindre contact avec l’eau. Des vannes d’arrêt automatiques peuvent isoler les sections de canalisation qui fuient lorsqu’une alarme liée à l’eau se déclenche.

Les systèmes de surveillance environnementale (EMS) offrent une visibilité en temps réel sur toutes les conditions environnementales d’un centre de données : température, humidité, consommation électrique, état de l’UPS, niveau de carburant du groupe électrogène et détection d’eau. Les plateformes EMS modernes proposent des tableaux de bord pour le personnel d’exploitation, des alertes automatisées par SMS ou e-mail lorsque les seuils sont dépassés, un suivi des tendances historiques pour planifier la capacité, ainsi qu’une intégration avec les outils DCIM (Data Center Infrastructure Management) qui mettent en relation les données environnementales et l’emplacement des équipements IT.

Les systèmes de contrôle environnemental eux-mêmes doivent être protégés physiquement. Les panneaux de commande HVAC, les interfaces de gestion des UPS et les unités de distribution électrique doivent être verrouillés et leur accès contrôlé — un attaquant qui accéderait à un thermostat pourrait augmenter la température jusqu’à atteindre des niveaux destructeurs. Des réseaux de gestion hors bande, distincts du réseau de production, servent à accéder à la surveillance environnementale afin qu’un incident de sécurité réseau ne désactive pas également la surveillance. Les procédures de contrôle des changements doivent exiger une autorisation avant toute modification des consignes de température, des seuils électriques ou des paramètres du système d’extinction.

Vérifiez votre compréhension des notions de CompTIA Security+ (SY0-701) abordées dans cette leçon.

Dans cette leçon, vous avez appris que : les systèmes HVAC et les dispositifs de contrôle de l’humidité maintiennent le matériel dans des conditions de fonctionnement sûres, les systèmes d’extinction à agent propre protègent les équipements, contrairement aux sprinklers à eau, et les systèmes UPS et les groupes électrogènes redondants garantissent la disponibilité pendant les pannes de courant, quelle que soit leur durée. Nous allons maintenant étudier la sécurité matérielle — TPM, Secure Boot et chiffrement des disques pour protéger les appareils contre les attaques physiques.