Kontrola środowiska centrum danych

Zabezpieczenia środowiskowe chronią sprzęt centrum danych przed zagrożeniami fizycznymi niezwiązanymi z cyberatakami: przegrzaniem, zalaniem, pożarem, awariami zasilania i szkodliwym wpływem wilgotności. Serwerownia, w której z powodu awarii klimatyzacji temperatura wzrośnie do 95°F, w ciągu kilku minut doprowadzi do ograniczenia wydajności i awarii serwerów. Pojedynczy wyciek rury wodociągowej nad szafą serwerową może zniszczyć sprzęt o wartości milionów dolarów. Zabezpieczenia środowiskowe bezpośrednio chronią element dostępności triady CIA.

Serwery generują znaczne ilości ciepła, które jest ich głównym zagrożeniem. Centra danych wykorzystują systemy HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) zaprojektowane specjalnie do środowisk IT. Organizacja ASHRAE zaleca utrzymywanie temperatury powietrza na wlocie serwera między 64,4°F a 80,6°F (18°C–27°C). Izolowanie gorących i zimnych korytarzy zwiększa efektywność chłodzenia, kierując chłodne powietrze wyłącznie do frontów serwerów (zimny korytarz) i odprowadzając gorące powietrze z tyłów serwerów (gorący korytarz) do kanałów powietrza powrotnego, co zapobiega mieszaniu się gorącego i zimnego powietrza.

Skrajne poziomy wilgotności uszkadzają sprzęt. Niska wilgotność (poniżej 40% RH) sprzyja gromadzeniu się ładunków elektrostatycznych (ESD), które mogą zniszczyć wrażliwą elektronikę. Wysoka wilgotność (powyżej 60% RH) powoduje skraplanie się pary wodnej na płytkach obwodów, prowadząc do zwarć i korozji. Centra danych utrzymują wilgotność względną na poziomie od 40% do 60% RH. Czujniki monitorowania środowiska stale śledzą temperaturę i wilgotność w wielu punktach przy szafach serwerowych, powiadamiając personel operacyjny, gdy wartości wykraczają poza dopuszczalne zakresy.

Centra danych używają specjalistycznych systemów wykrywania pożaru zamiast czujek dymu stosowanych w budynkach mieszkalnych. Systemy VESDA (Very Early Smoke Detection Apparatus) aktywnie pobierają próbki powietrza z kanałów sufitowych i mogą wykryć cząsteczki powstające podczas spalania, zanim pojawi się widoczny dym, zapewniając czas na zbadanie sytuacji i stłumienie pożaru, zanim się rozprzestrzeni. Czujki jonizacyjne szybko reagują na pożary płomieniowe. Czujki fotoelektryczne lepiej reagują na pożary tlące się. W większości nowoczesnych centrów danych stosuje się różne typy czujek wraz z dwustopniowymi systemami alarmowymi, które wymagają zadziałania wielu czujek, zanim uruchomi się gaszenie.

Tradycyjne instalacje tryskaczowe z wodą niszczą sprzęt elektroniczny nawet wtedy, gdy gaszą pożar. Centra danych stosują systemy gaszenia środkami czystymi, które gaszą pożary bez uszkadzania sprzętu. FM-200 (HFC-227ea) tłumi pożar, pochłaniając ciepło powstające w reakcji spalania. Novec 1230 (FK-5-1-12) działa podobnie, ale ma niższy potencjał tworzenia globalnego ocieplenia. Inergen i Argonite to systemy gazów obojętnych, które obniżają stężenie tlenu poniżej poziomu podtrzymującego spalanie. Wszystkie środki czyste są bezpieczne w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie, jeśli są stosowane w stężeniach projektowych.

Zasilacze awaryjne UPS (Uninterruptible Power Supplies) zapewniają natychmiastowe zasilanie z akumulatorów po awarii zasilania sieciowego, dzięki czemu serwery mogą nadal działać, a generatory zyskują czas na uruchomienie. Systemy UPS klasyfikuje się według sposobu obsługi zasilania normalnego: UPS offline/standby (przełącza się na akumulator dopiero w razie awarii — występuje krótki czas przełączania), UPS line-interactive (reguluje napięcie bez przełączania na akumulator przy niewielkich wahaniach) oraz UPS online/double-conversion (stale działa za pośrednictwem falownika — czas przełączania wynosi zero, rozwiązanie najlepsze dla systemów krytycznych). Centra danych używają zasilaczy UPS double-conversion do zasilania serwerów.

Systemy UPS zazwyczaj zapewniają od 10 do 30 minut pracy na akumulatorach — wystarczająco długo, aby przeprowadzić kontrolowane zamknięcie systemów lub uruchomić generator. Generatory dieslowskie zapewniają zasilanie przez dłuższy czas podczas przedłużających się awarii. Generatory muszą być: co miesiąc testowane pod obciążeniem (nie tylko uruchamiane), utrzymywane z zapasem paliwa wystarczającym na 72–96 godzin pracy oraz wyposażone w automatyczne przełączniki zasilania (ATS), które wykrywają awarię zasilania sieciowego i przełączają system na generator bez ręcznej ingerencji. Generatory zwykle znajdują się na zewnątrz lub w oddzielnych pomieszczeniach, oddzielonych od głównego budynku przegrodami przeciwpożarowymi.

Serwery klasy enterprise mają podwójne zasilacze, z których każdy jest podłączony do osobnego obwodu zasilania. Centra danych wdrażają nadmiarowość zasilania N+1 lub 2N: N+1 oznacza jeden dodatkowy UPS lub generator ponad wymagane minimum, dzięki czemu awaria jednego z nich nie powoduje przestoju. 2N oznacza w pełni zdublowane ścieżki zasilania — od wejścia z sieci przez UPS i PDU (Power Distribution Unit) po zasilacz serwera — czyli pełną nadmiarowość w każdym punkcie. Każda ścieżka zasilania jest, w miarę możliwości, zasilana z innego przyłącza sieciowego i podstacji, aby zapewnić maksymalną odporność.

Woda stanowi poważne zagrożenie dla centrów danych — mogą to być wycieki z dachu, pęknięte rury nad podniesioną podłogą lub skropliny z systemów HVAC. Czujniki wykrywania wycieków wody umieszcza się pod podniesionymi podłogami (szczególnie w pobliżu urządzeń HVAC), pod urządzeniami CRAC (computer room air conditioning) oraz przy przejściach rur przez ściany. Nowoczesne systemy wykorzystują linę detekcyjną prowadzoną wzdłuż obszarów zagrożonych, która uruchamia alarm przy każdym kontakcie z wodą. Automatyczne zawory odcinające mogą odizolować odcinki rur, w których wystąpił wyciek, po uruchomieniu alarmu wodnego.

Systemy monitorowania warunków środowiskowych (EMS) zapewniają w czasie rzeczywistym wgląd we wszystkie warunki środowiskowe w centrum danych: temperaturę, wilgotność, zużycie energii, stan UPS, poziom paliwa generatora i wykrywanie wody. Nowoczesne platformy EMS udostępniają personelowi operacyjnemu widoki pulpitów nawigacyjnych, automatyczne alerty wysyłane SMS-em lub e-mailem po przekroczeniu wartości progowych, analizę trendów historycznych na potrzeby planowania pojemności oraz integrację z narzędziami DCIM (Data Center Infrastructure Management), które korelują dane środowiskowe z lokalizacjami zasobów IT.

Same systemy kontroli warunków środowiskowych również muszą być fizycznie zabezpieczone. Panele sterowania HVAC, interfejsy zarządzania UPS oraz jednostki dystrybucji zasilania muszą być zamknięte i objęte kontrolą dostępu — osoba atakująca mająca dostęp do termostatu może podnieść temperaturę do poziomu prowadzącego do zniszczeń. Sieci zarządzania out-of-band, oddzielone od sieci produkcyjnej, służą do uzyskiwania dostępu do monitorowania warunków środowiskowych, dzięki czemu incydent związany z bezpieczeństwem sieci nie wyłącza jednocześnie monitorowania. Procedury kontroli zmian powinny wymagać autoryzacji przed zmianą wartości zadanych temperatury, progów zasilania lub ustawień systemu gaszenia.

Sprawdź swoją wiedzę na temat zagadnień CompTIA Security+ (SY0-701) omówionych w tej lekcji.

W tej lekcji dowiedziałeś się, że: systemy HVAC i kontrola wilgotności utrzymują sprzęt w bezpiecznych warunkach pracy, systemy gaszenia pożaru gazem obojętnym chronią sprzęt, w przeciwieństwie do tryskaczy wodnych, a nadmiarowe systemy UPS i generatory zapewniają dostępność podczas przerw w zasilaniu o dowolnym czasie trwania. Następnie omówimy bezpieczeństwo sprzętowe — TPM, Secure Boot i szyfrowanie dysków, które chronią urządzenia przed atakami fizycznymi.