Autor invitado: Álvaro Ibáñez (Alvy) - www.microsiervos.com

Como cada año, a finales de marzo se celebró el Día Internacional del Centro de Datos. Se trata de una jornada de puertas abiertas para que cualquier persona interesada conozca por dentro este tipo de instalaciones, vitales en un mundo de servicios y economía digital. Este año más de 200 personas pudieron visitar los centros de Digital Realty en Madrid, en la zona de San Blas-Canillejas, uno de los puntos más interconectados en España. Por allí pasa un alto porcentaje del tráfico que circula por internet en nuestro país y que se ha ganado el sobrenombre de Silicon Alley madrileño, en referencia al Silicon Valley californiano.

Durante la visita los responsables de Digital Realty explicaron cómo funcionan las instalaciones y respondieron a las preguntas de los asistentes, aprovechando un paseo por el interior de uno de sus centros de datos en Madrid. Muchos de los detalles tenían que ver con la seguridad de las propias instalaciones, la gestión de situaciones de emergencia y detalles sobre la infraestructura y su función dentro del edificio.

En la actualidad, Digital Realty cuenta con cuatro centros de datos operativos en Madrid, interconectados por un anillo de fibra oscura en un triángulo en el que distan menos de 1 km unos de otros.

centros de datos Digital Realty en Madrid

La visita comenzó recordando que Digital Realty es un gestor de la infraestructura, es decir, ofrecen el espacio físico, la potencia eléctrica, la refrigeración y la seguridad física para que empresas de todo tipo alojen sus servidores; y que son esas empresas quienes los operan, saben qué contienen y qué están haciendo. Los servidores allí alojados se gestionan normalmente de forma remota. Esos servidores se conectan a través de las líneas de comunicación existentes con las grandes empresas de comunicaciones, que enrutan e intercambian su tráfico allí mismo.

Que todo funcione 24/7 y no falle nunca, a pesar de incidencias que puedan surgir con el suministro de la red eléctrica o con las comunicaciones, tiene una palabra clave: redundancia. Es la forma en la que a los ingenieros les gusta explicar que “si algo falla, siempre hay una alternativa (o varias) que funcionan”.

Energía: cómo mantener alimentados los centros de datos

Para que todo funcione lo primero que se necesita es energía. Se obtiene mediante dos acometidas eléctricas. Una acometida es la principal y la otra actúa como respaldo.

Toda la electricidad consumida es 100% de origen renovable, mediante un contrato a largo plazo con Acciona Energía que cubre la demanda de los cuatro centros de datos en Madrid, que suman unos 65 GWh al año de consumo de energías limpias.

Para entender la magnitud de la energía consumida hay que pensar que cada armario de servidores (un «rack») cuenta en promedio con unos 5 kW de potencia, lo mismo que una casa grande o una pequeña tienda. Hay cientos de racks funcionando simultáneamente, lo que se traduce en una demanda de miles y miles de kW.

Como dato que impresiona, baste saber que cada uno de los centros de datos del campus tiene una potencia de entre 6 y 30 MW, con una potencia de más de 45 MW en conjunto.

En caso de fallo, todo está previsto

¿Qué sucede si hay fallo del suministro de energía eléctrica? La alternativa son unos gigantescos generadores ubicados en la azotea de los edificios e instalados dentro de contenedores. Tal y como explican los técnicos, son similares a los motores utilizados en barcos. Una vez en funcionamiento pueden generar la electricidad suficiente para alimentar todo el edificio e instalaciones sin problemas durante 48 horas.

Generadores

Antes de finalizar ese periodo llegarían camiones cisterna con más combustible para mantener los motores en marcha hasta que se restaurara el suministro de la compañía eléctrica. Los generadores funcionan actualmente con HVO100, combustible de origen renovable que sustituye al diésel tradicional, lo que ayuda a reducir significativamente la huella de carbono que producen estos motores cuando se encienden en caso de incidencias o de mantenimientos preventivos.

Los generadores son la fuente de energía alternativa cuando no se puede contar con el suministro eléctrico de compañía. Pero ¿cómo se encienden los generadores?

Los centros de datos cuentan con salas de distribución eléctrica en los que se encuentran los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI o UPS por sus siglas en inglés). Estos sistemas están conectados tanto a la red eléctrica como a los generadores. Su papel es esencial, ya que monitorizan constantemente la calidad del suministro y garantizan energía estable, sin alteraciones de la tensión. Los SAI son los encargados además de detectar si hay un fallo en la red eléctrica y de dar la orden a los generadores para que se enciendan.

En el breve intervalo en el que los generadores se encienden y sincronizan, los SAI estarán alimentados por bancadas de baterías que pueden soportar la carga eléctrica de la infraestructura IT y proporcionan la energía requerida.

La tecnología de las baterías ha evolucionado tanto que algunos centros de datos comienzan a prescindir de las segundas acometidas eléctricas a modo de reserva de emergencia para centrarse en tener buenas baterías y generadores como alternativa en caso de fallos.

SAI y baterías

Refrigeración con aire

Las salas técnicas albergan los equipos IT de los clientes del centro de datos. Al entrar a una de estas salas, se percibe inmediatamente el calor generado por los equipos, que desprende por la parte trasera de los bastidores o racks donde se alojan los servidores. Estos servidores son de cientos de clientes dedicados a diversos servicios online, como puede ser el contenido de plataformas de streaming, distribución de videojuegos, transacciones bancarias, redes sociales, servicios en la nube, telecomunicaciones, etc. Los bastidores están organizados en cerramientos de pasillo frío o cubos, donde el aire refrigerado se distribuye a través de baldosas perforadas hacia el frente de los armarios. El cerramiento del pasillo frío está monitorizado con sensores de temperatura para el control de los clientes y del personal de operaciones del centro de datos.

Todo ese calor que generan los servidores hay que evacuarlo adecuadamente, en este caso mediante unos sistemas llamados CRAC (Computer Room Air Conditioning, aire acondicionado para centros de datos). Son unidades climatizadoras de precisión, diseñadas especialmente para mantener la temperatura, humedad y calidad del aire midiendo con sensores diversos parámetros de forma continua. Las salas técnicas están permanentemente monitorizadas para detectar desde polvo hasta humo en el ambiente. En caso de incendio se genera una alerta que haría activarse los sistemas de extinción mediante gas para no dañar los equipos IT.

Los sistemas de refrigeración extraen el aire caliente hacia la azotea, donde se enfría con el aire de la atmósfera, o bien (una pequeña parte, actualmente siendo sustituida) se utilizan como intercambiadores de aire a agua y refrigeran con agua en un circuito circular glicolizado para evitar congelaciones en invierno.

Las “Meet-Me Rooms”, los lugares por donde viajan los bits

Los clientes alojados en los centros de datos se interconectan a través de salas llamadas Meet-Me Rooms. Estas salas están bajo control exclusivo del personal de Digital Realty y en ellas se realiza la conexión física entre los cableados de fibra de cada uno de los clientes

Según explicó una de las expertas de Digital Realty, el cableado de un centro de datos es en parte visible pero en su mayor parte invisible. Los diferentes cables de colores de las salas (azul, verde, amarillo) pueden significar electricidad, red Ethernet o fibra óptica. Pero dentro de cada rack los propietarios mandan y cablean sus equipos como prefieren, convirtiendo aquello en un mosaico de colores, bello y organizado.

interior de un centro de datos de digital realty

Interior de un cerramiento de pasillo frío o cubo.

Más impresionante es lo que no se ve: las canalizaciones que viajan por el techo y por el falso suelo añaden kilómetros y kilómetros de cables, hasta el punto de que recorren miles de kilómetros entre fibra óptica interna, cables de control, red Ethernet y conexiones entre los cuatro centros de datos.

A las Meet-me Rooms llegan también las conexiones de los diferentes operadores de telecomunicaciones, proveedores de servicios y clientes, que pueden interconectarse entre sí sin salir del edificio. Facilitan la conexión entre dos compañías con un cable físico, sin que tenga que salir al exterior; por ejemplo a Telefónica con Netflix para que los clientes vean películas, o a Steam con Orange para que jugar sea más rápido y con menor retardo, o a un banco con una nube de Oracle o Google para replicar sus servidores o mantener copias de seguridad.

Las Meet-me Rooms son ubicaciones seguras para el intercambio de tráfico entre las diversas redes que operan desde el centro de datos. Allí están todos los operadores de telecomunicaciones globales, entre ellos Telefónica, Vodafone, Orange, BT, Colt, Axent o Lumen. En Digital Realty hay aproximadamente 400 clientes. Es interesante ver cómo en las calles cercanas las arquetas de telecomunicaciones en las aceras muestran en sus tapas todas estas marcas: Telefónica, Digi, Colt…

Fibra óptica en una de las Meet-Me-Rooms de Digital Realty. Fuente: Digital Realty.

Siguiendo el camino de los bits

Además de las preguntas sobre cómo se resuelven las situaciones de emergencia, los visitantes del Día del Centro de Datos tenían curiosidad en saber por dónde circulaban exactamente los bits desde su casa hasta los servidores de Netflix, por ejemplo.

La respuesta es entretenida, y el viaje largo pero casi, casi, a la velocidad de la luz.

Una primera consulta del ordenador o dispositivo de casa permite saber la ruta por la que hay que acceder al servidor en cuestión, así como las rutas alternativas por si la primera falla.
Los bits con la petición viajan por el wifi casero al router y a través de la fibra del hogar llegarán al primer punto de conexión con las rutas de fibra que recorren las ciudades.
De ahí continuarán el recorrido por los cables de fibra de los proveedores de telecomunicaciones.
A través de bifurcaciones y uniéndose a fibras más grandes llegan de forma subterránea a través de las arquetas a las Meet-me Rooms de los centros de datos de Digital Realty.
Si el servicio en cuestión (como Netflix) está replicado en el centro de datos, la petición se lleva al cable interno adecuado que se conecta con la sala técnica en la que están los racks del cliente, que entonces servirá el contenido siguiendo el camino inverso.
Si el servicio estuviera en otro lugar (Estados Unidos, por ejemplo), se actuaría como punto neutro y se reenviarían esos bits a la empresa de telecomunicaciones que opera la fibra terrestre y el cable transatlántico que cruza el globo terráqueo hasta las playas de la costa estadounidense.
En ese punto de amarre se pasaría a otro cable subterráneo de fibra que llegaría por un camino similar hasta la ciudad y el centro de datos del servicio en cuestión, completando la conexión.
Y, finalmente, el mismo camino de vuelta.

Alguien hizo notar que en una de las arquetas de la calle había leído “Correos”. No deja de tener un punto romántico y entrañable que incluso la primera empresa que se usó para enviar comunicaciones a lugares lejanos en cartas de papel tenga ahora su presencia digital y todos sus servicios online alojados en un centro de datos, además de contar con una red de fibra propia que se extiende por el territorio nacional. El futuro digital está bajo nuestros pies, brillando en fibras ópticas y zumbando discretamente entre cables. Centros de datos como estos, sostenibles y preparados para cualquier imprevisto son la prueba de que la tecnología puede ser invisible… pero también imprescindible. Y, con suerte, cada vez más eficiente, más limpia y más humana.

Fotos (CC) Álvaro Ibáñez

Optimización basada en software para centros de datos críticos