Das neue Datacenter von Noris Network

Technik vom Feinsten und gut durchdacht - das Rechenzentrum München Ost

| Autor: Ulrike Ostler

Spot an! Das Rechenzentrum in Ascheim von Noris Network ist nach jüngsten Erkenntnissen gebaut enthält modenste Technik, die klug eingesetzt wird. Und manches ist anders, zum Beispiel Wohlfühllicht und Musik im Bewirtschaftungsgang.
Spot an! Das Rechenzentrum in Ascheim von Noris Network ist nach jüngsten Erkenntnissen gebaut enthält modenste Technik, die klug eingesetzt wird. Und manches ist anders, zum Beispiel Wohlfühllicht und Musik im Bewirtschaftungsgang. (Bild: Noris Network AG)

Die Grundsteinlegung des jüngsten Rechenzentrums von noris network war am 24.11. 2015, in Aschheim bei München, also nicht in Nürnberg, wo schon Datacenter des Betreibers stehen. Doch wie dort gehören die „Kyoto“-Räder, die zum Kühlen benötigt werden zum Profil, nicht nur außen sichtbar. Ansonsten hat das Unternehmen an feinster Technik verbaut, was der Markt derzeit so hergibt. Ein Besuch lohnt sich also.

Dass man sich die Planungsarbeit für die Modernisierung und den Neubau eines Rechenzentrums nicht aus der Hand nehmen lässt, beweist Joachim Astel, Vorstand der noris network AG, immer wieder. Eines seiner Lieblingssätze auf die Frage, wie man im Unternehmen denn auf dieses und jenes Detail, dieses oder jenes Ausstattungselement gekommen sei, beantwortet er mit: „Das haben wir [da oder dort] gesehen und dann gab es eine schnelle Entscheidung.“

Joachim Astel ist Shareholder und Mitbegründer der Noris Network AG.
Joachim Astel ist Shareholder und Mitbegründer der Noris Network AG. (Bild: Noris Network AG)

Außerdem verweist er mindestens so häufig auf die Erfahrung, die die Nürnberger Rechenzentren bereits sammeln konnten, unter anderem mit ein paar innovativen Eigenentwicklungen, etwa das Datacenter Infrastructure Management (DCIM), sowie bei der Stromverteilung. „Das setzen wir seit mindestens 15 Jahren ein“, sagt Astel „noch bevor der Begriff DCIM etabliert war, und wir haben damit alle Parameter in der Hand.“ Die Messwerte setzen auf dem Protokoll TCP/IP auf und werden in eine Datenbank geschrieben. „Wir können Ausfällen vorbeugen", die Kunden erhalten Langzeitstatistiken und können sehen, wie viel Energie im Rack verbraucht wird."

Kühlende Scheiben

Gesehen und schnell entschieden - so kam das Nürnberger Rechenzentrum auch zur Kyoto-Kühlung. In diesem Fall stammen die mit Lamellen bestückten Räder mit sechs Metern Durchmesser von der niederländischen Firma Kyoto Cooling, Amersfoort. Das sich langsam drehende Rad dient als Wärmetauscher, um mit Außenluft die erwärmte aus dem Rechenzentrum zu kühlen. Laut Astel reicht es, wenn es draußen 208 Grad hat und auf der IT-Fläche 22 Grad beispielsweise, das Delta also ca. 2 Kelvin beträgt.

Steigt die Außentemperatur, werden sukzessive Kompressoren dazu geschaltet. Diese sind als Einheit mit einem Kyoto-Rad zu verstehen, sie bilden quasi eine Energiezelle. Noch gibt es zwei pro Zelle, später werden es vier oder gar sechs sein. Außerdem sind Diesel-Aggregate und Trafos diesen Energiezellen zugeordnet.

In Aschheim rotieren derzeit vier Kyoto-Räder, von außen an vier Türmen erkennbar. Für das Drehen der Räder sorgen im Wesentlichen Über- beziehungsweise Unterdruck auf den Flächen.

Jede Kyoto-Zelle kühlt mit bis zu 252.000 Kubikmeter Luft pro Stunde. Dabei strömt die kühlende Luft über große Auslässe direkt auf die IT-Fläche und wird über einen drei Meter hohen Deckenraum wieder abgeführt. Da sich die Luft aus den Kühlzellen im IT-Raum mischt, gibt es eine Art Whirlpool-Effekt. Dieser führt dazu, dass jede Zelle jede andere Zelle ersetzen kann, und zwar ohne zusätzlichen technischen Aufwand.

Ergänzendes zum Thema
 
Joachim Astel, Vorstand der Noris Network AG

Von der Horizontale in die Vertikale

Die großen Räder brauchen jede Menge Platz. Aus diesem Grund gibt es die von außen sichtbaren Kühltürme. Doch im Gegensatz zum Nürnberger Rechenzentrum sind die Räder in Aschheim stehend verbaut. Das sei praktisch, sagt Astel. Sie brauchten auf diese Weise weniger Platz. „Übrigens gibt es auch kleinere Kyoto-Wärmetauscher. Diese setzen wir schon ewig für unsere Büroräume ein“; ergänzt Astel die Ausführungen zum Kyoto-Cooling.

Abschottung und möglichst geringe Verwirbelung zwischen kalter und warmer Luft sind für den Betrieb wichtig. Sensoren informieren darüber, ob sich die Räder schneller oder langsamer drehen sollen. Bei einer Außentemperatur von weniger als -10 Grad müssen die Räder still stehen, um nicht zu vereisen.

Der Effekt, auch insbesondere an warmen und heißen Tagen: Zu 90 Prozent des Jahres wird gar keine Kompressorkühlung notwendig. Der PUE-Wert (PUE = Power Usage Effectiveness) beträgt 1,2.

Hände weg von der Sicherheit

Die Kyoto-Räder gehören zwar zu den augenfälligsten Eigenheiten des noris-Datacenter, aber längst nicht die einzigen. Wollen Besucher oder Kunden das Rechenzentrum betreten, müssen sie durch eine Schleuse, die nicht nur ein Zeitschloss und eine Vereinzelungsanlage aufweist, sondern auch eine Authentifizierung durch Handvenen-Scan.

„Das System habe ich in einer Fujitsu-Zeitschrift entdeckt“, berichtet Astel. Damals, um 2011 herum, sei die Angst vor einer Pandemie stark gewachsen. Der Handvenenscanner funktioniert berührungsfrei. „Das erschien mir von Vorteil.“ Außerdem kommen Fingerabdruck- und Gesichtsfelderkennung an ihre Grenzen. „Bei Letzterer zum Beispiel, wenn sich der Administrator über den Urlaub einen Bart hat wachsen lassen. Der Handvenenscanner ist robuster, zur Not lässt sich auch der Handrücken nutzen, und die Erkennungsrate liegt bei 100 Prozent.

Danach geht es in den Keller. „Wir wollten einen kompletten Graben um das Rechenzentrum“, sagt Astel. Ein ähnliches Konzept, mit dem das Datacenter-Equipment über 40 Tonnen Gewicht angeliefert, zwischengelagert und inventarisiert dann per Lastenaufzug in die IT-Räume transportiert werden kann, befindet sich getrennt vom Personeneingang an einem anderen Ende des Gebäudes und ist über eine Materialschleuse mit Lebenderkennung abgesichert.

Tunnel und Schalen

Insgesamt sind die IT- und die Versorgungsräume durch einen Bewirtschaftungstunnel voneinander getrennt. Astel erläutert: „Der Aufbau folgt einem modernen Sicherheitskonzept, das in einem Schalenmodell besteht – ein äußerer Zaun, ein Graben, ein innerer Zaun, die Mauern, eine Vereinzelungsanlage, um die niemand herum kann ….“, so Astel.

Die Dieselmotoren befinden sich innen, und zwar in Räumen, die durch Fernwärme vorgeheizt sind. Umgekehrt speist das Rechenzentrum aber keine Abwärme ins Fernwärmenetz ein. Während die Gemeinde den Bezug der Fernwärme von sich aus angeboten habe, berichtet Astel, habe sie umgekehrt kein Interesse an der Abnahme von Heizenergie gezeigt.

Fernwärme inklusive

Doch tatsächlich haben die Planer bei noris network die Konditionen für eine Einspeisung in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Nürnberg schon einmal durchgerechnet. Die Abwärme verlässt das Nürnberger Rechenzentrum mit 40 Grad. Für die Fernwärme wären aber Temperaturen über der Lebensfähigkeit von Legionellen notwendig; in Nürnberg hätte mit 95 Grad eingespeist werden sollen. Das jedoch bedeutete, Pumpen müssten die Energie stark verdichten und das würde teuer. „Da wir aber die Energie für die Pumpen teuer einkaufen müssten, bleibt für uns – zumindest vorerst – die Einspeisung eine Milchmädchenrechnung“, sagt der Vorstand.

Die Aggregate selbst stammen von MTU und sind ursprünglich für Schiffe oder U-Boote gedacht und deshalb recht kompakt. Sie springen binnen elf Sekunden an, und können mit einem 400.000-Liter-Vorrat an Treibstoff das Rechenzentrum für mindestens 72 Stunden versorgen. Einer Energiezelle ist jeweils ein Aggregat zugeordnet.

Doch fällt der Strom tatsächlich aus, den noris network CO2-neutral einkauft, springt erst einmal eine USV-Anlage von Huawei ein. „Auch diese Entscheidung fiel schnell“, sagt Astel, „nach einem zunächst eher zufälligen Aufeinandertreffen.

Funkende Batterien

Für den Übergangsstrom sorgen Batterien, die die USV-Ladegeräte modular nutzen können. Das Novum besteht darin, dass die Batterieblöcke miteinander kommunizieren und Statusinformationen untereinander und mit der USV austauschen – und zwar drahtlos. Das spart jede Menge teurer Verkabelung.

„Viele Rechenzentren sparen sich in der Unterbrechungsfreien Stromversorgung zwei Stränge, 380/400 Volt. „Das aber bedeutet: Wenn eine Batterie nicht fit ist, fällt der gesamte Strang aus“, erläutert Astel die installierte Redundanz. „In der Art, wie wir die USV installiert haben, können zwei Fehler auf einmal auftreten und wir können dennoch unter Höchstleistung weiterarbeiten.“

Interessant ist auch das zweistufige Konzept der Löschanlage. 2012 hat noris network zusammen mit der Firma Wagner den „Deutschen Rechenzentrumspreis“ für die Kombination einer klassischen Stickstoff-Löschanlage mit der Stickstoff-Inertierungsanlage „Oxyreduct“ von Wagner erhalten. Diese sorgt dafür, dass der Sauerstoffgehalt in der Luft sinkt und der Stickstoffanteil erhöht wird. Das verhindert das Entstehen von Bränden.

Clever: Zwei-Phasen-Brandbekämpfung

Bei noris network kommt dieses Prinzip allerdings erst in Stufe zwei zum Einsatz. Stufe eins bedeutet Löschen auf herkömmliche Art. Zunächst wird ein detektierter Brand mit Stickstoff gelöscht, der in entsprechenden Flaschen vorgehalten wird. Um die Gefahr, die hernach von Brandnestern ausgeht einzudämmen, kommt die OxyReduct-Anlage zum Einsatz. „Das Prinzip ist eigentlich unheimlich simpel“, sagt Astel.

Die Anlage sammelt quasi den Stickstoff ein und verwendet diesen, um im Raum gerade den Pegel aufrecht zu erhalten, damit kein neuer Brand entstehen kann. Die Kyoto-Räder müssen im Notfall naturgemäß anhalten und die Kältemittel-Kompressoren, von denen zehn bis zwölf nebeneinanderstehen, springen für die Kühlung ein.

Für die Datenzu- beziehungsweise -ableitungen nutzt das Aschheimer Rechenzentrum keinen Ring. „Die Knoten und Kanten sind disjunkt und kreuzen keine Wege“, sagt Astel, „Vier Leitungen aus verschiedenen Richtungen sind in Betrieb.“ Welche Provider und Bandbreiten die Kunden haben wollen, entscheiden sie selbst. Als noris network bieten wir über unseren eigenen Glasfaser-Backbone 4 Terabit pro Sekunde pro Glasfaser-DWDM an. Bei Umzug und Spiegelung können es auch temporär 10 Gigabit/pro Sekunde sein. „Zwischen unseren Rechenzentren in Aschheim und Nürnberg können wir etwa 48 x 100 Gigabit/Sekunde nutzen. Das macht richtig Spaß“, so der Vorstand.

„Das macht Spaß“

Bei einem Besuch des Rechenzentrums „München Ost“ werden Interessenten auch auf den ´Dachboden` geführt. Tatsächlich werden mittlerweile in vielen Datacentern die Datenkabel über Trassen geführt, die unter der Decke angebracht sind. Für den Zugang aber, steht den Mitarbeitern oft nur eine Kriechhöhe zur Verfügung.

Im Aschheimer Datacenter befindet sich über den Gängen noch enorm viel Luft. So können die Mitarbeiter in luftiger Höhe auf durchlässigen Gängen nicht nur aufrecht gehen, es haben auch noch Racks Platz – „für eine Cloud on Top“, verrät Vorstand Astel. Noch in der Theorie, und dennoch eingeplant sei eine „doppelte Packungsdichte, die sich mithilfe von Industrie-PCs etwa von Dell und Fujitsu erreichen ließe. Der Vorteil solcher Rechner, die normalerweise in industriellen Umgebungen zum Einsatz kommen, bestehe darin, dass sie mit größerer Hitze, 30 Grad +, klar kämen, führt Astel aus. Außerdem ließe sich auf diese Weise die Effizienz der Kyoto-Räder noch einmal erhöhen, selbst bei höheren Außentemperaturen.

Der Dachgeschossausbau

Zudem fällt auf, dass im Dachgeschoss keine Kabel liegen. In Nürnberg gibt es zwei Kabelrinnen für den A- und B-Feed und halogenfreie Kabel, was die Ausdünstungen im Brandfall mindert. In Aschheim finden sich im Obergeschoss Stromschienen anstelle vier verschiedener Leiter für Wechselstrom plus TNS-Führung für die Erdung. Das bedeutet

  • 1. weniger Brandlast in der Doppeldecke,
  • 2. geringerer Widerstand,
  • 3. es existieren vorinstallierte Stromkästen inklusive Sicherung und Strommessung, an die sich die Geräte einfach anstöpseln lassen. Das hilft `Bastelarbeiten´ bei der Montage zu vermeiden.
  • 4. Power Distribution-Units für die Rack-Reihen sind dank dieser Stromkästen überflüssig und
  • 5. die Schienen verringern im Vergleich zu Kabeln die Verlustleistung.

Was interessiert Kunden noch? Das Rechenzentrum ist bereits nach dem TÜV-IT-Kriterien-Katalog geplant. Es ist ISO-27001-, BSI-Grundschutz-, PCI-DSS-, ISAE-3402- (PS 951-) zertifiziert, Die Zertifizierung nach ISO 14001 sowie ISO 50001 wird angepeilt genauso wie die Norm EN 50-600. „Allerdings gibt es noch keine Zertifizierer für die europäische Norm, die akkreditiert wären“, so Astel.

Gekostet hat das „Gesamtsystem“ rund 33 Millionen; das Rechenzentrum ist bereits zu rund 60 Prozent gefüllt und der Erweiterungsbau hat schon begonnen.

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