O que são Data Centers Tier 1, 2, 3 e 4

Segundo a norma TIA?

A palavra “Tier”, em inglês, significa “camada”. E no universo da Tecnologia da Informação, a classificação TIER representa o número de camadas de redundância. Ou ainda, os níveis de segurança de um Data Center segundo a norma TIA 942.

Dessa forma, o Data Center Tier 1 é o que possui apenas uma camada de redundância e, portanto, menor proteção contra downtimes do que um Data Center Tier 2, 3 ou 4.

Os Data Centers Tier 3 e Tier 4 são os que possuem mais camadas de proteção contra indisponibilidade e podem se tornar praticamente à prova de paralisações. Portanto, são os mais seguros para ambientes de missão crítica.

Um Data Center pode possuir uma camada diferente para cada parte de sua infraestrutura: telecomunicações, arquitetura, elétrica e mecânica. E cada uma dessas áreas possui sua própria classificação TIER 1, 2, 3 ou 4.

Por exemplo, um Data Center pode ser um Tier 2 na arquitetura, TIER 4 em telecomunicações e TIER 3 em elétrica, mas ser um Tier 1 em mecânica.

O Data Center sempre recebe a classificação geral TIER da camada mais baixa. Portanto, no exemplo acima teríamos um Centro de Dados Tier 1. Ou seja, a norma TIA evidencia os pontos fracos que podem resultar em falhas, porque um só ponto de vulnerabilidade pode paralisar um Data Center.

Tipos de redundância na classificação Tier,

segundo a norma TIA 942

Quanto mais camadas o Data Center tiver na classificação Tier, mais redundância terá em seus sistemas e equipamentos. A norma ANSI/TIA-942 define que existem cinco tipos de redundância: N, N+1, N+2, 2N e 2 (N+1). Vamos entendê-los:

1. Nível N

Um Data Center N não possui nenhum tipo de redundância. Ou seja, nada além de “N”, que representa o número necessário de equipamentos em cada sistema.

2. Redundância N+1 (“redundância paralela”)

No modelo N+1, sistemas críticos como refrigeração e abastecimento de energia possuem pelo menos um equipamento de redundância.

Nesse caso, “N” pode representar o número necessário de módulos de fonte de alimentação ininterrupta (UPS). E o “+1” significa que haverá um módulo além do necessário.

Então, se forem necessários 5 nobreaks, serão implantados 5 + 1. Isso é importante porque possuir energia disponível além do necessário significa reduzir chances de inatividade.

Todavia, Data Centers com estrutura N+1 podem compartilhar circuitos e caminhos de alimentação. Por isso, não são totalmente redundantes. Essa é a configuração de redundância normalmente utilizada nos Data Centers Tier 2 e Tier 3.

3. Redundância N+2

Nesse caso, o Data Center possui os equipamentos necessários e mais dois redundantes. Isso aumenta ainda mais o seu nível de segurança.

4. Redundância 2N

A redundância 2N fornece duas unidades, módulos, caminhos ou sistemas completos para cada sistema básico.

A falha ou manutenção de uma unidade, módulo, caminho ou sistema inteiro não interrompe as operações.

Seguindo com exemplo de alimentação elétrica, o data center 2N deve possuir duas linhas de distribuição elétrica totalmente redundantes e independentes. Isso desde os geradores até a régua de alimentação ( PDU ) dos servidores.

Em outras palavras, tudo deve ser duplicado, sem a presença de um ponto único de falha!

5. Redundância 2(N+1)

Além de duas fontes principais de energia com estruturas independentes, o Data Center 2(N+1) teria um sistema UPS além do necessário para cada fonte principal.

Exemplificando: imagine que você precisa comprar sanduíches para 6 pessoas. Como quer garantir que não haja falhas na entrega, pede os 6 sanduíches em duas lanchonetes diferentes, e mais um extra em cada uma delas, por garantia.

Ou seja, num Centro de Dados 2 (N+1) os sistemas críticos possuem o dobro da quantidade necessária de equipamentos e mais um módulo adicional para cada lado. Com essa estrutura, o Data Center torna-se praticamente infalível.

As Classificações de TIER da norma TIA 942

Data Center Tier 1

O Data Center Tier 1 possui o mais básico nível de disponibilidade, que consiste na ausência de redundância, tanto nas estruturas físicas e lógicas quando no fornecimento de energia elétrica.

É um “Data Center N”, ou seja: com apenas uma unidade de cada equipamento e um único caminho de distribuição de energia, dados e resfriamento.

Portanto, ainda que o Centro de Dados possua nobreak ou gerador de energia, esses equipamentos não são duplicados. Consequentemente, se vierem a falhar durante uma queda de energia, isso pode paralisar as atividades.

Por isso o Data Center Tier I está sujeito a interrupções durante manutenções e falhas de equipamentos ou cortes muito longos no fornecimento de energia.

Tempo de Uptime e Downtime

De acordo com a norma TIA-942, o Data Center Tier 1 pode ter um tempo máximo de downtime (paralisação) de 28,8 horas por ano. Ou seja, deve permanecer disponível (ou em uptime)  99,671 % do tempo.

Essas medidas estabelecidas pela norma, no entanto, são referências técnicas que não costumam servir de medida prática, já que nenhum Data Center pode ficar parado quase 30 horas por ano!

Por isso, mesmo um Data Center Tier 1 pode (e deve!) ser dotado de algum tipo de redundância em sistemas essenciais, como o elétrico e o de refrigeração.

Embora tenha estrutura N, sem redundância, é comum que o Centro de Dados Tier 1 possua:

• UPS (no-break) capaz de filtrar picos e manter a alimentação de energia em caso de paradas momentâneas de fornecimento
• grupo motor gerador com o equivalente a doze horas de armazenamento de combustível local.
• equipamentos de refrigeração não compartilhados com outros setores e, muitas vezes, redundantes.

Data Center Tier 2

O Data Center Tier II é menos suscetível a indisponibilidades –

programadas ou não –  do que o Tier I.

Isso porque, para obedecer a norma TIA-942, deve possuir redundância do tipo (N+1) para componentes como nobreaks e geradores de energia.

A duplicação das fontes elétricas reduz as chances de indisponibilidade em casos cortes não planejados de energia, e manutenções programadas podem ser feitas sem o desligamento de sistemas críticos.

Além disso, o sistema de refrigeração do Data Center deve ser de precisão, projetado para funcionar 24 horas por dia, sete dias por semana, com redundância N+1.

Em termos de estrutura construtiva, devem possuir piso elevado. Mas apenas um caminho de distribuição de energia e refrigeração é exigido. Desse modo, falhas dessa no sistema de refrigeração ou de energia podem afetar outros componentes do Data Center.

O tempo máximo de downtime de um Data Center Tier 2 é de 22 horas por ano. E o tempo de uptime é de 99,749%.

Data Center Tier 3

Um Data Center TIER III possui sistema autossustentado, com equipamentos de refrigeração e alimentação de energia redundantes.

A redundância exigida para um Data Center Tier 3 é do tipo N+1. Ou seja: um equipamento backup em cada segmento permanece ligado.

Isso permite que manutenções planejadas possam ser feitas sem desligamento do Data Center.  Por isso um Tier 3 possui alta disponibilidade, com elevado uptime.

Um Centro de Dados Tier 3 deve contar com:

• 72 horas de proteção contra queda de energia.
• Uptime de 99,982% e downtime de 1,6 horas por ano.
• Diversos caminhos independentes para atender ao ambiente crítico, de modo que apenas um seja necessário.
• Ser atendido por no mínimo duas empresas de telecomunicações com rotas distintas.
• Possuir duas salas de entrada (ERs) com no mínimo 20 metros de separação.
• As ERs devem ser projetadas para não compartilhar equipamentos de telecomunicações, alimentação, refrigeração e proteção contra incêndios.

Um Data Center Tier 3 ainda é suscetível a falhas de operação que podem interromper os serviços. Por isso dizemos que o Data Center Tier 3 tem alta disponibilidade, mas não tolerância a falhas (como o Data Center Tier 4).

Data Center Tier 4

O Data Center TIER 4 é tolerante a falhas. Isso indica que, mesmo havendo um problema como a falta de energia elétrica ou eventos críticos, não é gerado um downtime. Ou seja, as falhas normalmente não inviabilizam o funcionamento do Data Center, pois ele possui mecanismos de proteção contra paradas.

Para tanto, o Data Center Tier 4 possui:

• Equipamentos de refrigeração e alimentação de energia redundantes e em funcionamento.
• Geradores de emergência com autonomia mínima de 96 horas
• Cabeamento redundante.
• Equipamentos com múltiplas entradas de energia ou chave de transferência automática para abastecimento com os dispositivos de backup.
• Controle rigoroso de refrigeração e qualidade do ar em áreas críticas
• Recomenda-se a duplicação de MDA e HDA.

A redundância de um Centro de Dados camada 4 é do tipo 2 (N­+1), onde deve haver duas fontes de alimentação distintas para o data center (subestações), além de um nobreak e um grupo gerador para cada uma delas, no mínimo.

Dessa forma manutenções podem ocorrer sem interrupção, e só ocorrerão downtimes se o alarme de incêndio for disparado. Ou quando um desligamento de emergência (EPO) for realizado, em situação de desastre.

Com isso, o downtime máximo do Data Center Tier 4 é reduzido para 0,4 horas (ou 26 minutos) por ano, com uptime de 99.995%. Claro, lembrando que essa é apenas uma referência normativa, já que a disponibilidade ideal de um Data Center tolerante a falhas é de 365 dias por ano, 24 horas por dia.

Como é feita a certificação Tier?

Este é um ponto fundamental para evitarmos alguns mitos e confusões que existem sobre a classificação dos Data Centers. A norma TIA 942 estabelece os requisitos de infraestrutura para que um Data Center tenha os níveis de segurança Tier 1, 2 3 ou 4.

No entanto, a TIA (Telecommunications Industry Association) não é uma certificadora. Portanto, ela não avalia e não certifica Data Centers. A NORMA TIA apenas estabelece as diretrizes para a construção de Data Centers com determinados níveis de segurança.

Já a CERTIFICAÇÃO TIER, amplamente conhecida no mercado de Tecnologia da Informação, é comumente realizada pelo Uptime Institute. Com mais de 1.250 certificações emitidas em pelo menos 85 países, o instituto avalia os Data Centers e os classifica como Tier I, Tier II, Tier III ou Tier IV, segundo critérios próprios e reconhecidos mundialmente.

“Quando a norma TIA classifica um Data Center como TIER 1, 2, 3 ou 4, ela está dando as diretrizes para a construção de um ambiente seguro.

Isso levando em conta vários fatores, como arquitetura, sistema de telecomunicações, sistema elétrico, sistemas de proteção contra incêndio, dentre outros.

Agora, quando se fala em certificação de Data Center, estamos falando em uma entidade certificadora, como a Uptime Institute, por exemplo, que certifica seus Data Centers seguindo critérios específicos, semelhantes aos da TIA 942, porém não necessariamente iguais” – explica Fabrício Costa, diretor-técnico da Zeittec.

Os critérios da certificação Tier do Uptime Intitute

Os critérios adotados pelo Uptime Institute para certificar Data Centers são menos abrangente que os da norma TIA.

“Quando você pega a norma em si, ela é bem mais abrangente porque aborda todos os subsistemas de um Data Center. Se ele tem piso elevado, qual é a altura disso ou daquilo… É como se estivesse dando uma receita de bolo para que o cliente possa construir o Data Center com a classificação desejada”.

Já para uma certificação do Data Center, seguindo os critérios do Uptime Institute, os elementos que são analisados são aqueles considerados “missão critica”.

Basicamente, estamos falando do sistema elétrico, sistema de refigeração e de alguns conceitos arquitetônicos, no caso de uma certificação Tier IV.

Isso significa, por exemplo, que um Data Center que passou pela inspeção do Uptime Institute e foi certificado como Tier III não precisa necessariamente possuir todas as características estabelecidas pela TIA 942 para um Data Center dessa categoria.

Resumidamente, o Uptime Institute utiliza os seguintes requisitos em suas certificações Tier:

Data Center Tier 1

É o nível mais simples, convencional e SEM REDUNDÂNCIAS. Mesmo assim, deve possuir um gerador, nobreak e ar-condicionado.

Data Center Tier 2

É o Data Center que possui EQUIPAMENTOS REDUNDANTES em sistemas de missão crítica como geração de energia (gerador e nobreak) e climatização.

Data Center Tier 3

É o Data Center que possui as mesmas redundâncias do Tier 2 e, além disso, MANUTENÇÃO CONCORRENTE. Isso significa que manutenções podem ser feitas em qualquer parte do Data Center, mesmo quando houver interrupção no fornecimento de energia elétrica por parte da concessionária contratada. Com isso, o Data Center possui alta disponibilidade e dificilmente sofre downtimes.

Data Center Tier 4

É o Data Center “FAULT TOLERANCE”. Ou seja, com tolerância a falhas. Em outras palavras, o Data Center certificado como Tier 4 se mantém disponível mesmo quando há falhas em algum componente crítico. Isso porque possui nível de redundância que garante a continuidade da operação ou, em outras palavras, imunidade a falhas. Um Data Center Tier IV também deve prover caminhos de distribuição redundantes para os sistemas de missão crítica.

Existem, ainda, vários tipos de certificação Tier. O Uptime Institute pode certificar:

• o projeto do Data Center;
• a construção do Data Center, avaliando se a obra foi instalada de acordo com o projeto;
• as operações em andamento, certificação que abrange até mesmo o treinamento dos funcionários que atuam no Data Center.

Mitos e verdades sobre as certificações de Data Center segundo os critérios do Uptime Institute

• O Brasil não tem nenhum Data Center Tier IV, pois não temos duas concessionárias de energia em uma mesma localidade.

MITO. Segundo os critérios de certificação da Uptime, a fonte principal de energia de um Data Center são seus próprios geradores de energia.

Portanto, não há a necessidade de duas concessionárias de energia para se obter a certificação máxima de Tier IV.

Além disso, o Brasil já possui diversos Data Centers com a certificação Tier IV, que podem ser consultadas diretamente no site do Uptime Institute.

• Um Data Center Tier III é à prova de paralisação.

MITO. Conforme falamos, um data center do tipo Tier III deve possibilitar manutenção concorrente em equipamentos desenergizados.

E isso sem causar a interrupção ( donwtime ) do Data Center.

• Data Centers Tier III ou Tier IV devem ter componentes redundantes.

VERDADE. De acordo com a Uptime, as classificações de Tier são cumulativas.

Ou seja, um Data Center Tier III deve possuir todas as características de um Tier II (componentes redundantes), além da manutenção concorrente.

Já um Data Center Tier IV deve possuir todas as características de um Tier III, além da  tolerância a falhas.

• Um Data Center Tier IV deve ter caminhos redundantes.

VERDADE.  Para se obter a certificação Tier IV, os caminhos de distribuição elétrica, telecomunicações e refrigerações devem ter alternância de rotas e de salas.

Assim, por exemplo, além de possuírem equipamentos redundantes, estes devem estar instalados em salas separadas dos equipamentos “principais”. Ou pelo menos separados por barreira corta fogo.

Ou seja, os nobreaks, quadros elétricos e geradores da linha de distribuição “x” do Data Center devem estar instalados em salas distintas dos equipamentos da linha “y”. Isso serve para garantir que, no caso de uma catástrofe ou incêndio, por exemplo, o equipamento redundante não seja atingido.

• Data Centers Tier I, II, III ou IV certificados pelo Uptime Institute devem atender a todos os requisitos da norma TIA 942.

MITO. Conforme falamos aqui, a tia 942 é uma norma de construção geral do Data Center. Ela estabelece diversos parâmetros, que vão desde a escolha da localidade do Data Center até a construção final.

Já a certificação feita pelo Uptime Institute se limita à análise dos elementos de missão crítica do Data Center, seguindo seus próprios conceitos e classificações.