Standardizace a modularita ve fyzické infrastruktuře sítí s kritickou důležitostí

Transkript

1 Standardizace a modularita ve fyzické infrastruktuře sítí s kritickou důležitostí Suzanne Niles White Paper č. 116

2 Resumé Nepřijetí modulární standardizace jako strategie návrhu fyzické infrastruktury sítí s kritickou důležitostí (NCPI) je nákladné po všech stránkách: zbytečné výdaje, prostoje, kterým lze předejít, ztracené obchodní příležitosti. Standardizace a s ní úzce související modularita přinášejí infrastruktuře NCPI rozsáhlé výhody, které zefektivňují a zjednodušují všechny procesy od úvodního plánování po každodenní provoz, a mají výrazně pozitivní dopady na všechny tři hlavní součásti obchodní hodnoty infrastruktury NCPI dostupnost, pružnost a celkové náklady na vlastnictví. 2

3 Úvod Standardizace natolik proniká do moderního života, že si jí již téměř neuvědomujeme. Její vliv se projevuje nenápadně, ať už pří řízení automobilu nebo výměně baterie, a zvyšuje celkovou praktičnost, předvídatelnost, dostupnost, srozumitelnost a bezpečnost. Při nákupu žárovky víme, že ji bude možné zašroubovat do objímky. Cesta vlakem není na hranicích přerušena, jak tomu bývalo dříve, aby bylo možné zdvihnout vagón a vyměnit kola podle rozchodu kolejí v další zemi. Standardizace je účinný koncept, který se prosadil jako důležitý spojenec při řízení procesů. Bez ohledu na dlouhodobé úspěchy standardizace při zefektivňování obchodních procesů, infrastruktura NCPI zatím promeškala svou příležitost. V tomto oboru se projevoval stálý trend k chaosu, avšak na rozdíl od jiných oborů zde neexistoval dostatečně silný katalyzátor, který by vyvolal změnu. Nic tak absurdního jako výměna vlakových podvozků nebo tak šokujícího jako požár v Baltimoru v roce 1904, kdy město shořelo, protože posilám z ostatních měst se nepodařilo připojit k baltimorským hydrantům. Systémoví analytici z ostatních vyspělých oborů by byli ohromeni stupněm složitosti a nekonzistence, která v současné době panuje v infrastruktuře NCPI tisíců datových středisek na celém světě. Kvůli nedostatku podnětů k veřejnému přezkoumání stavu věci a širokému nezájmu o změny v tomto oboru, jsou uživatelé nuceni sami zkoumat možnosti, spoléhat na vlastní zkušenost a cit pro obchodní činnost, ve snaze vyvolat změnu směrem ke stabilnější a produktivnější standardizaci. Cílem tohoto dokumentu je ukázat, že existuje katalyzátor: významný nárok uživatelů infrastruktury NCPI na eliminaci značných obchodních nákladů na zbytečné prostoje, ztracené příležitosti a výdaje způsobené lidskou chybou, nedostatkem pružnosti a předimenzováním datových středisek. Chyby a plýtvání jsou prvními a vítanými obětmi standardizace. NCPI Fyzická infrastruktura sítí s kritickou důležitostí Infrastruktura NCPI je základnou pro informační technologie a telekomunikační sítě. Infrastruktura NCPI zahrnuje: napájení, chlazení, stojany a fyzickou strukturu, kabeláž, fyzické zabezpečení a ochranu proti požáru, systémy správy, služby. Další informace o infrastruktuře NCPI naleznete v dokumentu White Paper č. 117: Fyzická infrastruktura sítí s kritickou důležitostí: optimalizace obchodní hodnoty společnosti APC. V uplynulých desetiletích získala stará myšlenka standardizace v ostatních oborech nový význam jako kreativní a přesvědčivá strategická podniková filozofie. Podobného úspěchu lze dosáhnout i standardizací návrhu, implementace a provozu infrastruktury NCPI. 1 1 Standardizace vs. standardy: Tento dokument je zaměřen na použití standardizace při návrhu a poskytování produktu nebo procesu s cílem přinášet uživateli nové nebo větší výhody. Standardy myšleno celooborové specifikace a předpisy vytvářené organizacemi, jako například ISO a IEEE představují jiný druh standardizace s nesmírným významem pro průmysl a obchod, jimi se však tento dokument nezabývá. 3

4 Kromě klasických možností vylepšení, jako je hromadná výroba a kompatibilita připojení, existují příležitosti pro standardizaci v téměř každém aspektu produktů a procesů infrastruktury NCPI. Výchozím bodem je návrh samotného zařízení infrastruktury NCPI. Již pouze tato oblast přináší značné výhody, jak je popsáno v tomto dokumentu. Z tohoto základu mohou uživatelé dále rozvíjet tuto myšlenku použitím standardizace na procesy v datovém středisku a v případě operací IT, které zahrnují více než jedno datové středisko, použitím stejné konfigurace infrastruktury NCPI a procesů ve všech datových střediscích. Přínosem pro uživatele je celá řada okamžitých a dlouhodobých přínosů, které sahají od každodenního provozu až po celkový hospodářský výsledek. Struktura tohoto dokumentu Historicky prokázaný ekonomický úspěch standardizace hovoří sám za sebe a není nutné jej zde dále analyzovat. Použití standardizace v infrastruktuře NCPI však vyžaduje opatrný přístup, protože její kritický přínos v oblasti IT dosud není všeobecně známý. Standardizace jako nová obchodní strategie infrastruktury NCPI je v tomto dokumentu představena v následujících částech. Standardizace vs. jedinečnost Oba uvedené přístupy mají v obchodě i v životě své místo, ale libovolná infrastruktura je jasným kandidátem na standardizaci, nikoli jedinečnost. Protichůdný trend v infrastruktuře NCPI směřoval k jednorázovému jedinečnému návrhu, který vedl k systémům, které je obtížné navrhovat, implementovat, udržovat a spravovat. Základní charakteristiky standardizované infrastruktury NCPI Standardizace infrastruktury NCPI přináší dvě jednoduché, ale významné základní charakteristiky: modulární architekturu stavebních bloků a širší vzdělávání lidí. Jejich skutečná hodnota je intuitivní. Většina dospělých si pamatuje nekonečné možnosti skládání dětských kostek a nikdo nepochybuje o výhodách vzdělávání. Jejich společný vliv na infrastrukturu NCPI je nesmírný. Z těchto dvou základních charakteristik vychází řada přínosů, které ovlivňují celou infrastrukturou a dotýkají se téměř všech jejích aspektů. Jak standardizace zvyšuje obchodní hodnotu infrastruktury NCPI Pádným argumentem pro modulární standardizaci je její mnohotvárný, Architektura stavebních bloků Standardizace NCPI Širší VZDĚLÁVÁNÍ LIDÍ Výhody přispívající k obchodní hodnotě všestranný přínos k obchodní hodnotě infrastruktury NCPI, tedy užitek Dostupnost Pružnost získaný z vynaloženého dolaru. Výhody, které plynou z modulární Hodnota architektury a širšího vzdělávání lidí, přispívají mnoha způsoby ke všem TCO třem hlavním součástem obchodní hodnoty infrastruktury NCPI: Obchodní hodnota dostupnosti, pružnosti a celkovým nákladům na vlastnictví. (Další informace infrastruktury NCPI o rovnici obchodní hodnoty infrastruktury NCPI a o tom, proč je vhodnou srovnávací veličinou, obsahuje dokument White Paper č. 117 Fyzická infrastruktura sítí s kritickou důležitostí: optimalizace obchodní hodnoty.) 4

5 Standardizace vs. jedinečnost Standardizace a jedinečnost jsou známé protiklady. Není obtížné rozeznat jejich rozhodující, ale velmi odlišné úlohy. Každodenní zkušenost je naplněna příklady toho, že oba tyto přístupy mají své místo při efektivním poskytování produktů a procesů. Jedinečnost není vhodná pro infrastrukturu Jedinečnost může být úžasná. Pozoruhodná budova, koláč od maminky, klavírní sonáta, umělecké dílo, nikdo by asi netvrdil, že standardizace má své místo u zážitků ceněných pro smyslové kvality nebo jiné zajímavé vlastnosti. Některé věci mají být originální a jedinečnost je ta správná volba. Infrastruktura je odlišný případ. Infrastruktura se skládá ze základních systémů, které podporují a poskytují tu část celkového systému, o kterou máme zájem. Ve všech uvedených příkladech existují prvky, které lze považovat za infrastrukturu ; materiál na stavbu budovy, maminčiny odměrné nádoby, klaviatura klavíru, plátno, které je pro obraz nezbytné. Cílem infrastruktury je funkčnost a spolehlivost, má zkrátka fungovat. Časem prověřená vlastnost, díky níž je infrastruktura efektivní, spolehlivá, předvídatelná a bezproblémová, je opakem jedinečnosti standardizace. Díky standardizaci se infrastruktura naší každodenní činnosti stala součástí základů moderního života, tak běžnou a samozřejmou, že na ni myslíme jen zřídka. Bylo by logické očekávat, že infrastruktura datových středisek se bude řídit stejným principem, ale až dosud v tomto směru nedošlo k významnému pokroku. Téměř 40 let po svém vzniku je fyzická infrastruktura IT stále v mnoha ohledech řemeslným oborem. Nesourodé součásti od různých dodavatelů jsou uzpůsobeny na míru a začleněny do jednoho velkého systému infrastruktury, který je jedinečný pro dané zařízení. Jedinečná infrastruktura NCPI představuje jedinečné problémy Jednorázový návrh celé infrastruktury NCPI vede k jedinečnému systému s jedinečnými problémy, které vyžadují jedinečnou diagnostiku a opravy, což je proces, který je nejen finančně a časově nesmírně náročný, ale neumožňuje ani získat zkušenosti, které by bylo možné použít při řešení dalších jedinečných problémů v budoucnosti nebo v jiných datových střediscích. Standardizace vylučuje potřebu jednorázového návrhu a odstraňuje režii spojenou s řešením jedinečných problémů infrastruktury, čímž uvolňuje zdroje pro vývoj funkcí vrstvy IT pro zpracování dat, která je infrastrukturou podporována, což je skutečné poslání datového střediska. Cílem standardizace infrastruktury NCPI je potlačit neefektivitu a složitost jednorázového jedinečného návrhu se sklonem k chybám, transparentně spravovat rutinní provoz fyzické infrastruktury IT a dosahovat charakteristické vlastnosti očekávané od každé infrastruktury funkčnosti. 5

6 Konfigurovatelná řešení s použitím standardizovaných stavebních bloků Individuální přizpůsobení připojení a součástí za účelem jejich zprovoznění (Rube Goldbergův efekt) nepřináší žádnou skutečnou hodnotu. Přináší pouze složitost a zvyšuje pravděpodobnost výskytu lidských chyb. Avšak schopnost konfigurovat a rekonfigurovat velikost nebo funkce infrastruktury NCPI podle rychle se měnících obchodních potřeb je důležitou součástí efektivity a hodnoty infrastruktury NCPI. Jakým způsobem lze využít standardizaci, je-li kritickým požadavkem pro zařízení IT flexibilita? Jak tento dokument prokáže, klíčem k využití potenciálu standardizace v měnícím se prostředí je modularita, předem navržené standardizované stavební bloky, které lze konfigurovat podle přání uživatele (obrázek 1). Schopnost rychle sestavovat standardizované součásti do logické a srozumitelné konfigurace v reakci na měnící se funkční a finanční požadavky je jednou z hlavních výhod standardizace infrastruktury NCPI, která se nazývá pružnost. Obrázek 1: Jedinečný návrh vs. standardizované modulární stavební bloky Jedinečný jednorázový návrh Vhodné pro umění, nevhodné pro infrastrukturu Standardizované modulární součásti Vyměnitelné, škálovatelné, opakovatelné, srozumitelné, integrované O krok dále: standardizovaná datová střediska Takto navržená infrastruktura, konfigurovaná ze standardizovaných modulárních prvků, poskytuje značné výhody při implementaci a provozu datového střediska, jak je uvedeno v tomto dokumentu. V případě rozsáhlejších provozů IT, které zahrnují více datových středisek, lze výhody standardizace ještě rozšířit implementací stejné nebo podobné infrastruktury NCPI ve všech instalacích a využitím standardizace nejen uvnitř datového střediska, ale také mezi datovými středisky. Datová střediska, která se shodují v co nejvíce ohledech, od stejného půdorysu po stejné štítky na elektrických jističích, plně využívají nezměrného potenciálu standardizace k zajištění efektivity návrhu, instalace, provozu a údržby, předcházení chyb a snižování nákladů. Většina výhod popsaných v tomto dokumentu výrazně vzroste při implementaci standardizované infrastruktury NCPI ve více datových střediscích. 6

7 Základní charakteristiky standardizované infrastruktury NCPI Výhody standardizace infrastruktury NCPI se projevují ve všech směrech, ve způsobu obsazení fyzického prostoru, jeho funkčnosti a vývoji v průběhu času, od počátečního návrhu a instalace k rekonfiguraci při každém cyklu modernizace. Tyto výhody mají různé formy a projevují se na mnoha místech v rámci celé infrastruktury NCPI a procesů v ní, téměř všechny však nějakým způsobem souvisejí se dvěma významnými základními atributy standardizované infrastruktury NCPI: modulární architekturou stavebních bloků a širším vzděláváním lidí (obrázek 2). Tyto charakteristiky vytvářejí výhody, které se šíří celou infrastrukturou a spojují se v kumulativní pozitivní účinek na téměř všechny aspekty infrastruktury NCPI. Obrázek 2: Modulární architektura a širší vzdělávání lidí jsou dvě základní vlastnosti standardizované infrastruktury NCPI Standardizovaná infrastruktura NCPI Díky ní jsou systémy Modulární Srozumitelné Architektura stavebních bloků Širší VZDĚLÁVÁNÍ LIDÍ Hodnota přidaná k ZAŘÍZENÍ škálovatelnost vyměnitelnost přenosnost zaměnitelnost Hodnota přidaná k LIDEM předcházení chybám předvídání problémů sdílení vědomostí zvýšení produktivity 7

8 Modularita: rozděl a standardizuj Základem standardizace infrastruktury NCPI je modularita. Modularity lze dosáhnout rozdělením celého produktu nebo procesu na menší části, moduly, podobné velikosti nebo funkčnosti, které lze sestavovat podle potřeby a vytvářet varianty původního produktu nebo procesu. Známým příkladem jsou baterie do svítilen: baterie (moduly) jsou kombinovány v různém počtu k dosažené různého výkonu. Příkladem modularity zařízení IT jsou blade servery a pole RAID, které kombinací více jednotek vytvářejí různé serverové nebo paměťové kapacity. Moduly nemusí být identické: dílky stavebnice Lego jsou modulární, ale v některém směru jsou shodné a v jiném se liší. Barvy, velikosti a tvary jsou různé, avšak rozměry a způsoby spojení jsou standardizované, takže Modularita a počet součástí Modularita je v tomto oboru významný nový koncept. Nebudeli dílky (moduly) společně vytvářejí integrovaný o ni rozšířena klasická analýza spolehlivosti, hrozí systém. Různé modulární systémy využívají ve nesprávné pochopení podstatné výhody modularity pro uživatele a potenciálně nákladné zpoždění jejího přijetí. svých modulech různou míru shodnosti a rozdílnosti, tj. různou úroveň standardizace, v závislosti na požadovaném cíli při rozdělování Modularizace systému může v některých případech zvýšit počet vnitřních součástí, například při modularizaci velké kapacity systému UPS do řady menších napájecích modulů dojde ke zvýšení počtu určitých elektrických součástí funkčnosti. a konektorů. Podmínkou platnosti analýzy spolehlivosti modulárních systémů je, že musí brát v úvahu návrh, funkce a závislosti a nesmí se omezit na pouhé znásobení počtu Baterie, servery blade a pole RAID jsou příkladem součástí. Dále platí, že analýza spolehlivosti založená pouze na počtu součástí je neúplná a dokonce potenciálně základní modularity, kdy mezi jednotkami, které zavádějící, protože opomíjí nové a převažující výhody tvoří úplný systém, neexistují žádné nebo jen malé rozdíly. Složitější systém, ve kterém je třeba integrovat více funkcí, jakým je například infrastruktura NCPI, vyžaduje od výrobce pečlivý návrh, aby jej bylo možné modularizovat způsobem, který optimalizuje rovnováhu mezi modulární struktury v oblasti spolehlivosti, zejména: Vyměnitelné moduly lze vyjmout k provedení servisu ve výrobním závodě, což umožňuje neustálé zlepšování kvality. Závady jsou diagnostikovány ve výrobním závodě a při jejich zjištění jsou upraveny výrobní procesy (tento proces se v systémové analýze nazývá růst spolehlivosti). úrovní standardizace a flexibilitou. Infrastruktura Moduly jsou vyráběny v mnohem větším NCPI poskytuje příležitosti k efektivnímu množství než u většího nemodulárního systému, čímž dochází k dalšímu zlepšování modulárnímu návrhu na různých úrovních. kvality, které je již nedílnou součástí masové výroby. Uveďme několik příkladů: Díky menší velikosti modulů (ve srovnání Zaměnitelné napájecí a bateriové moduly systémů UPS. Umožňují škálovatelnost výkonu, redundance a doby běhu a při opravě je lze vyměňovat za provozu bez vypnutí systému. s nemodulární konstrukcí) je během výroby vyžadováno méně ruční práce. Modulární návrh umožňuje dosahovat v oblasti spolehlivosti značnou výhodu odolnosti proti výpadkům díky paralelně pracujícím redundantním modulům, kdy může jeden modul selhat bez ovlivnění celkového výkonu systému.. Standardizované modulární rozvody kabelů. Rozdělují kabeláž v místnosti na moduly na úrovni řady a na úrovni stojanu. Zabraňují vzniku matoucích spletí kabelů a zjednodušují a urychlují proces odpojení, změny uspořádání a opakovaného připojení. Modulární rozvod energie může sahat od jednotek velikosti stojanu, které jsou určeny pro celou řadu, až po napájecí lišty určené pro jeden stojan. 8

9 Rozvod vzduchu na úrovni stojanu. Rozděluje proudění vzduchu v místnosti do místní regulace ve stojanech k přesnému chlazení míst s vysokou teplotou. Klastry s vysokou hustotou. Integrace stojanů, rozvodu napájení a chlazení do samostatných uzavřených částí umožňují izolaci a chlazení zařízení IT vytvářejícího velké množství tepla. (Modulem je v tomto případě celý integrovaný klastr.) Modulární součásti se standardizovanou strukturou a připojením vše usnadňují, urychlují a zlevňují, od výroby a skladování u dodavatele přes návrh na rýsovacím stole až po instalaci a provoz v místě zákazníka. Modulární návrh je zdrojem jedné kriticky důležité součásti obchodní hodnoty infrastruktury NCPI (pružnosti, schopnosti reagovat na měnící se nebo neočekávané obchodní příležitosti) a značně přispívá ke zbývajícím dvěma (dostupnosti a celkovým nákladům na vlastnictví). Modulární systémy jsou škálovatelné. Modulární infrastrukturu NCPI lze implementovat na úrovni, která splňuje aktuální potřeby IT, a lze ji později rozšířit. Tato schopnost správného dimenzování může vést k významnému snížení celkových nákladů na vlastnictví. Modulární systémy jsou vyměnitelné. Modulární návrh poskytuje značnou flexibilitu při rekonfiguraci infrastruktury NCPI podle měnících se požadavků IT. Modulární systémy jsou přenosné. Samostatné součásti, standardní rozhraní a srozumitelná struktura šetří čas a finance při instalaci, rozšiřování, rekonfiguraci nebo přesouvání modulárních systémů. Modulární součásti jsou zaměnitelné. Moduly, u kterých dojde k poruše, lze snadno vyměnit a modernizovat nebo opravit, často bez vypnutí systému. Díky přenosnosti a zaměnitelnosti modulárních součástí lze servisní práce provádět ve výrobním závodě, a to před dodávkou (jako například předběžné zapojení jednotek rozvodu energie) nebo po dodávce (jako například opravy napájecích modulů). U prací prováděných ve výrobním závodě dochází statisticky k mnohem nižšímu počtu poruch než u prací prováděných na místě. Například u napájecích modulů systémů UPS opravených ve výrobě je 500 až 2000krát nižší pravděpodobnost, že způsobí výpadky, nové chyby nebo se nebudou moci vrátit do plně provozuschopného stavu, v porovnání s moduly opravenými na místě. Možnost provádění oprav ve výrobním závodě představuje značný přínos pro spolehlivost. 2 V případě větších provozů IT, které se rozkládají ve více budovách, modulární architektura umožňuje zachování maximálního počtu shodných prvků mezi instalacemi (viz předchozí odstavec O krok dále: standardizovaná datová střediska). Vybrané prvky základního návrhu infrastruktury NCPI lze upravit, přidat nebo vypustit podle rozdílů ve velikosti nebo funkcích datových středisek bez ovlivnění jiných částí návrhu, čímž je maximalizován rozsah společných prvků infrastruktury datových středisek. 2 Podle studií spolehlivosti prováděných společností MTechnology, Inc. 9

10 Vzdělávání lidí: síla porozumění Modularita zvyšuje efektivitu zařízení. Srozumitelnost zvyšuje efektivitu lidí. Standardizace je svou povahou zjednodušující proces. Standardizovaný systém usnadňuje školení na všech úrovních. Širší vědomosti a porozumění umožňují lidem pracovat efektivněji a s menším počtem chyb, pomáhají jim učit jiné a umožňují jim účastnit se řešení problémů. Ve standardizovaném prostředí je vše nejen srozumitelnější, ale také předvídatelnější a opakovatelnější, takže problémy se vyskytují s nižší pravděpodobností a jsou snáze rozpoznatelné. Jsou-li systémy srozumitelnější a předvídatelnější, lze je také snáze popsat, zdokumentovat, používat, řešit problémy a opravovat. Tyto účinky se vzájemně posilují a přinášejí tak pro personál následující výhody: Předcházení chybám. Nejvýznamnějším důsledkem standardizace v oblasti vzdělávání je omezení výskytu lidských chyb v datových střediscích. Studie prokázaly, že lidské chyby jsou příčinou 50 až 60 % prostojů datových středisek 3 a možnost jejich omezení představuje nejvýznamnější krok k zvýšení dostupnosti. Omezení lidských chyb je klasickým přínosem standardizace, od menšího počtu chyb ve standardizovaném procesu montáže až po menší počet chyb při diagnostice potíží ve standardizovaném systému. Standardizované systémy usnadňují a zefektivňují tvorbu dokumentace a školení a výsledkem je odborně zdatnější personál, který se dopouští menšího počtu chyb. Standardizované ovládání, rozhraní a připojení zajišťuje další ochranu, protože zvyšuje samozřejmost správného způsobu obsluhy. Je-li standardizována samotná dokumentace, jsou informace snadno dostupné na očekávaných místech a v očekávaných formátech a dochází k dalšímu omezení vzniku chyb. Předvídání problémů. Znalost principů činnosti systémů v kombinaci s příslušnými standardizovanými postupy, například pro sledování zařízení nebo prediktivní údržbu, je účinnou ochranou proti všem neočekávaným událostem. Sdílení vědomostí. Pokud struktury a funkce dávají smysl, podporují sdílení informací a průběžné vzdělávání. Jestliže lidé věcem rozumí, spíše se zapojí do konverzace, budou spolupracovat na analýze a řešení problémů a učit se od sebe navzájem. Toto zlepšené klima vědomostí a porozumění proniká všemi oblastmi infrastruktury NCPI. Zvýšení produktivity. Interakce a rozšiřování účinků vzdělávání vede k celkovému zvýšení produktivity. Erudovanější personál je zárukou toho, že čas strávený záležitostmi týkajícími se infrastruktury NCPI bude využit efektivněji. Jsou-li zařízení a postupy srozumitelnější, lze trávit méně času školením. Je-li snížen počet lidských chyb, je třeba trávit méně času nápravou problémů způsobených lidmi a pracovníci technické podpory stráví méně času telefonáty souvisejícími s těmito problémy. Všechny tyto časové úspory uvolňují lidské zdroje pro funkční náplň datového střediska, tedy činnost zařízení IT, které je napájeno, chlazeno a chráněno infrastrukturou NCPI, namísto správy samotné infrastruktury NCPI. 3 Podle studií organizace The Uptime Institute, 7x24 Exchange a důvěrné analýzy významných finančních firem používajících rozsáhlá datová střediska. 10

11 Masová výroba a zaměnitelné součásti: pohled zpět Standardizace součástí umožňuje dosahovat značných úspor při výrobě, dodávce a servisu produktů. Nejznámější z nich je možnost masové výroby produktů. Třebaže tato myšlenka existuje již od počátku 12. století, kdy benátský zbrojní přístav Arsenal vyráběl pomocí montážních linek a masově vyráběných součástí téměř jednu loď denně, byla znovu oživena v průmyslovém věku slavnými pohyblivými montážními linkami a specializovanými dělníky Henryho Forda. Zatímco montážní linky Henryho Forda předvedly úžasné zlepšení kapacity výroby, snížení nákladů, zvýšení kvality a rychlosti dodávek, kterých lze dosáhnout masovou výrobou složitého produktu, v předminulém století byla použita masová výroba i k jinému důležitému účelu: nikoli jen při výrobě produktů, ale také při výrobě zaměnitelných součástí, zejména součástí střelných zbraní. Eli Whitney ohromil v roce 1801 washingtons ké představitele tím, že předvedl, že dokáže vyrobit deset závěrů pušky náhodným výběrem z deseti hromádek dílů, které přinesl ze své nové továrny na muškety. Standardizované, zaměnitelné součásti umožnily opravy pušek na bojišti a zavedení důležité nové schopnosti: servis v terénu.* Řemeslníci v dílnách, kteří vyráběli součásti na míru pro kusovou výrobu a opravy, byli rychle předstiženi masovou výrobou v továrnách a výměnou dílů na místě. Kvalita vzrostla, náklady klesly, dodací doba se zkrátila a servis byl zefektivněn. Výhody masové výroby nižší náklady vyšší kvalita jednodušší servis více funkcí produktů rychlejší dodávka Standardizace dílů a procesů umožňuje masovou výrobu. *Ekvivalent servisu v terénu v infrastruktuře NCPI při použití zaměnitelných součástí jsou vyměnitelné moduly. Jedním typem lidských chyb, které se vyskytují dříve, než se uživatel vůbec setká s produktem, jsou výrobní vady způsobené lidmi. Standardizovaný modulární návrh maximalizuje možnosti masové výroby, která vylučuje lidskou chybu v procesu výroby opakovatelnou povahou standardizované montáže a zvýšenou schopností rozpoznávat a eliminovat chyby v takovém procesu. Jak standardizace zvyšuje obchodní hodnotu infrastruktury NCPI Jak bylo uvedeno v předchozí části, modulární struktura a širší vzdělávání lidí, dvě základní a posilující vlastnosti standardizované infrastruktury NCPI, přinášejí celou řadu přímých a zjevných výhod. Tato část se zaměří na standardizaci blíže a z jiného hlediska a bod po bodu objasní přínos standardizace pro podnik. Modularita a širší vzdělávání lidí přinášejí výhody ve třech kritických oblastech výkonu, které společně tvoří obchodní hodnotu infrastruktury NCPI. 11

12 Rovnice obchodní hodnoty infrastruktury NCPI Na základě čeho získává infrastruktura NCPI vysokou obchodní hodnotu? Vzhledem k tomu, že její primární funkcí je udržování zařízení IT v provozu, je první součástí obchodní hodnoty infrastruktury NCPI dostupnost. Zásadní podmínkou úspěchu je také schopnost rychle reagovat na měnící se potřeby IT, proto je další důležitou součástí pružnost. Třetí významnou složkou obchodní hodnoty jsou celkové náklady na pořízení a provoz infrastruktury NCPI po dobu její životnosti, celkové náklady na vlastnictví označované TCO (obrázek 3). (Další informace o obchodní hodnotě infrastruktury NCPI naleznete v dokumentu White Paper č. 117 Fyzická infrastruktura sítí s kritickou důležitostí: optimalizace obchodní hodnoty.) Obrázek 3: Vzorec obchodní hodnoty infrastruktury NCPI HODNOTA Dostupnost TCO Pružnost Obchodní hodnotu infrastruktury NCPI zvyšují faktory, které zvyšují dostupnost a pružnost a snižují celkové náklady na vlastnictví. V rozsáhlé síti příčin a následků vytváří standardizace výhody, které současně podporují všechny tři uvedené vektory výkonu. Jak standardizace zvyšuje DOSTUPNOST Dostupnost Pružnost Hlavní faktory, které ovlivňují dostupnost (obrázek 4), jsou: Hodnota TCO spolehlivost zařízení - vyšší spolehlivost zařízení znamená nižší nebezpečí výpadků, střední doba obnovy (MTTR) - rychlejší obnova po poruše znamená kratší výpadky, lidská chyba - méně lidských chyb znamená méně výpadků. 12

13 Obrázek 4: Standardizace zlepšuje všechny hlavní faktory DOSTUPNOSTI DOSTUPNOST Zvýšení SPOLEHLIVOSTI Snížení STŘEDNÍ DOBY OPRAV Snížení LIDSKÝCH CHYB MODULÁRNÍ STANDARDIZACE Spolehlivost zařízení. Standardizované modulární součásti mohou být hromadně vyráběny ve větších objemech než nemodularizované systémy, čímž dochází ke snížení počtu výrobních vad. Modulární součásti mohou být vráceny výrobci k opravě, což značně zvyšuje kvalitu oprav. (Další informace o těchto dvou výhodách uvádí předchozí část Základní charakteristiky standardizované infrastruktury NCPI.) Modulární systémy se standardizovaným připojením mohou být dále konfigurovány ve výrobním závodě stejným způsobem jako na místě, což umožňuje předběžné testování ve výrobě kvůli zjištění závad. Standardizované modulární součásti podporují vnitřní redundanci (při poruše součásti nedojde k výpadku) a výměnu za provozu (při výměně vadné součásti nedojde k výpadku). Standardizované monitorovací systémy umožňují používat srozumitelné nástroje pro Staronová myšlenka V nedávných letech se stovky let stará myšlenka standardizace stala cílem inovativních obchodních strategií vedoucích k zefektivnění návrhu, výroby a dodávky produktů a služeb. Letecká společnost Southwest Airlines se stala doslova učebnicovým příkladem celopodnikové standardizace. Standardizací svého produktu (otevřený zasedací pořádek, stejné ceny), provozu (jediná platforma IT pro všechny operace) a vybavení (pouze jeden druh letadla) se stala jednou z nejdochvilnějších, nejlevnějších, nejkvalitnějších a nejpřívětivějších leteckých společností. Společnost Toyota Motor Company, také častý předmět obchodní analýzy, neustále dosahuje vysoké kvality automobilů agresivní orientací na zeštíhlení výroby, při které dochází ke snižování počtu závad i nákladů zjednodušením a následnou standardizací každého kroku výrobního procesu. Postupy v různých oborech se mohou lišit, základní princip je však stejný: strategicky použitá standardizace vede mnoha způsoby k efektivitě, která zvyšuje obchodní hodnotu. 13

14 správu, které podporují prediktivní údržbu k identifikaci problémů dříve, než jejich závažnost vzroste od potíží ke značným výdajům, a snižují závislost na plánované preventivní údržbě, při které může docházet k lidským chybám. Střední doba obnovy (MTTR). Vadnou modulární součást lze rychle vyměnit, takže obnova není zdržena čekáním na opravu. Standardizace zvyšuje srozumitelnost a usnadňuje provoz systémů, urychluje diagnostiku problémů a rozšiřuje možnosti diagnostiky a oprav ze strany uživatelů. Lidská chyba. Ze všech způsobů zvýšení dostupnosti je nejvýznamnější omezení výskytu lidských chyb. Při použití standardizovaného zařízení a postupů jsou funkce transparentnější, běžné postupy jednodušší a snáze pochopitelné a systémy pracují podle očekávání. To vše snižuje pravděpodobnost všech typů chyb od zadání nesprávného příkazu po vytažení nesprávné zástrčky. Jak standardizace zvyšuje PRUŽNOST Pružnost je schopnost reagovat rychle a účinně na obchodní příležitosti, potřeby nebo změny (v marketingu IT je používán výraz na vyžádání ). Pružná infrastruktura NCPI se zaměřuje Hodnota Dostupnost TCO Pružnost na tři kritické cíle: Rychlost implementace. Rychlost návrhu a instalace nového zařízení, přesunu na nové místo nebo rekonfigurace. Možnost škálování. Schopnost implementace na úrovni, která podporuje aktuální požadavky IT, a pozdější zvýšení kapacity podle rostoucích potřeb. Možnost rekonfigurace. Schopnost rekonfigurace a opakovaného použití stávajícího zařízení bez přílišných změn nebo plýtvání. 14

15 Standardizace v podobě standardizovaných modulárních stavebních bloků, modularita, má značný dopad na pružnost a podstatné výhody pro všechny tři hlavní faktory (obrázek 5). Obrázek 5: Standardizace zlepšuje všechny hlavní faktory PRUŽNOSTI PRUŽNOST URYCHLENÍ implementace Možnost ŠKÁLOVÁNÍ Možnost REKONFIGURACE MODULÁRNÍ STANDARDIZACE Rychlost implementace. Při použití modulárních součástí je plánování a návrh rychlejší, protože strukturu systému lze nakonfigurovat logickým způsobem, který je v souladu s cíli návrhu, a to fyzickým uspořádáním jednotek i použitím pouze takového počtu a druhu, který je vyžadován k uspokojení aktuálních požadavků IT. Implementace nemusí čekat, zatímco se vedoucí pracovníci pokoušejí ospravedlnit výdaje na předimenzované datové středisko, které se snaží předpovídat budoucnost na deset let dopředu. Zvláštní požadavky infrastruktury NCPI neovlivňují nepříznivě dobu plánování, protože do modulární architektury je zabudována flexibilita návrhu. Dodávka je rychlejší, protože jsou použity standardizované, masově vyráběné jednotky, které lze okamžitě objednat. Konfigurace a připojování na místě je rychlejší nejen díky standardizovaným a zjednodušeným připojením, ale také proto, že při použití pouze požadovaného počtu bloků je třeba instalovat menší počet zařízení. Uvedení do provozu je rychlejší, protože standardizované moduly mohou být ve výrobě zapojeny tak, jak budou zapojeny na místě, a mohou tak být předběžně otestovány. Ve srovnání s tradiční monolitickou infrastrukturou se statickým individuálním návrhem a jednorázovým provedením tyto výhody společně umožňují zkrátit dobu od návrhu po uvedení do provozu z měsíců na týdny a dobu rekonfigurace z týdnů na dny. 15

16 Čas potřebný ve všech fázích implementace je dále zkrácen prostřednictvím dalšího atributu, možnosti škálování návrhu podle aktuálních potřeb IT a tedy implementací menší infrastruktury s menším počtem zařízení než u typických tradičních systémů. Je nutný kompromis? Otázka: Modulární architektura zlepšuje pružnost. Nezhoršuje však dostupnost nebo celkové náklady na vlastnictví? Dostupnost Pružnost Hodnota TCO Možnost škálování. Při použití modulární architektury stavebních bloků jsou funkce k dispozici v malých částech, které lze Odpověď: Nikoli, dostupnost a celkové náklady na vlastnictví se modulární architekturou nezhoršují, ve skutečnosti se zlepšují. optimálně nakonfigurovat pro prostory IT Pozoruhodnou vlastností modulární standardizace je, že libovolné velikosti od rozvodné skříně po současně zlepšuje všechny tři součásti obchodní hodnoty infrastruktury NCPI. rozsáhlá datová střediska. Ještě větší význam má možnost navrhovat infrastrukturu tak, aby podporovala pouze Dostupnost Pružnost Hodnota požadavky IT potřebné při spuštění. Později TCO lze s nárůstem požadavků přidávat další stavební bloky bez přepracování celého systému a bez nutnosti vypínat kritické zařízení. Tato strategie volby správné velikosti může vést ke značným úsporám nákladů po dobu životnosti datového střediska. (Viz dokument White Paper č. 37 Předcházení nákladům plynoucím z předimenzování infrastruktury datových Dostupnost je zlepšena. Vyměnitelné moduly zkracují střední dobu obnovy, srozumitelná struktura zlepšuje možnosti správy a snižuje počet lidských chyb. Moduly vyměnitelné za provozu lze vyměnit bez prostojů. Moduly lze nakonfigurovat k paralelnímu provozu, aby využívaly strategií odolnosti proti výpadkům. Moduly lze vrátit výrobci k servisu ve výrobním závodě, což je mnohem spolehlivější než servis na místě a umožňuje technikům výrobního závodu identifikovat chyby a zamezit jim u dalších výrobků (růst spolehlivosti). Moduly lze masově vyrábět ve větším počtu, což snižuje výskyt chyb. středisek a síťových sálů.) Celkové náklady na vlastnictví jsou zlepšeny. Vlastní náklady na standardizované modulární zařízení jsou srovnatelné Možnost rekonfigurace. Při délce typického cyklu modernizace IT dva roky je schopnost rekonfigurace, inovace nebo přemístění významnou součástí pružnosti s tradičním zařízením a ostatní náklady jsou podstatně nižší. Investiční náklady na jiné položky než zařízení (plánování, návrh, instalace) jsou sníženy modulární strukturou, celkové náklady na zařízení jsou sníženy, protože nedochází k počátečnímu předimenzování, a provozní náklady po dobu životnosti datového infrastruktury NCPI. Modulární prvky lze střediska jsou sníženy stanovením správné velikosti, která odpojit, změnit jejich uspořádání a znovu odpovídá potřebám IT. připojit. Kromě rekonfigurace vyžadované obchodními potřebami dochází také ke stálému nárůstu hustoty výkonu zařízení IT z důvodu zmenšování fyzické velikosti (blade servery), což si vyžaduje pravidelnou rekonfiguraci stojanů, napájení a chlazení. Modulární součásti vyměnitelné za provozu také umožňují rekonfiguraci pro různé úrovně redundance, různá napětí nebo různé typy zástrček. Nejenže modulární struktura zjednodušuje fyzický proces odpojení, přemístění a opětovného připojení, ale pečlivý návrh modularity zařízení provedený výrobcem může 16

17 minimalizovat potřebu opakovaného návrhu a maximalizovat možnost opakovaného použití zařízení v nové konfiguraci. Jak standardizace snižuje celkové náklady na vlastnictví (TCO) Třetí součástí obchodní hodnoty infrastruktury NCPI jsou celkové náklady na Hodnota vlastnictví po dobu životnosti datového střediska. Hlavní složky celkových nákladů na vlastnictví (obrázek 6) jsou: Dostupnost TCO Pružnost Investiční náklady. Náklady na vše od plánování a návrhu až do okamžiku spuštění systému a zahájení jeho provozu. (Je překvapující, že investiční náklady byly historicky často jedinými zvažovanými náklady při posuzování obchodní hodnoty infrastruktury NCPI.) Provozní náklady kromě nákladů na energii. Náklady na provozní personál, školení, údržbu a opravy. Náklady na energii. Náklady na elektrickou energii z veřejné sítě. Obrázek 6: Standardizace zlepšuje všechny hlavní faktory TCO MODULÁRNÍ STANDARDIZACE Snížení INVESTIČNÍCH nákladů Snížení PROVOZNÍCH nákladů Snížení nákladů na ENERGII TCO Investiční náklady. Standardizovaná modulární architektura snižuje investiční náklady dvěma hlavními způsoby: 1) umožňuje škálovat velikost infrastruktury a lépe ji přizpůsobit aktuálním požadavkům IT, spíše než vybudování počáteční kapacity podporující maximální předpokládané požadavky je pořízeno jen potřebné zařízení, a 2) její jasná a srozumitelná struktura zjednodušuje všechny kroky procesu implementace od plánování po instalaci. Toto zjednodušení představuje méně času stráveného v každé fázi 17

18 a často také sníženou potřebu pomoci zvenčí. Například standardizovaný modulární rozvod napájení na úrovni stojanu přináší úspory nákladů díky škálovatelnosti i jednoduchosti. Napájení i kabeláž lze implementovat pouze pro nainstalované stojany, takže není nutné objednávat provedení elektroinstalace v místnosti. Podobně standardizované modulární stojanové jednotky s integrovanou kabeláží a prouděním vzduchu poskytují škálovatelnost a zjednodušený návrh infrastruktury a možnost instalace s minimální potřebou konzultací a individuálních instalačních služeb. (Další informace o podstatných úsporách nákladů, kterých lze dosáhnout vhodným škálováním velikosti infrastruktury, správným dimenzováním, naleznete v dokumentu White Paper č. 37 Předcházení nákladům plynoucím z předimenzování infrastruktury datových středisek a síťových sálů.) Provozní náklady vyjma nákladů na energii. Zjednodušený, snadno pochopitelný návrh zvyšuje Jak došlo k tomuto stavu? rychlost a efektivitu školení. Provozní postupy a údržba jsou účinnější a méně náchylné k chybám. Při použití standardizovaného, srozumitelného zařízení a postupů mohou větší část údržby provádět pracovníci IT, čímž je snížena potřeba údržby zajišťované výrobcem. Standardizované monitorovací systémy umožňují používat srozumitelné nástroje pro správu, které podporují prediktivní údržbu k identifikaci problémů dříve, než jejich závažnost vzroste od potíží ke značným výdajům. Standardizované modulární součásti umožňují Obor infrastruktury NCPI zaostává ve svém vývoji směrem výměnu modulů a provedení servisu ve výrobním ke standardizaci zejména proto, že používané součásti závodě, což je spolehlivější a méně nákladné než (systémy UPS, rozvody energie, řídicí systémy, chlazení) jsou technologicky odlišné a tradičně je vyrábějí různí opravy na místě. Díky celkovému zlepšení dostupnosti je zapotřebí méně pracovníků technické výrobci. V takovém prostředí dochází k následujícím jevům: podpory k řešení problémů souvisejících s výpadky Nabídky na dodávky se zaměřují na nízkou nabízenou (viz předchozí část Jak standardizace zvyšuje cenu jednotlivých součástí, nikoli na jejich vhodnost DOSTUPNOST). k integrovanému použití. Důraz je kladen na specifikace a spolehlivost jednotlivých součástí a je odvrácena pozornost od Náklady na energii. Náklady na elektrickou energii po dobu životnosti datového střediska jsou nejvýznamnější součástí celkových nákladů na výkonu celého integrovaného systému. Součásti infrastruktury jsou odbornými konzultanty, kteří navrhují prostředí IT, jednorázově zabudovány do jedinečné monolitické platformy. Jedinečnost je vlastnictví. Škálování infrastruktury podle aktuálních opakem standardizace. potřeb IT a možnost postupného přidávání zařízení Roztříštěnost dodávek zařízení se odráží s růstem potřeb znamená, že je nutné napájet v nekonzistentním přístupu výrobců, odborných a chladit jen potřebná zařízení. Výsledné úspory konzultantů, majitelů a vedoucích pracovníků IT k návrhu. elektrické energie po dobu životnosti datového střediska jsou značné. Díky modulární vnitřní konstrukci systému UPS lze jeho kapacitu lépe přizpůsobit požadovanému zatížení, což vede k vyšší provozní účinnosti systému UPS a zmenšení modulů UPS 18

19 potřebných k zajištění redundance. Modulární konstrukce chlazení, jako například jednotky rozvodu vzduchu na úrovni stojanu, umožňuje dosáhnout přesnějšího proudění vzduchu a zvýšení účinnosti chlazení, takže chladicí zařízení spotřebovává méně energie. Další informace o celkových nákladech na vlastnictví jsou uvedeny v dokumentu White Paper č. 6 Stanovení celkových nákladů na vlastnictví pro infrastrukturu datových středisek a síťových sálů. Výsledek: standardizace zvyšuje obchodní hodnotu infrastruktury NCPI Jak bylo uvedeno v předchozích částech, standardizace přímo i nepřímo pozitivně působí na všechny významné faktory ovlivňující dostupnost, pružnost a celkové náklady na vlastnictví. Díky tomuto stálému zdroji vzájemně souvisejících účinků je modulární standardizace ústřední hybnou silou zvyšování obchodní hodnoty infrastruktury NCPI (obrázek 7). Obrázek 7: Standardizace zvyšuje všechny součásti obchodní hodnoty infrastruktury NCPI 2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani 19

20 Závěr Fyzická infrastruktura sítí s kritickou důležitostí (NCPI) se stala pro své uživatele neovladatelnou. Třebaže v tomto oboru existovala tendence k podpoře přístupu jednorázového návrhu s instalací na míru, nadešel čas k dalšímu kroku ve vývoji směrem k efektivní podpůrné vrstvě pracující na pozadí provozu IT, nikoli souběžně s konkurenčními požadavky na zdroje. Standardizace je obchodní strategie používaná již více než 200 let k optimalizaci produktů a procesů v téměř každém oboru. Stejné principy lze uplatnit v datových střediscích k zajištění výhod srozumitelné, předvídatelné a účinné struktury a funkce infrastruktury NCPI. U standardizace lze analyticky prokázat, že zlepšuje, v některých případech významně, všechny oblasti výkonu, které zvyšují obchodní hodnotu infrastruktury NCPI, tj. dostupnost, pružnost a celkové náklady na vlastnictví. Díky těmto rozsáhlým účinkům a téměř univerzálnímu vlivu na implementaci a provoz po celou dobu životnosti datového střediska se standardizace, a zejména modulární standardizace, stává hlavním faktorem optimalizace investic do infrastruktury NCPI. Další kroky Standardizovaná modularita zařízení a rozhraní infrastruktury NCPI poskytuje široké a podstatné výhody uživatelům, kteří ji implementují, jak je popsáno v tomto dokumentu, a představuje začátek přechodu ke standardizaci datových středisek v tomto oboru. Samotní uživatelé infrastruktury NCPI mohou standardizaci využívat ještě v širším měřítku. Za prvé použitím principů standardizace na své vlastní metody a postupy v datovém středisku. Údržba, správa, dokumentace, školení, vedení záznamů, označování štítky, každý proces je kandidátem na postupy standardizace, jejíž neodmyslitelné výhody spočívající v efektivitě a předcházení chybám. Za druhé implementací stejné konfigurace infrastruktury NCPI a postupů ve více než jednom datovém středisku. Využití zkušeností s jedním datovým střediskem v identickém provozu jiných středisek je novou myšlenkou. Všechny výhody popsané v tomto dokumentu se zvětšují s přidanou dimenzí více míst: replikace prospívá předvídatelnosti a srozumitelnosti. Takto vysoké úrovně standardizace dosáhlo v roce 2005 jen několik podniků na celém světě. 4 4 Středisko Cybercentre společnosti Deloitte v Amsterdamu se skládá ze dvou identických datových středisek, která konsolidují 109 distribuovaných zařízení IT této společnosti a ztělesňují celopodnikovou filosofii standardizace. S použitím standardizované modulární architektury NCPI byla výstavba dokončena za čtyři měsíce. 20

21 Jakmile progresivně uvažující vedoucí pracovníci IT pochopí a poznají mimořádné účinky standardizace z vlastní zkušenosti, budou se i nadále nabízet příležitosti k jejímu efektivnímu využití. Informace o autorce: Suzanne Niles je autorkou technických dokumentů ve středisku Engineering Design Center společnosti APC ve městě Billerica, Massachusetts. Suzanne studovala matematiku na vysoké škole Wellesley College a získala bakalářský titul v informatice na univerzitě MIT se závěrečnou prací na téma rozpoznávání ručně psaného textu. Více než 25 let vzdělává nejrůznější posluchače pomocí různých médií od softwarových příruček až po fotografie a dětské písničky. 21