Modular Datacenter v0.8

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(Mobility Enabled Datacenter)June 2016

안종석

NAIM Networks, [email protected]

Modular DR Center

2Copyright ⓒ 2015 by NAIM Networks, Inc. All rights reserved.

Contents

I. 트렌드II. Mobility Enabled DatacenterIII. 단계별 적용IV. 적용 IT 기술V. 관련 제조사VI. Military-Grade Mobility Enabled DatacenterVII. 모듈러 데이터센터 vs 전통적인VIII. 데이터센터클라우드 vs 전통적인 DC vs 모듈러

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I. 트렌드 Data Center의 새로운 경향

Trends Shaping 2016 (Emerson , Data Center World, 2016) 2016년 데이터센터 신기술 (Five Key Emerging Trends Impacting Data

Centers in 2016)

• Cloud 복잡해짐 (more complicated than it looks)• 아키텍처 새로 떠오르는 아키텍처 데이터의 요새화 애플리케이션 중심 클라우드 연동 Fog 컴퓨팅 CSR 준수 데이터센터

• CSR PUE/Green 보다 자원 재활용 (Beyond PUE and Green)• Edge 근접한 위치의 컴퓨팅/스토리지 자원 제공하는 에지의 컴퓨팅과

스토리지 (Last Mile Compute / Storage)• 언어 (Language) IT / DCIM


I. 트렌드 데이터센터 구축의 발전

새로운 패러다임: TCO를 절감하는 솔루션으로의 데이터센터 (New Paradigm: “Data Center as a Solution” This Reduces the Total Cost of Ownership.)

빌딩은 냉각만 제공 (For some ‘building’ is an air conditioner)

미리 조립한 데이터센터 (Pre-Fabricated Data Center)

통합 데이터센터 솔루션(Full Data Center Solution)

선택한 파트너

전통적 데이터 센터

프로젝트 관리

건설

전원, 냉각, 모니터

IT 애플리케이션과 하드웨어

많은 제조사

데이

터센

터구

성요

소

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I. 트렌드 모듈러 데이터센터 사례

Pre-Fabricated Data Center Examples

• 오스트레일리아 (Australia)– 10 Turnkey Data Centers, 40MW Total Capacity– Concurrent Nationwide Deployment in 12 Months– End-to-End Project Mgmt. & Civil Works Partnership

• 스페인 (Spain)– MCDC Size = 1200m2 / 12,900 sq ft Capacity = 1.1MW– 38 x 2-Story Modules Delivered 6 Months After Order

• 미얀마 (Myanmar)– 3 Data Centers, 3.3MW Total Capacity– 17 ”Meccano” Module Kits Erected on Site

• 스웨덴 (Sweden)– Pre-Fabricated Data Center – End-to-End Project Mgmt. & Civil Works Partnership– Project Ongoing: 15-Month Program, 9-Month Deployment


I. 트렌드 모듈러 데이터센터의 비용절감

모듈러 데이터 센터는 15년간 비용 18% 절감 (451 그룹)

Source: 451 Group

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Bricks

phased

Capex

savings

Electricity

savings

Staff cost

savings

Other

savings

Prefab

Modular

15-YEAR COST COMPARISON –

‘BRICKS PHASED’ VS. PFM

Property taxStaff cost - Facilties & maintenanceElectricityData hall capexCore, shell, and site capex

Janitorial, Landscaping and Security

$M

COST SAVED18%

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I. 트렌드 이동 가능한 모듈러 데이터센터

Google의 시도 중단: 구굴(Google)은 조력발전 기반 기술과 모빌리티를 위해바지선(Barge)을 이용한 공개하지 않은 수상(Floating) 센터 운영을 시작했으나2014년 화재 대비에 대한 부담으로 운영을 중지함 (해상 안전을 고려하는솔루션이어야 함)

Nautilus Data Technologies의 새로운 시도: 2015년 미해군에서 필요한수상(Floating) 데이터센터를 바지선(Barge) 상에 설치하는 군(軍)수준(Military-Grade) 솔루션으로 발표 하였고, 구굴과 차별화하는 운영 비용 절감기반으로 설계

ZTE의 Mobility Modular Data Center (M2DC): 2015년 군사용데이터센터로도 사용 가능한 M2DC 솔루션을 발표하여 지진 홍수등 각종 재난을극복하는 시나리오의 기능을 제공하여 이를 레퍼런스로 Mobility Enabled Datacenter 국내 개발 기술 도입 검토 가능

데이터센터 내에 설치하는 SDN기반 하드웨어/소프트웨어: DR 센터로서모빌리티를 안전하게 최대의 가용성을 유지하며 가시화 운영 가능하고, 벤더와독립적인 SDN 기반 기술 제공 가능한 하드웨어와 소프트웨어를 사용하여 국내개발 기술 도입 기회 제공 가능함


II. Mobility Enabled Datacenter - 고려사항

이동 가능한 컨테이너 기반 데이터센터: 이동중 서비스 가용성을 위한 전원공급, 통신 등을 고려

바지선에 탑재 가능한 컨테이너: 수상 이동이 가능한 컨테이너로 진동과 해수영향 그리고 원격지 운영 자동화 등을 고려 (냉각 등을 위해 바지선에 특화된기술 사용 가능)

특정 제조사에 의존하지 않는 데이터센터 아키텍처 적용: 소프트웨어하드웨어 분리하는 DR 센터 인프라 아키텍처를 사용하여 특정 제조사 들에독립적이며 요구 환경에 최적화 할 수 있는 기술 사용

Mobility Enabled Datacenter

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최종 목표 아키텍처 구성

II. Mobility Enabled Datacenter - 아키텍처

최종 목표는 워크로드 모빌리티 가능한 아키텍처 설계

적용 가능한 기술을 고려하는 로드맵

오픈 기반의 요소 솔루션을 사용하는 구성

전체 가시화 관리 가능한 매니저

데이터 센터 DR 센터

운영 백업 운영 백업

DR

컨테이너 컨테이너

워크로드 모빌리티

전체 가시화 관리


III. 단계별 적용

1단계 소규모 운영: 저비용, 스토리지 백업등의 기본 업무 적용

• 운영인원 최소화하는 안전과 자동화 기반 설계• 무동력 중고 바지선 (임대) 사용• 2개 이상의 모빌리티 가능한 All-in-one 컨테이너 설치• 국내 추가 개발 가능한 API 제공 SDDC 솔루션 탑재• 모빌리티를 위한 다중 통신 매체 WAN 연결과 보안 지원

2단계 확장: 처리 성능 and/or 지역 확대, 새로운 서비스 추가

• 바지선 확대 방법: 재난 대비 효과 비교적 높으나 고비용 예상• 컨테이너 확대 방법: 비교적 적은 비용 예상• 재난망 연동과 5G 기술을 응용하는 융합 서비스 설계 가능

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IV. 적용 IT 기술 - DR(Disaster Recovery)

운영 자동화: 네트워크 가상화 재난복구(DR with Network Virtualization)

무중단 서비스: 복구지역(Recovery site) 자원 이동시 IP 주소 변화 없음

Recovery Site의 모바일 환경 고려: 이동시 통신의 가용성 유지는 독립적으로

가능 (현재 기술은 이동시 서비스 제한적일 수 있음)

(모바일데이터센터)


이동성을 위해 다중경로 지원하는 Software Defined WAN 확장 적용

1)컨트롤러에서 종단간 다중 경로 가시화 관리2)위치 고정시 유선 통신은 물론 바지선 상에서 이동시 통신 가능한 광케이블 접속은 물론

인공위성/LTE등을 동시 지원하여 연결 종단간 오버레이 구성을 관리3)재난이나 안전을 위한 각종 센서와 GPS 등을 장착하여 원격지 모바일 환경의 보안을 강화하는

기술 제공4)향후 LTE를 대체 가능한 5G를 고려하여 모바일 환경에서 1Gbps~10Gbps 전송 속도 기반의

응용 서비스 고려

IV. 적용 IT 기술 모빌리티 지원

컨트롤러

모바일 데이터센터

LTE 5G

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1) Schneider Electric

Schneider Electric의 Pre-Fabricated Data Center1)옥내/옥외 용으로 조립하여 1개로 수송

2)All-in-one 컨테이너 / UPS를 위한 컨덴서는 사이트에서 조립/프로젝트 관리 수입/수송

포함하여 5억 (KRW)

3)오랜 경험의 모듈러 데이터센터 기술을 적용한 방식이나 모바일이나 해상용을 고려하지 않은

설계로 수냉을 통한 비용 절감 등은 추가 솔루션 필요 예상

V. 제조사

• 3-40kw Per cabinet.• Up to 19 cabinets in a 40ft container.• Compliant with all standards relating to legacy DCs.• Uses industry standard internal components.• Fully redundant infrastructure.• Energy saving cooling technologies.• Remote environmental monitoring.• Biometric and keypad access control systems.• CCTV• UPS efficiency of >95%.• Gas fire suppression.• Intelligent power distribution.• Available in Tier 2-4 specifications.• Sliding racks enable access to front and rear


2) Google

구글(Google): Floating Datacenter 솔루션을 위한 기술을 최초로 구현 시도

1)2013년 미국 동부 샌프란시스코와 서부 마인(Maine) 연안 2곳에 구굴 소유의 바지선에

용접한 4개층 컨테이너가 이동

2)자세한 내용을 외부에 공식적으로 공개 하지 않음

3)2014년 바지선 운영 중지 (화재 우려 대비 부담으로 추정함)

4)2015년 바지선 1대 매각 (총 4대 중 쇼룸으로 사용하던 바지선 매각)

http://hexus.net/business/news/internet/62137-google-reveals-true-purpose-mystery-off-shore-barges/

http://www.marinelog.com/index.php?option=com_k2&view=item&id=8625:former-google-barge-sold&Itemid=230

http://www.theverge.com/2014/11/7/7172193/googles-mysterious-barges-were-shut-down-coast-guard-fire-concerns

http://www.techtimes.com/articles/19778/20141109/real-reason-why-google-barge-dream-sank-fire-hazard.htm

V. 제조사

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3) Nautilus Data Technologies

Nautilus Data Technologies: the company to launch a floating datacenter

1)미해군 출신 Arnold Magcale이 해군 경력과 군사보안 지식을 기반으로 2013년 설립

2)비용 절감을 하는 수상(Floating) 데이터센터 솔루션 (조력발전 기반 구굴과 다른 접근)

3)군(軍)수준 보안을 제공하는 데이터센터 인프라 관리 솔루션 DCIM 보유

http://nautilusdt.com/

“data barge”

http://www.datacenterknowledge.com/archives/2015/07/29/startup-nautilus-building-floating-data-center-in-california/

V. 제조사


4) Microsoft

Microsoft’s new way of cooling its data centers1)MS는 해저 데이터 센터를 계속 개발중임

2)2016년 밀봉한 컨테이너에 서버를 장착하여 해저에서 105일 운영후 분석중임

3)하드웨어 무장애와 에너지 절약을 강조

4)확장을 위한 개념도 공개

http://arstechnica.com/information-technology/2016/02/microsofts-new-way-for-cooling-its-datacenters-throw-them-in-the-sea/

http://datacenterfrontier.com/microsoft-undersea-data-centers/

•Waves and tides in the sea: before this, there have been underwater projects like tidal turbines, which were meant to sustain at least 20 years but, sadly it got damaged in just 2 years, as it could not stand the tides and waves.•Server maintenance won’t be easy at all: Servers are caged inside a chamber, and it will be difficult for the IT personnel to replace a component or repair physical server issues.•Real-time monitoring is an issue: The data center will need a real-time monitoring which is a very difficult task for an underwater project.

V. 제조사

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5) Module-IT

Module-IT(프랑스) 1)All-in-one 또는 전기나 냉각이 분리된 모듈로 판매

2)모듈러 데이터센터 기술을 적용한 방식이나 모바일이나 해상용을 고려하지 않은 설계로

수냉을 통한 비용 절감 등은 어려움 예상

http://www.module-it.com/

V. 제조사


6) ZTE

ZTE Mobility Modular Data Center (M2DC)1)모빌리티를 고려한 모듈러 데이터센터 솔루션 ‘M2DC’

2)배터리/자가발전, 외부 광케이블 과 무선통신 연결, 센서

3)진도 8의 내진 설계, 화재나 염수에 대한 테스트와 방수 설계로 국산화 개발에 참조 할 만한

기술 사용

http://www.zte.com.cn

http://www.zte.com.fr/Entreprises/Produits/Datacenter/201306/P020131017551869861797.pdf

V. 제조사

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7) Huawei

Huawei의 Container Data Center Solution1)다양한 규모 구성 가능한 모듈러 형태 모델 (표준은 3 컨테이너)

2)IDS1000A 모델: Fast and movable deployment small data for field work,

military maneuver and outdoor photography etc.

3)모빌리티를 고려하지 않음

V. 제조사


Military-Grade Data Center

VI. Military-Grade Mobility Enabled Datacenter

https://www.prlog.org/12314242-deployable-data-center-military-disaster-response.html

Tough enough: Pelican-Hardigg Rack Mount Cases are used by the U.S. military

https://microage.com/solution-story/data-center-in-a-box-provides-secure-simple-data-migration/

http://www.defense.gov/News-Article-View/Article/723174/dod-cio-discusses-modernizing-networks-consolidating-data-centers

DoD CIO Discusses Modernizing Networks, Consolidating Data Centers

http://www.astmodular.com/rugged_it/index

Quick connections for power, cooling and data ensure a ready to use status in minimum time. Features such as anti-vibration pads, anti-ballistic armouring, DoD and NATO approved locks or TEMPEST protection are common features included in our designs.

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Schneider Electric – Data Center Science Center WP 163 – June 2014

VII. 모듈러 데이터센터 vs 전통적인 데이터센터

항목 전통적인 데이터센터 모듈러 방식 데이터센터

구축 기간 일반적으로 12-24 개월 설계 설치 운영까지 8개월 이내

설치 비용 데이터센터 전체 조립 설치 통합을 포함하는 비용 냉각과 사전 전원 공급 블록만 준비

보안 데이터센터 내외부의 물리적 보안 강화 필요 설치 위치의 외부 보안과 기상에 대한 고려

설치 설치 요소를 부분적으로 각각 확인하여 가동을 확인규격화한 공간에 사전에 설치한 파이프와 전기시설에도킹하여 통합 유닛으로 한번에 가동 시작

신뢰성복수의 제조사를 개별로 관리하여 사용자 오류의 가능성이 높아짐

사전 통합 구성하여 예상 가능한 동작으로 사용자 오류를 감소하고 데이터센터 전체 다운을 방지하는 구성

효율 복잡한 구성으로 운영 자동화가 어려워 비효율 증가표준화한 모듈 구성으로 목표한 전력 사용 효율 관리가능함

카본 배출 면적당 카본 배출이 높은 콘크리트를 사용모듈을 지지하는 구조물을 제외하고 스틸과 알루미늄을 사용하여 카본 배출 감소

서비스 관리 인력의 서비스 위한 공간이 필요모듈을 위한 제한된 공간만 필요하며 외부와 연결한출입 공간만 확보하여 열/습도/결빙 등에 노출 가능함

일반 비교

• 모듈러 형태의 데이터센터 구축이 전통적인 데이터센터보다 공간 확보나 물리적인환경 대응에 강하다.


Modular vs. Traditional Data Centre Deployment Costs (US$)

구축 비용 비교

• 모듈러 데이터센터는 전통적인 방식보다 설치 비용이 낮아 4MW 규모의 경우 총 구축비용이 13-14%정도 낮다. (DCD Intelligence)

ASSESSING THE COST: MODULAR VERSUS TRADITIONAL BUILD DCD Intelligence


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http://www.bladeroom.com/financial-benefits.php

PUE 비교

• 모듈러 데이터센터는 낮은 PUE(Power usage effectiveness) 설계가 가능하여비용을 절감 할 수 있다.

• PUE 1.13의 모듈러 데이터센터는 높은 PUE의 전통적인 데이터센터 보다 에너지비용을 크게 절감 할 수 있다.



http://apcdistributors.com/news/?p=3660 Posted by UNS News on November 6, 2013

사용 에너지 비용 비교

• 모듈러 데이터센터는 구축 초기부터 목표로 하는 PUE를 유지하여 낮은 비용으로유지 할 수 있으나 전통적인 데이터센터는 높은 구축 비용과 장기간의 에너지 절감노력이 필요

전통적인 데이터센터

모듈러 데이터센터

모듈러 데이터센터 비용절감


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TCO 비교

• 모듈러 데이터센터는 전통적인 데이터센터에 비해 데이터센터 규모에 적합한 효율인비용 사용으로 TCO 30% 절감

• 모듈러 데이터센터는 10년간 도입 비용의 27.2%를 절감하며, 운영 비용은 31.6% 절감을 한다.

TCO Analysis of a Traditional Data Center vs. a Scalable, Prefabricated Data Center by Wendy Torell



클라우드 컴퓨팅 전통적인 데이터센터 모듈러 데이터센터 w/SDDC변경 기능을 CSP가 자동 적용함 관리자가 모든 변경에 대한 내용과 시간을 제어함 관리자가 모든 변경에 대한 내용과 시간을 제어함

사용자의 요구가 증가하면 비용 절감 효과가 감소함 사용자 요구 수용에 대한 추가 비용이 거의 같음 사용자 요구 수용에 대한 추가 비용이 거의 같음

애플리케이션과 데이터의 페더레이션이 어려움 애플리케이션과 데이터의 페더레이션이 쉬움 애플리케이션과 데이터의 페더레이션이 쉬움

고객을 위한 적절한 전용 클라우드 거버넌스 부족 엔터프라이즈의 거버넌스를 직접 적용 엔터프라이즈의 거버넌스를 직접 적용

공동 인프라 파일 형식 부족 엔터프라이즈 파일 형식 제공 엔터프라이즈 파일 형식 제공

클라우드 표준 프로토콜 부족 표준화 프로토콜 제공 표준화 프로토콜 제공

데이터 소유와 위치에 대한 제어가 약함 완벽한 데이터 소유와 위치제어 완벽한 데이터 소유와 위치제어

준수가 어려움 필요한 준수 제공 필요한 준수 제공

대역폭과 지연에 대한 이슈 있음 대역폭과 지연에 대한 제어 가능 대역폭과 지연에 대한 제어 가능

보안과 프라이버시 이슈 있음 보안과 프라이버시 표준 제공 보안과 프라이버시 표준 제공

마이그레이션과 동기화 이슈 있음 마이그레이션과 동기화 이슈 회피 가능 마이그레이션과 동기화 이슈 회피 가능

클라우드 서비스 중단 이슈 호스트 서비스 중단 이슈 라이브 마이그레이션

거버넌트로 모든 데이터 접속 거버넌트로 모든 데이터 접속 멀티테넌트 지원

IT 운영을 제3자에 의지 IT 운영을 제3자에 의지 운영 자동화

서비스 사업자(CSP) 락인(Lock-in) IT 제조사 락인(Lock-in) 개방형 아키텍처

성능의 탄력성 하드웨어 제한적인 성능 향항 프라이비트 클라우드 서비스 가능

모빌리티 없음 프라이비트 클라우드 서비스 가능

멀티테넌스 없음 프라이비트 클라우드 서비스 가능

보안 위협 재현 어려움 프라이비트 클라우드 서비스 가능

물리적 환경과 독립적 제약적임 프라이비트 클라우드 서비스 가능

운영비용 절감 고비용 프라이비트 클라우드 서비스 가능

생산성 향상 효율 낮음 프라이비트 클라우드 서비스 가능

VIII. 클라우드 vs 전통적인 DC vs 모듈러

By Kevin L. Jackson, CEO, GovCloud Network

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