データセンターの環境制御

環境制御は、サイバー攻撃とは無関係な物理的脅威、つまり過熱、浸水、火災、電源障害、湿度による損傷からデータセンターのハードウェアを保護します。空調の故障によってサーバールームが95°Fに達すると、数分以内にサーバーはスロットリングを開始し、クラッシュする可能性があります。サーバーラックの上にある水道管から一度漏水するだけで、数百万ドル相当の機器が破壊されることもあります。環境制御は、CIAトライアドの可用性を直接保護します。

サーバーは大量の熱を発生させるため、熱はサーバーにとって最大の敵です。データセンターでは、IT環境向けに設計されたHVAC（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）システムを使用します。ASHRAEは、サーバー吸気口の温度を64.4°F～80.6°F（18°C～27°C）に維持することを推奨しています。ホットアイル／コールドアイルコンテインメントは、サーバーの前面（コールドアイル）にだけ冷気を送り、サーバー背面（ホットアイル）から排出される熱気を還気経路へ導くことで冷却効率を高め、熱気と冷気が混ざるのを防ぎます。

極端な湿度はハードウェアを損傷させます。低湿度（相対湿度40%未満）では静電気放電（ESD）が蓄積しやすく、精密な電子部品を破壊する可能性があります。高湿度（相対湿度60%超）では回路基板に結露が生じ、短絡や腐食につながります。データセンターでは、相対湿度を40%～60% RHに維持します。環境監視センサーは複数のラック位置で温度と湿度を継続的に追跡し、値が許容範囲から外れたときに運用担当者へ警告します。

データセンターでは、一般家庭用の煙感知器ではなく、専用の火災検知システムを使用します。VESDA（Very Early Smoke Detection Apparatus）システムは、天井ダクトから空気を能動的にサンプリングし、目に見える煙が発生する前に燃焼粒子を検知できます。そのため、火災が広がる前に調査して抑制する時間を確保できます。イオン化式感知器は炎を伴う火災に素早く反応します。光電式感知器は、くすぶる火災への反応に優れています。現在の多くのデータセンターでは、複数の感知器が作動してから抑制装置を起動する2段階アラームシステムと、複数種類の感知器を導入しています。

従来の水式スプリンクラーシステムは、火災を消火できても電子機器を破壊してしまいます。データセンターでは、機器を損傷させずに消火できるクリーンエージェント消火システムを使用します。FM-200（HFC-227ea）は、燃焼反応から熱を吸収して火災を抑制します。Novec 1230（FK-5-1-12）も同様の仕組みですが、地球温暖化係数がより低くなっています。InergenとArgoniteは、不活性ガスによって酸素濃度を燃焼が続く濃度未満まで低下させるシステムです。すべてのクリーンエージェントは、設計濃度で使用する場合、人がいる空間でも安全です。

無停電電源装置（UPS）は、商用電源が失われたときに瞬時にバッテリーバックアップを提供し、サーバーの稼働を維持するとともに、発電機が起動するまでの時間を確保します。UPSシステムは、通常時の電力をどのように処理するかによって分類されます。オフライン／スタンバイUPS（障害時のみバッテリーへ切り替わるため、短い切り替え時間が発生します）、ラインインタラクティブUPS（軽微な変動ではバッテリーに切り替えず電圧を調整します）、オンライン／ダブルコンバージョンUPS（常にインバーター経由で動作し、切り替え時間がゼロで、重要システムに最適です）です。データセンターでは、サーバーにダブルコンバージョンUPSを使用します。

UPSシステムは通常、10～30分間バッテリーで稼働します。これは、システムを適切にシャットダウンしたり、発電機を起動したりするのに十分な時間です。ディーゼル発電機は、停電が長引いた場合に電力を継続して供給します。発電機には、負荷をかけた状態で毎月テストすること（単に起動するだけでは不十分）、72～96時間稼働できる十分な燃料を確保すること、商用電源の障害を検知し、手動操作なしで発電機に切り替える自動切替スイッチ（ATS）を備えることが必要です。発電機は通常、建物の外部、または本館から防火区画で分離された独立した発電機室に設置されます。

エンタープライズサーバーには二重電源が搭載され、それぞれが別の電源回路に接続されます。データセンターでは、N+1または2Nの電力冗長性を実装します。N+1は、必要な数を超えてUPSまたは発電機を1台余分に用意する方式であり、1台が故障しても停止しません。2Nは、商用電源の入力からUPS、PDU（Power Distribution Unit）、サーバーの電源まで、電力経路を完全に二重化する方式です。すべての箇所で完全な冗長性が確保されます。可能な場合は、最大限の耐障害性を実現するため、各電力経路に異なる商用電源系統と変電所から電力を供給します。

データセンターにとって水は、屋根の漏水、上げ床の上にある配管の破裂、HVACの結露などによる重大なリスクです。漏水検知センサーは、上げ床の下（特にHVAC装置の付近）、コンピュータールームエアコン（CRAC）ユニットの下、壁を貫通する配管の周囲に設置します。最新のシステムでは、リスクのある場所に沿って検知ロープを敷設し、水に触れるとアラームを作動させます。自動遮断弁を使用すれば、水漏れのアラームが作動した際に、漏れている配管部分を隔離できます。

環境監視システム（EMS）は、データセンター内のあらゆる環境条件をリアルタイムで可視化します。監視対象には、温度、湿度、電力消費量、UPSの状態、発電機の燃料レベル、水の検知状況などがあります。最新のEMSプラットフォームは、運用スタッフ向けのダッシュボード表示、しきい値を超えたときにSMSやメールで通知する自動アラート、容量計画に役立つ過去の傾向分析、環境データとIT資産の設置場所を関連付けるDCIM（Data Center Infrastructure Management）ツールとの統合を提供します。

環境制御システム自体も物理的に保護する必要があります。HVACの制御パネル、UPS管理インターフェース、電力分配ユニットは、施錠し、アクセスを制御しなければなりません。攻撃者がサーモスタットにアクセスできると、温度を機器が破壊されるレベルまで上げられる可能性があります。環境監視には、運用ネットワークから分離された帯域外管理ネットワークを使用します。これにより、ネットワークセキュリティインシデントが発生しても、監視機能まで同時に無効化されることを防げます。温度設定値、電力のしきい値、消火システムの設定を変更する際は、事前に承認を得るよう変更管理で定める必要があります。

このレッスンで扱ったCompTIA Security+（SY0-701）の概念について、理解度を確認しましょう。

このレッスンでは、HVACと湿度の制御によってハードウェアを安全な動作条件に保つこと、水スプリンクラーとは異なりクリーンエージェント消火システムによって機器を保護すること、そして冗長化されたUPSと発電機のシステムによって、停電の長さにかかわらず可用性を確保することを学びました。次はハードウェアセキュリティについて学びます。TPM、Secure Boot、ドライブ暗号化を使用して、物理攻撃からデバイスを保護する方法を扱います。